研究以太坊扩展解决方案

什么是’可扩展性’？

在以太坊的背景下，我们将可扩展性定义为主链能够随着用户数量（DApps）的增加而提高性能（吞吐量，延迟），而不会对用户体验（gas价格，交易时间）产生影响。随着采用率的增加，网络架构必须能够适应新的需求，而不是相反。

以太坊的现状

今天，以太坊不可扩展。但值得注意的是，它的设计方式与所有区块链协议相同。每个完整节点在处理包括智能合约代码，账户余额和存储在内的交易时存储所有状态数据。这确保了高度的安全性，但可扩展性受到影响。幸运的是，以太坊所需的规模性架构正在建设中。例子包括，，，和等等。其他文章已经很好地介绍了这些技术 相反，在本文中，我们将重点介绍一个可用的扩展解决方案的示例：权威证明。

面临的问题

需要立即扩展解决方案。且没有人会出现问题：首先，为测试和启动创建了障碍。交通拥挤等同于低吞吐量和高交易费用。这使得在主网上部署DApp成本过高。其次，许多主要准备就绪的项目都处于困境，寻求立即解决方案。最后，网络拥塞和高额交易费用会阻碍未来项目建立在以太坊之上，转而支持其他网络。目前没有捷径，并且所有链都遭受与Vitalik Buterin所称的“Scalability Trilema”相同的问题：

Trilema认为，区块链目前仅限于拥有以下三个属性中的两个：

Vitalik相信有两个问题：我们能否构思一个新系统，只有少数节点验证每个事务？通过确保足够的节点验证每个事务，可以维护安全性。通过有足够少的节点横向验证多个事务可以使吞吐量最大化？Vitalik的是问的背景下，这些问题分片，然而，他的直觉也关系到描述验证的权威证明。

提出的临时解决方案

在Web3上，我们支持以下短期解决方案：部署权限证明网络并使用桥接器连接到主网络（网桥包括 和 ）。其优点是PoA不依赖节点寻找主观数学问题的解决方案。相反，预先选定的一组称为 “” 的权威确保区块链安全，并允许创建。他们是负责管理网络的 。换句话说，他们的所有身份都是公开的，并可由任何第三方进行验证。

虽然权威证明是区块链领域最近的一个想法，但由于许多优势，它正在收集作为临时缩放解决方案的势头。首先，它可以说是更安全的（有问题的验证者无法控制网络或反向链中的以前事务）。其次，由于网络中的摩擦较少，因此在块生产中效率更高。最后也是最重要的是，桥接链意味着PoA链上的操作几乎可以地进行。

关于信任与治理的思考

PoA链改变了信任等式。经过验证的以太坊工作证明共识不再保证。现在信任驻留在验证者的绝大多数中。虽然验证者的数量影响网络分布，但更重要的是安全性是验证者之间的 。关键是不要让你的 集中在一个分领域，因为他们可能会试图合谋。

来源：权威证明：具有股权身份的共识模型。（POA Network）

是验证者的公共身份执行证明利益作用的的改变版。可能是众所周知的初创公司，DApps或众筹组织。他们的身份受到威胁，他们被激励为了网络的最佳利益而行事。就共识而言，验证人必须达到绝对多数，才能签署链条。如果是这种情况，它就成为这个链条的永久性部分。总之，PoA共识非常适合。它可以促进更快，更具扩展性和更具成本效益的区块链，从而使DApps和潜在的众筹项目能够自由和轻松地启动或测试其创新想法。

PoA链例子

PoA随时可用，正在被生态系统内的一些项目所考虑或利用。一些例子包括：。两个以太网测试网络和也使用PoA共识算法。

权威证明的局限性

PoA的关键在于信任是 。达成共识是通过的验证人数来达成的，与提交保证金的当事人达成共识的证明不同。PoA模型为该等式引入了一个集中元素。我们接受这一点，但认为这在财团内是适当的。以银行业为例。通过使用来自完全无关的行业验证块的验证者会获得什么结果？例如，为什么中美洲的咖啡生产商联盟需要验证银行私有链上的区块？一个可能的答案是：为了防止共谋，网络应该尽可能地分布。同意 - 但如果我们能够实现恰到好处的以充分保护网络，但没有更好的，以至于损害网络的可扩展性？例如，可以分布在工业网络中，如银行，监管机构，工会，保管人，律师，交易所等。由于他们的身份受到威胁，所有参与者都会被激励，以维护其公众声誉的行为。转而符合网络的最佳利益。此外，还可以添加额外的保护层，例如罚款，取消监管许可和其他预防措施，可以写入智能合同中，在网络检测到任何恶意行为人时执行这些合同。所有参与者都会被激励为维护自己的公共声誉而行动，这反过来又符合网络的最佳利益。此外，还可以添加额外的保护层，例如罚款，取消监管许可和其他预防措施，可以写入智能合同中，在网络检测到任何恶意行为人时执行这些合同。所有参与者都会被激励为维护自己的公共声誉而行动，这反过来又符合网络的最佳利益。此外，还可以添加额外的保护层，例如罚款，取消监管许可和其他预防措施，可以写入智能合同中，在网络检测到任何恶意行为人时执行这些合同。

需要更多的工作来充分探索和的复杂性。每个网络应用程序可能会略有不同。我们也看到PoA链作为临时解决方案的一部分，而。关于治理和安全方面的任何缺点很可能会由未来的协议如: 来补充。

Polkadot：一个长期的扩展解决方案

来源：Polkadot Lightpaper

正在设计为一个完全可扩展的区块链，它将充当新区块链技术的部署和交互测试平台。Polkadot是一个可扩展的多重连接。这意味着，与目前侧重于提供单链解决方案的区块链不同，Polkadot旨在完全不提供固有功能。相反，Polkadot提供了大量链条可以运行的基础“”，这些链条被称为“”()。在信任方面， 由提供的安全性，而不是提供自己的安全性。提供安全附于并证明他们之间传递消息的安全性。与风格的网络不同，设想可以在完全公开和公共的情况下作为网络进行部署，无需任何特定的组织或可信任的权威机构来维护它。

为了准备Polkadot的到来，开发者可能需要测试他们的应用程序在多个链中的功能。诸如从一个链到另一个链的转账等功能将需要开发和测试。启动专用PoA链可能是允许进行这种测试的一种选择。虽然我们承认PoA网络不是解决Vitalik’Scalbility Trilema’的最佳方案，但它们至少可以用作Polchadot等多种扩展解决方案的的一部分。这是我们认为测试 私有链的另一个原因，而且PoA共识可以在短期和长期内增加价值。

原文来自: Web3 Foundation

翻译: 姜富耀

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