區(qū)塊鏈科普:什么是鏈上擴(kuò)容和鏈下擴(kuò)容
區(qū)塊鏈項(xiàng)目里，很多人對比特幣(BTC)最為熟悉。然而，比特幣網(wǎng)絡(luò)每秒最多只能處理7筆交易，超過的交易只能按順序排隊(duì)等著。
最擁擠的時候，有超過15萬筆的比特幣交易在排隊(duì)等候處理（注1）。也許，你會嘀咕：這種性能的比特幣怎么和微信、支付寶PK呢？
確實(shí)，這個問題——擴(kuò)容，早已成為區(qū)塊鏈（不僅僅是比特幣）的重點(diǎn)優(yōu)化方向。
那我們需要多高性能的區(qū)塊鏈呢？
很多人會把Visa、或者雙11時淘寶的峰值交易處理速度作為區(qū)塊鏈的性能優(yōu)化目標(biāo)。
事實(shí)上，在一些特殊場景下，這個性能也可能是不夠的，比如將區(qū)塊鏈應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)時，對終端和設(shè)備的實(shí)時訪問控制需求，就需要極高的數(shù)據(jù)傳輸和處理速率。
因此，如果要用區(qū)塊鏈來構(gòu)建價值傳遞網(wǎng)絡(luò)，有人認(rèn)為它的性能至少應(yīng)該以目前整個互聯(lián)網(wǎng)信息的數(shù)據(jù)實(shí)時處理速度為目標(biāo)(包括每秒200萬封郵件、6.5萬次google搜索、7.2萬次youtube視頻等、以及53TB的數(shù)據(jù)流程。數(shù)據(jù)出處見注2)，這已經(jīng)絕非簡單只用每秒處理量(TPS)來要求了。
如何在目前區(qū)塊鏈有限處理能力的基礎(chǔ)上進(jìn)行提升呢？
這其中存在著巨大的挑戰(zhàn)和機(jī)會，近幾年，眾多擴(kuò)容方案紛紛登臺亮相，總體上，它們都來自于兩大陣營：鏈上擴(kuò)容和鏈下擴(kuò)容。
鏈上擴(kuò)容
最先登臺的是鏈上擴(kuò)容派，也常被稱為layer-1擴(kuò)容。
所謂鏈上，顧名思義，就是直接在區(qū)塊鏈上動手術(shù)，直接修改區(qū)塊鏈的基礎(chǔ)規(guī)則，包括區(qū)塊大小、共識機(jī)制等。拿修路打個比方，如果車多路堵了，最直接的就是把原來的雙向二股車道擴(kuò)充成四股，再不夠就改成六股、八股。
比特幣現(xiàn)在每秒只能處理7筆，直接原因是出塊慢、區(qū)塊容量小，那就把出塊速度提高、區(qū)塊變大。
比如萊特幣（LTC），在比特幣代碼基礎(chǔ)上，把出塊速度從平均10分鐘左右，提高了4倍到每2.5分鐘出塊；還有比特幣現(xiàn)金(BCH)，也是在比特幣基礎(chǔ)上，把區(qū)塊從1M大小直接提到32M，處理能力提高了32倍；還有采用相對復(fù)雜的分片方案，把原來全網(wǎng)共同處理每一筆交易，優(yōu)化成多個小組并行運(yùn)作，在同樣的時間干更多的活，等等。
鏈上擴(kuò)容這種方式比較直接，不過也和道路直接擴(kuò)充一樣，有點(diǎn)折騰，或者說很難一步到位。好不容易實(shí)現(xiàn)了擴(kuò)容，更高性能需求的應(yīng)用場景又出現(xiàn)了，需要不斷地超越自己。而且，因?yàn)樗薪灰兹匀恍枰趨^(qū)塊鏈這個分布式系統(tǒng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)同步，整個網(wǎng)絡(luò)的性能瓶頸會取決于其中單臺服務(wù)器的處理性能。
所以，通常會認(rèn)為鏈上擴(kuò)容方案在性能上會存在難以逾越的天花板。
鏈下擴(kuò)容
于是，從2018年開始，涌現(xiàn)了越來越多的鏈下擴(kuò)容方案，也常被稱為Layer-2擴(kuò)容方案。
鏈下擴(kuò)容和鏈上擴(kuò)容是相對的，鏈下擴(kuò)容陣營換了種思路，他們不直接改動區(qū)塊鏈本身的規(guī)則（區(qū)塊大小、共識機(jī)制等），而是在其之上再架設(shè)一層來做具體的活，只將必要信息、或需要共識參與（如數(shù)據(jù)出錯、發(fā)生糾紛時）時才與區(qū)塊鏈進(jìn)行信息交互和傳播。因?yàn)閿U(kuò)容本質(zhì)上沒有發(fā)生在區(qū)塊鏈上，因此這類方案被直觀地稱為鏈下擴(kuò)容。
仍然拿道路擴(kuò)容打比方的話，鏈下擴(kuò)容不是在原有道路上擴(kuò)充，而是在現(xiàn)有路線上架個可以四通八達(dá)的高架、或者隧道，普通汽車都上那兒開，原來的路不到萬不得已盡量不用。
鏈下擴(kuò)容方案中，大量的事務(wù)通常只在參與節(jié)點(diǎn)間直接交易，不會進(jìn)行全網(wǎng)傳播，效率直接取決于節(jié)點(diǎn)間的網(wǎng)絡(luò)性能，顯然效率更高。而且因?yàn)闆]有全網(wǎng)廣播 ，信息不能公開可查，通常隱私性也更高。
因此，鏈下交易性能不受原有區(qū)塊鏈性能的影響，鏈下擴(kuò)容的性能目標(biāo)沒有最高，只有更高。
鏈下擴(kuò)容主要包括狀態(tài)通道、側(cè)鏈等解決方案，閃電網(wǎng)絡(luò)就是鏈下擴(kuò)容的代表選手之一。
在閃電網(wǎng)絡(luò)中，交易雙方可直接構(gòu)建通道，之后便可在通道內(nèi)點(diǎn)對點(diǎn)實(shí)現(xiàn)任意多筆零確認(rèn)的交易，只需要在通道開啟和關(guān)閉時才跟區(qū)塊鏈“打個招呼”，在全網(wǎng)傳播確認(rèn)即可。
它不需要修改比特幣的共識算法，比特幣網(wǎng)絡(luò)從每筆交易的處理者，后退一步，僅處理少量關(guān)鍵交易，或在交易出現(xiàn)糾紛時進(jìn)行處理以“主持公道”。這樣的工作量現(xiàn)有性能即可滿足。
當(dāng)然，鏈下擴(kuò)容也并非完美，其方案也伴隨著是否會帶來中心化、或者數(shù)據(jù)可能會被修改等等疑慮。
不過，作為普通用戶，通常不會考慮具體采用了哪種解決方案的。隨著區(qū)塊鏈商業(yè)應(yīng)用場景的落地，哪些解決方案能更好地解決問題，并且不影響使用體驗(yàn)，就很可能會在擴(kuò)容方案中勝出。
以上就是區(qū)塊鏈科普:什么是鏈上擴(kuò)容和鏈下擴(kuò)容的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于鏈上擴(kuò)容和鏈下擴(kuò)容知識分享的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！
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