区块链性能的下一个前沿

直到目前为止，区块链感觉很像拨号上网。缓慢、笨重，使用案例非常有限。拨号网络速度最高为56 kb/s，按今天的标准来说慢得令人震惊。56 kb/s只够进行一些非常基本的网络浏览，比如加载你最喜欢的网页门户、发送电子邮件，或者非常缓慢地下载低分辨率图像。

在1990年代，56kb/s的拨号速度是足够的，因为人们不会在网络上花费太多时间，也没有分享大量高分辨率图像和视频数据的需求。人们没有意识到网络速度有多慢，因为拨号是当时存在的最快方式，早期的使用案例和应用都受到底层网络性能的瓶颈限制。

讽刺的是，Bitcoin传播的数据远少于拨号上网。Bitcoin每10分钟（600秒）产生一个约1mb的区块，相当于大约1.6 kb/s。这很大程度上是由于早期区块链设计师和采用者的偏好，他们选择解决冗余和去中心化问题，而非性能问题。用户的偏好正在转变，早期加密采用者的偏好不再适用于大规模采用者的中间曲线。

与早期互联网类似，大多数区块链今天都很慢，但随着时间推移性能将快速提升。下一代区块链能够从计算能力和网络速度的提升中获得巨大的性能升级。

我们在单个计算机芯片上封装了越来越多的晶体管，但并不提高时钟速度。相反，我们通过使用这些晶体管在同一芯片上封装多个处理器来增加计算吞吐量。这被称为多核。因此，多核性能大约每2年翻一番。根据Nielsen定律，网络速度也大约每2年翻一番。

与传统技术不同，下一代区块链能够充分利用多核性能和带宽方面的飞跃。像Ethereum这样无法随现代多核硬件扩展的区块链，很难与那些能够扩展的新一代区块链在性能上保持竞争力。经常被吹捧的L2解决方案并非Ethereum独有，L2的数据压缩和交易批处理可以应用于性能更强的区块链上，获得同样百分比的性能提升。

高性能区块链具有多种特征，但在本文中我们将重点关注 数据传播. 互联网带宽可能会继续成为用户互联网体验的瓶颈因素。

在区块链中，区块空间是最宝贵和最重要的资源之一，因为它提供了写入区块并将其作为交易提交给所有节点进行审批的能力。需要注意的是，在一条链上的相同交易不会使用与另一条链上相同数量的数据，交易使用的数据量没有标准。然而，如果一条链传播更多数据（更大的区块，更快的速度），它通常能够处理更多的每秒交易数并支持网络上更多的活动。高吞吐量是高性能下一代区块链的特征（传统上通过每秒交易数或TPS来衡量）。与单一应用程序不同，区块链将支持在单一网络上运行的整个生态系统中的数百甚至数千个应用程序和产品。我们可以设想，随着更多有用和流行的应用程序和用例的开发，对区块空间的需求将在未来几年呈指数级增长。如果没有高吞吐量，当需求激增时，获取稀缺区块空间的成本会变得非常昂贵。我们在Yuga Lab的Otherside契约铸造过程中痛苦地见证了这一现象，当时gas费用超过了5个ETH或 每笔交易约14,000美元。

如果区块空间就是数据，那么随着更好应用程序的构建，人们将以指数级的方式需求越来越多的数据。让我们比较一些流行的区块链，看看它们每秒向节点传播多少数据。除了一些近期的创新和特殊情况外，大多数区块链需要向2/3+1或66%的所有节点传播数据以达成共识。如果 共识 未能达成，交易就不会被最终确定（完成）。

Bitcoin传播的数据量微乎其微。这与BTC作为能够在核冬天中幸存的硬通货理念一致，但这在性能方面付出了巨大代价。至于Ethereum，即使在分片之后（这是2023年或2024年ETH 2.0路线图中计划的主要吞吐量增加），ETH最初传播的数据将只是下一代链目前已经在做的数据量的一小部分。这严重影响了Ethereum的可扩展性。即使100%的初始1.3mb/s用于ZK（零知识）L2汇总将数百笔交易批处理成一笔，如果数万或数十万个应用程序和数百万用户都试图同时写入同一个区块，这种数据传播水平和100,000 TPS可能与大规模采用不兼容。

"无法随现代硬件和不断增长的带宽扩展的传统区块链，将很难与能够扩展的下一代区块链竞争"

数据传播不良限制了应用程序和产品工程师的创新范围，使大规模采用变得非常困难。工程师被迫通过最小化与链的交互来降低用户成本，以解决他们所构建的区块链的局限性。产品和应用程序工程师应该能够在区块链上自由创新，而不必担心他们所构建网络的成本和速度。下一代区块链使这成为可能。

简而言之，在我们从Ethereum和Bitcoin等传统架构转向更高性能的链之前，构建具有全球覆盖范围和规模且对 消费者有用的应用程序将非常困难，这严重限制了加密货币的大规模采用。

并非一切都失去了希望。今天，这些性能限制开始被移除，我们正迎来新一代区块链。我们将看到数据传播、同步性和可组合性效应的水平，以及无限制的应用程序开发将数十亿用户引入。

世界不是静态的。唯一不变的是变化，您需要持续调整区块链以适应现代硬件和不断提升的互联网速度。创新和设计的唯一限制应该是物理定律的上限。光可以在133毫秒内环绕地球一圈。在出块时间尽可能接近133毫秒并具有最高数据传播量之前，区块链技术还可以进一步推进。这场竞赛才刚刚开始...

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