万众热捧的区块链，却有着一个致命伤

2018-03-26 08:51

在不久的将来，Zilliqa将会推出自己的区块链系统以及智能合约平台。届时，各款应用程序都能顺利在区块链上运行。

现阶段，我们可以用一个简单的类比，来形容区块链平台存在的最大问题。

早在21世纪初，互联网的速度非常慢、成本非常高。为解决这两个问题，人们开始完善互联网的基础设施和设计，希望能够在最大程度上享受互联网带来的便利。与此同时，他们还开始研发更加优质的硬件设备，以便运行一些较为重要的互联网元素。

随后，互联网的运行速度就有了提升，访问网站的成本也有了下降。之前，开发人员只能创建单一网页，但经过基础设施优化，已经能够创建Facebook这类大网站。简单说来，现在的互联网不仅速度很快，而且能够实现规模扩张。

现在，区块链也遇到了相同的问题，一是速度慢，二是成本高。目前，该领域的各家公司，都在努力提供能够实现规模拓展的基础设施，希望区块链平台未来可以成为行业主流。届时，这一技术和相关平台不仅能够用于支付，还能用来开发类似谷歌和Facebook的应用程序。

区块链 & 规模拓展能力问题

想要说清楚规模拓展的能力问题，就要先解释吞吐量这一概念。

假设你现在在火车站，火车每小时来一趟，一趟只能带十个人。也就是说，第十一个人，必须要等下一趟。我们就用这个案例中的乘客来代表交易。平均看来，那些知名度比较高的区块链平台，每秒钟能够处理十笔交易。

与之对比，诸如Visa这类支付公司，目前处理交易的平均速度，大约是每秒钟5000到8000笔。而交易的处理速度，就是我们这里所说的吞吐量。因此，说到底，区块链平台目前的吞吐量，是远不及主流支付平台的。

现在，我们再换一种假设。还是同样的车站，等待上车的乘客有100位。车来了之后，售票员表示，能够出价最高购买车票的十个人可以上车。你又很赶时间，因而会选择付一大笔钱买车票，坐上这趟车。

也就是说，由于区块链平台的吞吐量比较低，所以交易费用也就相应提高了。举个例子，按目前的状况算，总额10美元的交易，额外交易费大约是2美元。

由此，速度慢、成本高，就成了区块链平台上最大的交易阻碍。

提高规模拓展能力

想要得到大家的认可，区块链平台需要进行规模拓展。具体说来，各家区块链公司，共计提出了以下几种可能的解决方案。

（一）扩大区块规模

第一种，也是最为直接的一种，就是扩大区块的涵盖范围。

如果仍然以乘车为例，那就是增加车上的座位数量，比如说从10个变为20个。这样一来，火车来一趟就能运送更多乘客，从而缓解车站的拥堵状况。

回到区块链，现阶段，比特币区块的规模，大约是每区块1MB。如果将这一数字增加到每区块2MB，那么每秒钟能够处理的交易数量就会翻番。也就是说，区块范围越大，每秒钟处理的交易数量就越多。

但这只是理论，实际推行起来是有问题的。

区块链技术创企Zilliqa技术总监Yaoqi Jia解释说：“如果你把区块规模从每区块1MB扩大到每区块1GB，那么问题就在于，当你创建区块时，还需要将其发给处于同一网络中的其他人。如果你选择用谷歌邮箱发送，那上传的文件肯定非常大，谷歌就不乐意了。再有，网络也无法快速处理如此之大的文件。所以，茫然扩大区块规模，是存在问题的。规模再怎么扩大，总归还是有一个上限。”

（二）即时支付解决方案

第二种方法，就是借助即时支付，比如说针对比特币的Lightning网络、针对以太币的Raiden网络，以及针对小蚁币Neo的Trinity网络。

在现有条件下，你每交易一次就得经过网络每一节点的批准。所谓节点，就是指运营着交易处理算法的计算机。

举个例子，如果在一个月内，你每天都去同一家咖啡店花1美元买咖啡，那么这些总额1美元的交易的费用是非常高的，对整个网络来说其实是负担。

这种情况下，你就应该与咖啡店主达成一份协议，每天用价值1美元的代币来支付。一个月过后，店主可以在网络中把30个代币换成30美元。你可以只在第一天和最后一天，在网络中发送自己的交易。而之所以叫它们即时支付结算，主要就是因为这些都是私人之间达成的协议。

当然了，这一系统也是有缺陷的。因为整个流程是集中化的，围绕着各种支持这些即时支付交易的服务器展开。

最后，如果真的采用这种解决方案，那么安全性和透明性也是不得不重视的问题。

（三）委派式共识算法

上文已经说过，现在区块链网络的交易速度之所以这么慢，主要就是因为网络中的每一节点，都需要对特定交易进行处理。所以，假设现在网络当中总共有1000个节点，那一笔交易想要处理完成就需要依次经过这1000台计算机。

这就好比，你想要最终决定一件事情，需要事先征求1000个人的同意。不仅处理过程会很冗长，而且会很繁杂。但如果你能从中挑出10人作为代表，指定他们为群组管理人，让他们投票的话，那就会比较方便了，大家想要达成共识也就比较容易了，整个流程都会快上很多。

同样，你也可以指定一小部分节点，让它们运行相关的协议，针对需要处理的交易达成一致。而这些节点的批准，也就代表着整个网络中所有计算机的共同意见。

现阶段，大多数可以进行规模拓展的区块链项目，都选择使用了这样一种委派式协议。为了进入由少数人构成的代表团体，相关成员需要介绍自己的兴趣，还需要做一些特定的测试，也就是我们常说的权益证明。如果顺利通过测试，成为代表团成员，那将会拿到一张属于自己的证明，证明自己确实能够代表大团体的意见。

（四）分片技术解决方案

所谓分片技术解决方案，就是一种链上交易方式，将整个网站分为无数分片。

其实，在数据库领域，这并不是什么新鲜的概念，主要是指数据库分库分表。具体说来，就是将数据库分为无数数据分片，范围更小、速度更快，管理起来也更加容易。

但在此之前，这一概念从来没有在区块链领域出现过，直到Loi Luu和Prateek Saxena以及他们的团队在研究性论文Elastico中正式介绍。Saxena是一名来自新加坡国立大学计算学院的助理教授，同时也是Zilliqa公司的首席科学顾问。Luu也是Zilliqa公司的顾问，之前在新加坡国立大学攻读PhD学位。

Zilliqa提供的解决方案，就是网络分片。为了详细介绍它的运作流程，我们同样要举例。

假设你是一名学生，教室里连你共10人。两两一组，完成分配到手的具体任务。最终，老师拿到了五组成果，并将答案进行整合，随后把全部信息再传递给10个学生。这样一来，每一组都可以知道其他组的任务和大致完成情况。但当时，每个组都是独立作业的，根本不知道其他组的信息。

也就是说，每个学生都是节点，而五个组则是五个分片。老师代表目录服务委员会，本身也是一个分片。如果同样的场景放到比特币交易中，那就意味着每个学生都要经历问题解决的每个步骤，不存在分工整合这一说，所以耗时较长，也比较吃力。

如果有1万个节点，那就会通过特定流程随机分为10个组，每一组就是一个独立的分片。

随后，每一分片会分别处理不同的交易，最终形成所有分片都认可的交易集合，提交给同样作为独立分片的目录服务委员会。该委员会负责整合不同分片的信息，并且生成一个规模更大的终极区块。这一终极区块中的所有信息，又将会返回到各个分片小组中去。