区块链扩容方案及应用介绍

描述

今年“双11”全民购物狂欢节，根据阿里云发布的数据，订单创建峰值再创新高，达到54.4万笔/秒，远超去年的49.1万笔/秒，2009年首次超过。 “双十一”1360次。

这是集中式系统的优势。

相比之下，去中心化区块链技术的性能相形见绌：比特币区块链每秒只能处理大约 7 笔交易，而以太坊区块链每秒只能处理十几笔交易。 当初，打着“百万TPS”旗号的EOS区块链在测试中最高TPS只有四五千，正常运行时的TPS也只有两位数。

虽然性能不是区块链技术的优势，但如果成为“短板”，无疑会延缓区块链技术的大规模应用。

因此，近年来，技术开发人员和项目团队不断提出各种解决方案。 这些解决方案主要分为两类：链上扩容和链下扩容。

链上扩容就是直接在区块链上“操作”——修改规则，包括区块大小、共识机制等。比如直接将比特币区块链的区块大小从1M扩容到32M、128M甚至2G（这就是BTC、BCH和BSV在区块大小上的区别），比如“以太坊2.0”将采用的技术方案——分片技术（Sharding）。 如果你想了解更多关于分片技术的知识，请阅读百花之前的推文《一文看懂区块链性能解决方案：分片》。

链下扩容是指在主链之外建立第二层交易网络，因此链下扩容也称为“Layer 2”。

如果把链上扩建比作道路拓宽比特币系统现有的扩容方案，那么链下扩建就是就近修高架桥、隧道、小路等。

目前的链下扩容方案可以分为三类：一类是用来扩容支付的，比如比特币上的闪电网络； 另一个用于扩展智能合约； 另一个用于链下计算。

那么，比较知名的链下扩容方案有哪些呢？

毫无疑问比特币系统现有的扩容方案，最著名的链下扩展解决方案是比特币的闪电网络。 2016年1月14日，闪电网络“白皮书”（paper）发布，随后大量开发者对其进行了开发和测试。 2017 年 1 月，第一个闪电网络实现 lnd 发布了 Alpha 版本。 2017 年夏天，比特币闪电网络的基础工作完成。 截至目前，闪电网络共有节点10423个，通道34780个，锁定821.1个BTC。

当然，目前的闪电网络还处于发展阶段，还不是特别成熟。 2018年3月，闪电网络节点遭受DDOS攻击，导致约200个节点下线。

与比特币闪电网络类似，以太坊上也有一个链下扩容方案——雷电网络。 雷电网络支持即时转账、低成本、可扩展性和隐私保护，但底层协议相当复杂，实现起来并不容易。

Liquidity Network 是 Raiden Network 的竞争对手。 它的主要目的是将交易从以太坊转移到支付渠道。 与比特币的闪电网络一样，Liquidity Network 用户也可以进行来回交易。 在这个过程中，不需要支付费用，只有在打开和关闭通道时才需要支付费用。

以上都属于链下扩容中的支付扩容，分层侧链Plasma属于智能合约的扩容。 Plasma 是由开发者 Joseph Poon 和以太坊创始人 Vitalik Buterin 共同编写的以太坊分层侧链。 主要目标是将大量的智能合约计算转移到侧链上，而不是在以太坊主链上执行。

Celer Network 也是一个著名的链下扩展解决方案。 它的主要目标是构建一个运行在现有和未来区块链之上的通用网络系统，让每个人都可以快速构建、运行和使用高度可扩展的 DApp。

截至目前，已知的链下扩容方案有30多种，但都处于早期开发阶段。 哪些扩容方案会率先成熟并帮助现有公链解决可扩展性问题，还有待观察。