社交生活、事業和睡眠都努力在您的生活中共存，但很難和諧相處。同樣的概念也反映在區塊鏈三難困境中。

區塊鏈三難困境是一個術語，指的是現有區塊鏈的局限性：可擴展性、安全性和去中心化。

區塊鏈三難困境是一個已經存在了幾十年的設計問題。問題的本質是找到一種方法將數據安全地存儲在一個小而輕的容器中，而不會使存儲設備太大或太貴。

如上所述，區塊鏈三難困境是一組三種場景。然而，在深入探討之前，讓我們簡要概述一下去中心化、安全性和可擴展性。

權力下放是指權力從單個公司、政府或其他大集團轉移到幾個較小的集團。例如，在區塊鏈三難困境中，去中心化賦予全世界的人們使用他們的計算機（稱為“節點”）進行治理的權力，而不是讓一個集中的一方控制整個網絡。

安全性意味著區塊鏈是安全的，但不能完全免受黑客攻擊。例如，如果黑客控制了 51% 的網絡，他們就可以改變交易從網絡中竊取的方式。

區塊鏈中的可擴展性與商業中的一樣；這意味著在保持相同的交易速度和輸出的情況下，未來網絡可以增長多少。

當可擴展性和去中心化一起工作時，安全性通常會面臨風險。這是因為安全性限制了有助于去中心化網絡發展的變化。此外，運行去中心化網絡所需的工作量限制了可擴展性。

在此博客中，您將詳細了解區塊鏈三難困境并了解可用的不同解決方案。

區塊鏈三難困境中三個核心組成部分的重要性是什么？

權力下放

去中心化網絡強調區塊鏈依賴足夠多的利益相關者群體的重要性。去中心化可以在不同層面上看到，例如礦工數量、完整節點、活躍開發人員等。重要的是要記住，并非所有區塊鏈都以類似的方式去中心化。

去中心化網絡的優點

權力下放使共識成為可能，而無需強迫用戶信任單個實體。權力下放是一件好事，因為它使系統更加穩定。它可以防止網絡被關閉，因此任何人都可以使用它。

去中心化網絡的缺點

去中心化會減慢網絡速度并增加處理交易的時間。它很昂貴，因為它增加了冗余，所以它只適用于某些應用程序。

可擴展性

可擴展性是區塊鏈系統在不影響性能的情況下支持規模增長（更多用戶、更多用例，以及最終更多交易）的能力。

可以使用區塊鏈的人數如何增長？

有兩種方式（或這兩種方式的混合）：

減少檢查交易的組數（在去中心化方面做出妥協）。

減少阻塞時間，使網絡更容易（在安全性上妥協）。

專注于可擴展性的網絡的優點

它可以讓網絡處理更多的交易，并且可以用于安全性較低的應用程序，例如社交消息應用程序。

專注于可擴展性的網絡的缺點

正如我們上面所說，增長的能力可能意味著更少的安全感。此外，隨著網絡的發展，共識機制也必須如此，這可能會導致更多的中心化。

安全

區塊鏈保持交易不可逆性的能力就是它的安全性。它通過迫使網絡參與者浪費資源來獲得激勵來實現這一點——網絡參與者的資源支出越大，區塊鏈就越安全。

在最近的以太坊經典 (ETC) 黑客攻擊中，攻擊者重組了 4,000 多個區塊，并雙花了價值約 100 萬美元的 ETC。

為什么攻擊者會成功？因為獲取全網 51% 以上算力的代價與所獲取的價值相比可以忽略不計。簡而言之，這 4,000 個區塊中包含的財富大大超過了網絡參與者部署的資源。

強調安全性的區塊鏈的優點

實現比傳統價值轉移更快、成本更低的大價值轉移。

以安全為中心的網絡的缺點

需要更多的資源，即更大的資金投??入。

公共區塊鏈的安全性由網絡參與者提供；更高的安全性會產生更大的網絡效應，而這種效應難以重現。

這些因素之間的相互作用如何導致問題

以太坊是在行動中觀察到的三難困境的最新例子。如今，業內大多數去中心化應用程序 (dApps) 都基于以太坊。以太坊是從去中心化金融 (DeFi) 協議到不可替代代幣 (NFT) 交易所的一切事物的首選資源。隨著去中心化應用程序的普及，以太坊平臺的利用率增加了。

但是縮放問題繼續增長！

可悲的是，縮放問題變得更糟了！以太坊無法擴展到一定限度。結果，交易費用對于某些個人使用區塊鏈來說變得非常昂貴。增加的以太坊交易成本是三難困境的一個例子，其中擴大以太坊需要犧牲安全性或去中心化。就以太坊而言，通過限制每秒的交易數量（可擴展性）來優先考慮去中心化和安全性。用戶向礦工支付溢價交易費以優先處理他們的交易。

鑒于可比較的安全特性，我們可以得出結論，可擴展性與去中心化成反比。假設兩個工作量證明區塊鏈在去中心化程度方面是相同的。我們可以將區塊鏈的安全性視為其哈希率。哈希率越高，確認時間越短，可擴展性越高，安全性越高。因此，在不斷去中心化的情況下，可擴展性和安全性是相稱的。

因此，區塊鏈不能同時針對所有三種品質進行優化。相反，它必須使用多個配置文件來進行權衡。因此，根據區塊鏈三難困境，公共區塊鏈無法達到必要的去中心化、安全性和可擴展性水平。

制定了哪些不同的策略？

最近，已經開發了許多縮放策略。例如，閃電網絡是比特幣區塊鏈的一個組成部分，而以太坊以其 Arbitrum 網絡而聞名。

網絡閃電通過主區塊鏈網絡上的私有鏈下通道利用智能合約的功能。鏈下路由允許更快、更便宜的交易。最值得注意的是，通過將交易從主鏈轉移出去，閃電網絡減輕了主鏈的壓力。用戶不再需要支付挖礦費用或長時間等待區塊確認。

Arbitrum 使以太坊用戶能夠進行鏈下結算，從而提高交易速度和效率。

Arbitrum 采用獨特的共識流程和數據壓縮來加快交易速度，同時保持較低的交易成本。此外，它將多個智能合約組合成其鏈上的單個對象，使它們的使用變得更加簡單。

Algorand 是另一種成立于 2017 年的加密貨幣，號稱已經解決了區塊鏈三難困境。Algorand 采用股權證明(PoS)，其中只有以加密方式選擇的驗證者可以抵押他們的代幣來驗證下一個區塊，這有助于將驗證節點的數量減少幾個指數，提高交易速度和區塊安全性。

使區塊鏈可擴展的不同方法有哪些？

可擴展性是區塊鏈尚未被廣泛使用的最大原因；因此，區塊鏈需要有效的擴展解決方案。正在制定許多不同種類的解決方案。令人驚訝的是，有不同的方法可以解決這個問題。每個解決方案類別都提供了不同的方法來處理區塊鏈的擴展問題。

第一層解決方案

第一層或第一層解決方案修改了區塊鏈網絡的基礎軟件。因此，第一層解決方案通常被稱為“鏈上擴展解決方案”以表征其操作。

第 1 層解決方案增強了區塊鏈網絡最關鍵的方面，例如增加塊大小限制或減少驗證塊所需的時間。分片、隔離見證 (SEGWIT) 和硬分叉是擴展第一層區塊鏈的三種最普遍的技術。

區塊鏈分片

區塊鏈網絡是巨大的數據庫，具有許多驗證數據的節點。每個節點都必須驗證整個網絡的交易。

分片將區塊鏈網絡劃分為可管理的碎片。節點將驗證分片數據，而不是確認網絡數據。這減少了節點工作量，提高了系統效率。

區塊鏈分片有三種類型：

網絡區塊鏈分片創建不同的分片。此外，所有分片同時執行交易，從而提高區塊鏈網絡性能。

事務分片將事務分組以通過分片進行身份驗證。

狀態分片將分類賬分成存儲獨立部分的碎片。

隔離見證

SEGWIT 代表“隔離見證”，是對區塊鏈第一層擴展選項的另一個重要補充。SEGWIT 是對比特幣區塊鏈網絡協議的改進，它改變了數據存儲的方式和位置。它有助于消除與每筆交易相關的簽名數據，并為交易釋放更多空間和容量。

重要的是要知道交易中大約 70% 的空間被證明發送方擁有并有權使用現金的數字簽名占用。所以，如果數字簽名被拿走，可能會有更多的空間進行新的交易。

匯總

Rollups 在第 1 層區塊鏈之外執行交易，并在達成共識后發布它們。這將第 1 層性能流程的很大一部分分開。該解決方案的一個重要方面是零知識匯總（ZK-Rollup），它處理數百個鏈下傳輸并隨后上傳它們。它加快了交易速度，是提高性能最有效的方法之一。

第二層可擴展性的解決方案

主區塊鏈網絡的變化對第一層或鏈上擴展方法是否有效有很大影響。

鏈下擴展選項包括擴展選項的第二層或第 2 層。第 2 層解決方案是建立在主區塊鏈之上的不同協議。在這些類型的解決方案中，來自主區塊鏈的交易被“卸載”到輔助協議。第 2 層解決方案可以幫助解決空間和網絡擁塞等問題。流行的第二層解決方案包括狀態通道和側鏈。

嵌套區塊鏈

存在嵌套在另一個區塊鏈中的區塊鏈，其中第 1 層區塊鏈將處理委托給分層區塊鏈。因此，開發定制處理解決方案非常簡單。它被認為是用最少的努力解決區塊鏈三難困境的最好和最簡單的方法之一。最著名的例子是 Ethereum Plasma，它利用錨定在主鏈上的二級區塊鏈，可以提供欺詐證據來仲裁糾紛。

狀態通道

委托狀態通道的交易處理和區塊鏈網絡的容量。它的節點不需要驗證，這使得附近的資源更容易滿足其要求。Layer 1 網絡只需要將通道的最終狀態存儲在區塊鏈上。

側鏈

側鏈是通過雙向掛鉤連接到主區塊鏈的獨立區塊鏈。它提高了現有區塊鏈的互操作性和處理能力。例如，比特幣網絡可以使用側鏈來更快地執行交易。這是人們提高比特幣性能的眾多方法之一，盡管從理論上講它不可行。

最后的話

隨著對區塊鏈應用程序的需求不斷增長，越來越多的企業對轉向去中心化網絡表現出興趣。但區塊鏈三難困境對這些區塊鏈網絡的可擴展性提出了巨大挑戰。盡管已經引入了幾種潛在的解決方案來提高區塊鏈的可擴展性，但這些解決方案中沒有多少能夠成功地提供急需的緩解。各種區塊鏈擴展解決方案，包括第一層解決方案和第二層解決方案，在實踐中作為區塊鏈可擴展性問題的可行解決方案。

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