「云币 比特币」区块链的可扩展性及其影响

本文介绍了区块链可扩展性，重点解析比特币可扩展性问题及其影响。

比特币通常被视为“很慢”和“太贵”。当网络拥挤时，比特币交易可能需要平均超过一小时才能处理。作为加密货币的创始人，加密货币社区中的许多人认为长处理时间是不可接受的。不仅如此，交易费用也变得更加昂贵。五年前，平均比特币交易需要不到0.05美元的交易费用，但在2017年12月的网络高峰期，平均费用平均达到40美元！微交易：代表比特币用途的基础。由于费用极高和等待时间长而根本不可能实现。

比特币面临的核心问题是可扩展性。

什么是可扩展性

可扩展性定义为系统或网络规模扩大和管理需求增加的容量。随着更多的使用和活动，任何系统或网络都需要扩大以适应这种增长。区块链技术的核心问题是可扩展性。 比特币网络或任何其他加密货币网络，可以处理的交易数量都有限制。

为什么比特币无法应对更多交易

比特币网络的处理能力受到两个主要因素的限制：

平均块创建时间：创建并保护包含大约2,000+比特币交易的块大约需要10分钟。这意味着在给定时间只能处理一定数量的事务。

块大小限制： 每个块的限制为1MB（1,000 KB）。这意味着可以添加到块中的事务量是有限制的。这个限制背后的最初原因是防止黑客攻击（DOS）攻击，这些黑客试图创建巨大的（或无限的）块，这些块会伤害和瘫痪比特币的网络。

自创建以来，比特币的开源代码库几乎没有变化，其基本属性：如块创建时间和块大小限制，仍然是相同的。比特币网络的参与者数量已经从少数比特币爱好者增加到目前每天超过1000万的用户。您可以想象由于更多的使用和活动，网络面临的巨大压力。

比特币与传统支付网络的比较

为了让我们更好地了解比特币的处理能力，我们必须使用一个衡量任何网络可以处理的交易数量的通用指标，称为每秒事务数（TPS）。让我们来看看比特币与其他中心化系统相比的处理速度。

很明显，比特币的交易速度远不及传统的支付处理器，如Paypal（193 TPS）或Visa（24,000 TPS！）。在比特币与传统对手竞争并成为真正的，可行的替代品之前，还有很长的路要走。

为什么区块链普遍速度慢

去中心化和分布式网络比Visa或Paypal等中心化系统慢得多。为了理解原因，我们需要了解区块链的工作原理。

必须要认识到区块链是许多加密货币的底层技术，而不仅仅是比特币。比特币是区块链技术的第一个也是最著名的应用，因此是我们用来解释的最合适的例子。

区块链实际上是一系列相互连接的区块链，每个区块包含不可变，安全和公共的已验证交易。与中心化系统相比，区块链分类账较慢，因为它们需要执行其他工作，包括：

签名验证： 网络中的每个单一交易都需要由私钥的所有者（技术上是代币的所有者）以加密方式签名的数字签名。这在对等网络中是强制性的，以证明代币的真实性，从而证明交易本身。计算、生成和验证这些签名是非常复杂的。另一方面，中心化系统不需要验证每个请求，因为中央服务器规定了管理访问的规则。

冗余计算： 由于在许多接入点上复制相同的分类帐，分布式系统自然是冗余的。由于比特币的开源特性，任何人都可以成为节点并运行自己的服务器。这种架构的一个优点是网络非常安全（容错）。但是，这意味着必须为网络中的每个节点单独处理事务，因此需要更多工作并花费更多时间。而中心化系统中的客户端， 服务器仅需要在单个实例中处理事务。

达成共识：在中心化系统中达成共识是任何区块链的重要要求。比特币采用工作证明（POW）共识机制来达成共识，要求矿工使用大量的计算和电力资源来解决复杂的数学问题。一旦被证明是正确的，获胜的矿工将获得比特币（BTC）奖励，并且网络将同意新区块被包含在区块链中。这涉及节点之间的大量通信以确保区块链的当前状态。共识机制直接影响平均块创建时间; 对于比特币网络，整个过程需要10分钟才能实现。在中心化数据库中，冲突事务发生的几率是非常小的，因此需要更少的处理时间。

比特币可扩展性及其影响

区块链的可扩展性问题可能会给社区带来负面影响。

昂贵的费用： 在比特币的早期阶段，您可以通过支付0.05美元的平均费用来发送交易。相比之下，当网络拥挤时，费用已超过40美元。想象一下，支付40美元的费用只是为了发送价值5美元的比特币。使用银行转账比使用比特币更好。交易费用是网络的一个重要组成部分，它可以激励矿工处理您的交易并将其验证到网络中。由于存在一个区块限制，在给定时间内只有有限数量的交易可以装入区块，矿工将在财务上受到激励，以选择那些支付更高费用的交易。如果您希望快速处理您的交易，那么您必须支付更高的费用。这导致了竞标战，当网络拥挤时，交易费被推高。

等待时间的增加：拥挤的网络也会导致等待时间增加，因为交易区块中只有那么大空间，矿工会优先考虑支付最高费用的人。据报道，有些人只是为了确认他们的交易而等了几个小时甚至几天！这给用户带来了极大的不便，特别是那些支付最低费用的用户。

采用率低：昂贵的交易费用和漫长的等待时间将直接影响用户和商家的采用。在用户端，增加使用比特币作为交易媒介的摩擦力最终会破坏比特币首先成为“数字现金 ”的目的。更重要的是，商家不会接受比特币或一般的加密货币作为可行的支付手段。商家不可能等待10分钟到一个小时只是为了确认交易，他们完全可以使用VISA或万事达卡即时处理交易。较低的商家采用意味着加密货币持有人使用其代币作为一种支付手段的途径很少。事实上，有几份报告表明比特币自2017年以来商家接受度一直在降低。

正如我们所说，已经有令人兴奋的计划和有趣的创新-“云币”来解决这个重要问题，并显著增强区块链的可扩展性。我们的下一篇文章讲述目前在云币开发的不同可扩展性解决方案。

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