区块链可扩展性有怎样的要点

在本文中，我想让区块链社区注意两个重要的问题，这两个问题在关于可扩展性的激烈争论中经常被忽略。这些观点都不是我独有的，但是我相信即使与原始文章互动时，人们也可能会忽略它们。

1. 扩展交易确认时间，却不会扩展计算时间

大多数关于可扩展性的讨论都围绕着各种平台每秒可以处理的交易数量。成千上万甚至上百万的tps被抛出，经常成功地吸引投资者。然而， Medium博客作者 Eric Wall 在最近对“ Hedera Hashgraph”的评论中正确地指出，当像Hedera这样的项目引用其令人印象深刻的tps数字（发布时为10，000）时，人们应该意识到，他们所说的并不是所有交易，而只是第一手交易，也就是从代币层到账户之间的转移。对于大多数区块链而言，这只意味着他们的本地代币的转移，如BTC、ETH、EOS等。但是，Algorand是一个例外，因为它直接在第一层实现其他代币的转移。

Wall进一步指出，Hedera在虚拟机计算方面的处理速度实际上比它的主要竞争对手以太坊要慢。这样做的原因是Hedera使用的VM基本上是相同的，但是在启动时故意进行了限制。

举一个简单的例子来更好地理解为什么会这样。假设用户A希望将10个代币传输给另一个用户，用户B希望验证文档是否与存储在链上哈希值的文档相同，而用户C希望同时实现A和B的愿景。假设A先发送她的交易，然后B在3秒内发送她的交易，那么C在3秒后发送她的交易。

如果所讨论的区块链平台的协商共识机制能够完美地工作，它将验证并正确地排序这些交易。但是请注意，即使进行了验证并进行了正确的排序，这些交易仍然只是由相关区块链的虚拟机执行的指令。更准确地说，作为完整节点的计算机必须使用虚拟机的软件来执行它们，以实现用户真正想要的功能。根据计算的复杂性，这可能比在交易上达成共识要花费更多的时间。

这个问题的重要性远远超出了Hedera是否真的是一个值得炒作的项目的问题。扩大虚拟机的规模实际上与共识机制无关，甚至与带宽问题（例如比特币块大小的争论）也无关。

这就是为什么到目前为止很少受到关注的主张实际上可能会变得非常重要。Greg Meredith是RChain项目的创始人，也是一名数学家。他一直试图引起区块链社区的注意，他表示：基于顺序Lambda-calculus方法的分布式计算在原则上是不可扩展的，即使使用WASM、状态分片等复杂的新方法。

看看他最近对Polkadot的讨论：

但是如果你去看Polkadot的网站和他们的文献，你会发现他们谈论的是状态机的集合。而对于CCS和Pi演算的发明和整个领域的工作来说，是因为状态机没有组成。它们不是按照机器和环境的线路组合的。即使是Mealy 和Moore的机器也不会这样构成。这就是Milner发明CCS的根本原因。

当你试图用状态机组成的方式来组成状态机时，你会得到指数级的放大。它非常快，但非常糟糕。你最终要做的是对状态的乘积空间的约束进行建模。它的复杂性已经达到了顶峰。

当然，我根本没有资格评估Meredith的主张，毕竟他对计算机科学有着深刻的理解，还有其他的计算机专家也同意他的观点。如果他是对的，大多数正在进行的以计算为中心的区块链的可扩展性努力可能是死胡同。

2. 在质量验证和小范围验证之间有一个中间地带

我想强调的第二点是，比特币与EOS/Hedera的账本验证方法之间的两难境地是错误的。观察有关去中心化的辩论的人可能会认为，一个人要么必须有一个网络，即使是质量一般的消费者笔记本电脑也可以完全验证分布式账本，要么必须有一个小范围的验证器。

公开反对后一种选择是比特币社区反对增加最大块大小和其他一些拟议修改的公开动机。然而，正如Tezos的创始人Arthur Breitman恰当地指出的那样，似乎在各种旨在实现分片的工程努力背后也有着相同的愿景。事实上，以太坊的创造者Vitalik Buterin过去曾多次表示，他更喜欢在消费者笔记本电脑上运行以太坊。

Breitman正确地指出，在两个极端之间存在一个中间地带，这并不一定会牺牲公共区块链的核心优势：

我的理解是，这个领域的人们过度浪漫化了区块链验证和共识参与。人们常说，比特币是一个“无许可”的网络。对我来说，无许可意味着我可以建立一个网站，立即开始接受比特币。特别是，我不需要银行的批准就可以开始接收或发送比特币。它是金融自由的强大源泉。

正如我们以前说过的，在验证过程中，很低的进入壁垒对维持一个健康的去中心化的和不受审查制度的网络是很重要的，但是一旦实现这种审查阻力，就我作为一个用户而言，成为链上的小矿工，并在实际上付出贡献也是无关紧要的。充其量我只是做一个象征性的陈述，最坏的情况下，我将在电价和比特币价格之间冒险。考虑到我通常处理的金额，我几乎不需要为超出SPV级别的安全性而操心任何事情。

他还提供了一个估计，如果没有复杂的分割或其他方法的话，将需要什么样的硬件投资来扩展一个非Pow区块链：

我们来看一些实际的数字。Visa的最高交易率是每秒4000笔交易。ed25519验证操作需要273，364个周期。在现代的3Ghz计算机上，这意味着在0.36秒内可以验证超过4000个签名。当然，除了验证签名之外，验证区块链还有更多的工作要做，但是这往往会占用大量的计算成本。

我可能在使用Visa的峰值交易率上太保守了。毕竟，微交易和机器支付网络的前景预示着交易需求的增长。让我们大胆地把这个比率增加一百倍。保守地说，每秒40万笔交易率可以通过千兆连接来维持（在大多数经合组织国家，每年只用几百美元就可以获得，美国是个明显的例外），而电脑价格不到2万美元。从现在算起的五年内，这种计算能力很可能在2000美元以下。这是一个交易率比Visa的最高交易率高出100倍的数字。

很难说谁的可扩展性方法最终会更可行。然而，如果每个参与者都认识到存在的选择比表面上的要多，那就更好了。