区块链科普系列第22天：区块链被严重诟病的慢慢慢，该怎么解决？

文/杜豆豆

互联网时代，很多软件都是先开发一个简版，然后不停迭代，数据多了就增加存储器，性能不够了就升级服务器。然而，当这些问题进入到区块链的场景，可能就没那么容易了。

以比特币为代表的公链系统，在交易性能上一直为人诟病。目前比特币是每秒7笔，以太坊是70-80笔。而比特币又是分布式结构，并不能通过升级服务器来搞定。

显然，这样的速度也不能满足大多数应用场景。举例来说，金融方面的应用，如果每秒70-80笔的话，拿一张电子汇票进行交割，可以要等上7、8天。

VISA每秒7万多次交易速度，支付宝近8万次交易速度，银行同业结算的每秒交易速度也近7万次。

那么，这些区块链领域被严重诟病的“慢慢慢”问题，有没有什么解决办法呢？

下面，我们来具体介绍4种常用方法。

1、比特币区块扩容

由于比特币区块大小不得超过1MB，正常情况下，每秒钟的交易大约只有3笔。这就导致了很多用户为了能够尽快让网络确认自己的交易，不得不增加交易手续费要求优先处理。而大量交易费用的增加以及交易延迟的问题提，就形成了比特币的性能瓶颈。

因此，为解决这一问题，有了扩容的两种思路：

1）增加区块空间的大小

2）缩小交易数据的尺寸

对应第二种思路，发明了“隔离见证”，英文是SegregatedWitness。我们知道在比特币的交易数据结构中，是通过发起者签署自己的UTXO(未花费交易输出），然后填上接收者的地址而建立起来的，签署UTXO就相当于签名，也就是所谓的“见证”，这是用来确认支票合法性的。

如何来确定交易数据的唯一性或者说完整性呢？在比特币中会对每一条交易事务数据进行一次哈希计算，得到一个事务ID，在计算这个事务ID的过程中，签名信息占据的空间还是不少的，如果能够把签名信息从交易事务中隔离开，存储到另外一边，那就能省出一块空间来容纳更多的交易数据。这种将见证信息与交易数据隔离开的设想就是“隔离见证”的意思。

至此，比特币的扩容方案就有了如下的选择：

1）进行“隔离见证”并扩容区块

2）仅进行隔离见证，区块容量保持不变

3）仅扩容区块，不进行隔离见证

2、侧链技术

侧链就是将比特币从比特币主链上转移到与比特币主链完全不同的其他区块链上。比如我想把我的比特币从钱包地址转移到以太币的钱包地址。只要实现侧链协议，所有彼此竞争的区块链（比特币、以太坊、莱特币等）都可以成为对方的侧链。

为了将比特币从主链上移动到侧链，比特币区块链上的比特币必须首先在主链上被冻结，然后在侧链上激活，这叫双向锚定。最简单的实现双向锚定的侧链就是讲比特币主链上的资产发送到一个单一托管方，并在侧链上激活。我们平时常用的比特币钱包其实就是用到了单一托管模式的侧链技术。

比特币主链上冻结的资产，通过一个多重签名的地址控制，类似于一份智能合约，双方或者多方约定一个公证的保管规则。比起单一托管，这种通过合约联盟的方式更能增加安全性，也使得侧链协议的实现更为顺畅。

比较著名的比特币侧链有ConsenSys的BTC Relay、Rootstock和BlockStream推出的元素链，非比特币的侧链如Lisk。

3、 闪电网络

闪电网络是一个点对点对等网络，完全去中心化的数字货币微支付系统。闪电网络在实际应用中一般先开辟一个支付通道，并提交一个微支付网络，这个微支付网络能通过多重签名的方式确保价值网络安全的单向流动。

最重要的一点是闪电网络实际通过微支付通道，将交易剥离出比特币区块链来进行，而且剥离主链的交易次数是无限的，这从根本上解决了大量交易都放到比特币主链上进行，从而造成比特币性能严重降低的问题。

闪电网络的本质其实就是智能合约的应用，具体来说是RSMC(Revocable Sequence Maturity Contract)以及HTLC(Hashed Timelock Contract),基于智能合约建立一系列相互连接的双向支付通道。

4、多链：区块链应用的扩展交互

现在我们看到的很多区块链基础技术构架都是单链的形态。但在现实社会各个产业价值网络中，多链结构的技术才更符合复杂价值逻辑的实际应用，各行各业或者说各个领域都用可能针对不同的业务来构造一条链，这些平行的链之间就会存在数据交互的需求，即便实在同一个业务场景下，也有可能构建一组共同配合工作的链来完成复杂的业务逻辑。

此时就会需要通过一个专门的接口来实现互联，大家共同遵循同一个规则，各种不同的链只要针对接口规范来进行开发，就可以进行互联，从而为自身的发展实现了更多可能。

当然，上述方案本身也还有待时间进行考量验证功能，无论如何，他们都是组成多彩缤纷的区块链技术体系的重要组成部分。

（本文出自杜豆豆《白话区块链》读书笔记的部分摘录。）

明天分享：《以太坊：一个90后令人惊叹的发明》

（未完待续）

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