53、区块链可扩展性解决方案全解析

区块链可扩展性解决方案全解析

1. 可扩展性概述

区块链面临着去中心化、可扩展性和安全性（一致性）的三元困境。不过，随着第2层协议、创新的第1层增强、更快的共识机制以及分片和并行化等技术的出现，有望在这三个特性之间实现某种平衡。

可扩展性有两个方面：一是提高交易处理速度以实现更高的每秒交易数（TPS）；二是增加网络中的节点数量。在公共网络中，交易速度更为重要，因为公共区块链网络中的节点可扩展性通常不是问题，例如以太坊和比特币网络虽有数千个节点，但交易吞吐量分别约为7 TPS和15 TPS。

2. 提高可扩展性的方法

多年来，为解决区块链可扩展性问题，提出了许多技术和建议，以下是一些常见的方法：
- Nakamoto系数 ：Solana的Nakamoto系数约为31，表现较好，但可能不足以抵御卡特尔形成攻击；而Polygon的Nakamoto系数约为4，不太理想，因为它为了效率（速度）放弃了过多的去中心化。
- Algorand ：Algorand提出了一个关键解决方案，声称无需牺牲任何一个目标即可解决区块链三元困境。它通过随机选择验证器来添加下一组节点以添加块，随机选择一小部分代表（委员会）运行协议，实现了可扩展性、去中心化和安全性。

3. 解决可扩展性问题的分类

根据在区块链堆栈中操作的层，解决可扩展性问题的方法可分为四大类：
| 层级 | 名称 | 描述 |
| ---- | ---- | ---- |
| 第0层 | 多链方法、模块化区块链或多链架构 | 涉及多链生态系统，实现链间互