以太坊开发人员为寻求可扩展性解决方案而卷起袖子

以太坊团队自2014年以来一直试图解决区块链可扩展性问题。在此期间，开发人员的工具包中出现了Raiden，Plasma，zk-SNARKs，分片和汇总等解决方案。然而，其中一些的实施经常被延迟，而另一些被证明效力有限。

在以太坊的伊斯坦布尔硬分叉于2019年12月实施之前，这就是问题所在，它给人以希望该网络最终适合企业使用的希望。 Cointelegraph试图找出第二大加密货币可扩展性的情况是否已经改变，以及为什么不是所有解决方案都减少了芥末味。

以太坊为什么要规模化？

在过去的几年中，以太坊（ETH）区块链已成为成千上万个项目的软件。其易于使用的智能合约模型允许创建几乎所有应用程序并发布项目自己的加密货币。结果，截至2020年4月，网络上活动的分散式应用程序（DApps）的数量已达到1,895个，其用户每天执行77,000次交易。更不用说用户购买或出售以太坊的每日数十万笔交易。

同时，以太坊网络的吞吐量在2019年不超过每秒15-20个事务，被认为不足以使区块链适合大规模使用。问题的症结在于，只有在满足可伸缩性条件的情况下，DApp的快速操作才可能实现。以太坊联合创始人Vitalik Buterin之前曾表示，许多大型组织都对加入以太坊生态系统感兴趣，但由于带宽不足而拒绝切换到网络。

近年来，一些新项目在带宽方面已经超过以太坊。例如，EOS区块链可以处理多达4,000 TPS，NEO可以处理10,000 TPS，Solana的最新产品声称它可以处理高达50,000 TPS。结果，以太坊平台的声誉开始下降，批评者不断增多。似乎有些以太坊开发人员自己已经对网络有朝一日能够真正解决其可扩展性问题失去信心。 Buterin关于这个概念说：

“随着时间的流逝，我对链外数据L2越来越感到悲观。弗拉德·扎姆菲尔（Vlad Zamfir）是对的。它们很难构建，对于激励机制而言，需要太多的应用层推理，并且难以一概而论。”

那是在去年12月推出伊斯坦布尔硬叉之前的，这最终为解决以太坊可扩展性问题带来了希望。但是伊斯坦布尔能否消除以太坊太慢的普遍看法？

伊斯坦布尔硬叉：更快，但仍不是世界计算机

这也许是唯一成功实现的以太坊可扩展性解决方案，是网络从工作量证明协议过渡到权益证明的一部分。根据Vitalik Buterin的说法，伊斯坦布尔后的区块链容量现在有可能达到3,000 TPS，而可伸缩性解决方案开发商StarkWare声称，以太坊现在在去中心化交易所执行智能合约时可以处理9,000 TPS，在处理在线支付时可以处理18,000 TPS。

实际上，评估以太坊的实际带宽仍然很困难。从Blockchair图表来看，第二大加密货币网络当前处理的速率不超过9.5 TPS。

分片：将以太坊的可扩展性提高100倍？

到2019年初，以太坊社区开始主要关注分片，认为它是解决区块链可扩展性问题的首选。分片的日益普及是基于以下事实：将单个网络划分为多个段并仅在这些段内处理事务会提高事务处理速度。

此外，按并行段处理事务可能会导致网络带宽线性增加-分段越多，可以在它们之间分配的事务越多。因此，根据开发人员的说法，可以通过向网络添加新的段来扩展网络。

因此，问题是：细分之间的交易将如何进行？的确，在不解决分片间交互问题的情况下，按段并行处理交易变得不可能，这使分片的灵丹妙药变成了毫无意义的事业。

从Buterin最近的声明来看，实施分片的时机仍然很抽象。虽然众所周知，分片将在第1阶段在以太坊区块链中实施，而第0阶段将在两年内实施。

Raiden：通过牺牲安全性来达到可扩展性吗？

这种独立的以太坊网络扩展解决方案类似于比特币的闪电网络。简而言之，Raiden的主要任务是将部分数据存储在主区块链之外，这显着提高了吞吐量。链下处理数据允许以太坊网络仅用于更大或更重要的交易，而日常付款可以在Raiden网络内部进行。

但是，在区块链之外处理交易有其自身的风险，主要的风险是安全性。一些批评家说，事实是，在这种模型中，令牌存储在可以被黑客入侵的智能合约中，而脱链解决方案则更加集中。

尽管Raiden功能非常适合处理小额支付，但是这种可扩展性解决方案对于大型交易可能并不总是可靠的，因此，对以太坊的潜在大规模使用提出了质疑。这可能是为什么Raiden路线图中设置的许多重要迭代仍在进行中的原因，而其即用型仅由单个项目使用。

2017年底，以太坊网络出现了所谓的“微型雷电”，该网络定位为原始雷电的精简版。然而，小雷电在小额支付领域的成功仍是未知的，雷电的另一个alpha版本称为Red Eyes的采用水平也是未知的。

等离子：废弃的技术

Plasma项目于2017年8月由Vitalik Buterin首次宣布，该协议旨在通过在主区块链之上创建第二层来保护以太坊区块链免于处理不必要的数据。

根据开发商的说法，在使用Plasma时，以太坊区块链仍将能够处理智能合约，但仅在合约完成后才将其发布在区块链上。这将大大减少区块链用于确认交易的计算能力，从而节省大量内存。 Plasma协议还尝试加快事务处理时间，这将允许网络托管DApp，而不会降低系统速度。

但是，2019年的积极公告被以太坊社区开始探索一种称为“汇总”的新的第二层解决方案类的消息所取代，随后Plasma Group的工作终止了。 1月27日，蜻蜓研究中心揭露了等离子的死亡，并解释了以太坊团队正在朝着乐观汇总方向发展。

零知识技术：技术成功的零证明

Zk-SNARKs的实现应该通过使用智能合约解决以太坊可扩展性问题。该模型已经在Zcash（ZEC）区块链项目中实现。但是，后者在实施后不久就报告了zk-SNARK的严重漏洞。据说该漏洞可以使攻击者伪造无限数量的硬币。

同时，所有有关零知识证明协议和基于零知识证明协议的zk-SNARK（通过使交易成为匿名来加密交易）的出版物仍然只是以太坊团队理论研究的一部分。

其他解决方案

Buterin认为，在以太坊最终过渡到权益证明共识模型之前，可以使用在市场上成功运行并提供低交易费用的其他平台的资源来扩展网络。

如Buterin建议的那样，比特币现金（BCH）网络可能成为ETH区块链的潜在合作伙伴。据他介绍，该项目因其低交易费用和高吞吐能力而非常适合扩展网络。截至2019年，BCH网络每秒能够处理超过53 KB的数据，而以太坊只有8 KB。

除了比特币现金外，Vitalik Buterin还建议使用以太坊经典（ETC）网络，指出其巨大的潜力和与其他平台的互操作性。其他扩展网络的建议包括使用Litecoin（LTC）和STEEM平台，但该团队迄今尚未向其竞争对手发送任何合作建议。

汇总汇总的乐观预测

上述zk-SNARK中出现的可伸缩性解决方案中的最新创新是所谓的汇总，据Buterin称，目前正在开发这些汇总。汇总涉及以压缩形式在区块链中存储交易数据，而计算过程发生在链外。它建议不要将zk-SNARK作为zk-Rollup的一部分，将防欺诈方案作为以太坊的Optimistic Rollup的一部分，而不是直接在链中验证诸如签约验证和合同执行之类的计算。

第一个解决方案名为zk-Rollups，它使用零知识证明来验证侧链上所有事务的正确性。尽管如此，该解决方案仍然存在一些由计算密集型加密过程以及??无法使用智能合约导致的缺陷。

第二个变体是Optimistic Rollup，它试图通过更改共识原则来消除对零知识证明的需求。从本质上讲，网络不是验证每个交易，而是假设所有交易都是正确的，只有在用户看到不正确的交易时才通过提交“欺诈证明”进行干预。

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Buterin称这两种解决方案都很棒，并指出这不仅可以扩展支付，还可以扩展等同于以太坊虚拟机的东西。根据Buterin的说法，乐观和套利是两个在实现乐观汇总方面取得了足够进展的自治团队。

同时，其他项目已经将该概念整合到了可行的解决方案中。例如，Loopring最近启动了ZK-Rollup交换，理论上可以达到2500 TPS的吞吐量。此外，以太坊团队对其汇总项目的未来效率持乐观态度，因为他们有望将区块链吞吐量提高到2,500-3,000 TPS，如果与分片结合，则将提高到2,000-10,000 TPS。

这一切将导致什么？

到目前为止，以太坊团队对分片，汇总和zk-SNARK的讨论听起来像是一个魔术咒语。部分原因可能是这些术语对于日常用户而言尚不清楚，或者没有人见过有效的解决方案。

在很大程度上取决于今年的发布，这些发布可能表明以太坊扩展提案的可行性。特别是，预计暂定于今年7月推出的以太坊2.0将会更快，更具扩展性。

为了达到全带宽，以太坊还可能需要同时实施所有上述解决方案。诸如Optimistic Rollup的公司Optimism的开发人员Kevin Ho这样的开发者的声明似乎证实了这一假设。

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原文链接：https://cointelegraph.com/news/ethereum-developers-roll-up-their-sleeves-in-hunt-for-scalability-cure

原文作者：Cointelegraph By Julia Magas

编译者/作者：wanbizu AI

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