眾所周知，區(qū)塊鏈技術(shù)的優(yōu)異特性使它成為了全球的熱點(diǎn)，很多產(chǎn)業(yè)只要跟區(qū)塊鏈搭上關(guān)系其熱度就會(huì)變得很高，但是目前區(qū)塊鏈技術(shù)仍然面臨著一些問(wèn)題，尤其是其系統(tǒng)性能已經(jīng)很難滿足目前高頻數(shù)據(jù)的交互需求，交易吞吐量明顯不足，到達(dá)了性能可拓展性的瓶頸。所以區(qū)塊鏈擴(kuò)容的研究是非常有必要的，并且也一直是區(qū)塊鏈技術(shù)的一個(gè)熱門(mén)研究方向。區(qū)塊鏈擴(kuò)容是現(xiàn)在區(qū)塊鏈行業(yè)從事人員很關(guān)心的一個(gè)問(wèn)題，不過(guò)還有很多投資者不知道區(qū)塊鏈擴(kuò)容是什么意思？區(qū)塊鏈擴(kuò)容的方式有哪些？下面小編帶大家深入的了解一下，一起來(lái)看看吧。

區(qū)塊鏈擴(kuò)容是什么意思？

擴(kuò)容，是當(dāng)某個(gè)容器或承載物不足以支撐或承載現(xiàn)有事物需求時(shí)，我們通過(guò)擴(kuò)大容器的容量或承載物的體積來(lái)滿足日益增長(zhǎng)的需求，從而緩解當(dāng)前容器或承載物所受壓力的一種手段。

在比特幣誕生之初比特幣創(chuàng)始人中本聰并沒(méi)有特意限制區(qū)塊的大小，區(qū)塊最大可以達(dá)到32MB，當(dāng)時(shí)平均每個(gè)區(qū)塊大小為1~2KB。

時(shí)比特幣用戶少，交易量也沒(méi)有那么大，并不會(huì)造成區(qū)塊擁堵，然而2013年至今隨著比特幣價(jià)格的直線上升，用戶越來(lái)越多因此造成比特幣網(wǎng)絡(luò)擁堵，用戶交易費(fèi)用上升的問(wèn)題逐漸涌現(xiàn)出來(lái)。

到現(xiàn)在，比特幣區(qū)塊鏈上最高時(shí)有幾十萬(wàn)筆交易積壓，比特幣的平均交易費(fèi)用比 2010 年 9 月上漲了 376 倍，每秒 7 筆交易的處理速度已經(jīng)明顯無(wú)法滿足用戶需求，比特幣社區(qū)開(kāi)始探索如何給比特幣“擴(kuò)容”。

通過(guò)修改比特幣底層代碼，從而達(dá)到提高交易處理能力的目的。比特幣擴(kuò)容本身發(fā)展和設(shè)計(jì)方案有兩種，即第一層和第二層擴(kuò)容技術(shù)。

1.第一層擴(kuò)容技術(shù)即改進(jìn)區(qū)塊鏈自身，把區(qū)塊鏈自身變得更快、容量變得更大，總的來(lái)說(shuō)就是改變區(qū)塊鏈共識(shí)部分的內(nèi)容。

2.第二層擴(kuò)容技術(shù)目的是把計(jì)算移到鏈下，即通過(guò)側(cè)鏈的技術(shù)加以解決問(wèn)題。

區(qū)塊鏈擴(kuò)容的方式

一、鏈上擴(kuò)容：隔離見(jiàn)證、分片

鏈上擴(kuò)容意味著要直接在區(qū)塊鏈主鏈系統(tǒng)上動(dòng)手術(shù)，去修改區(qū)塊鏈主鏈系統(tǒng)的基礎(chǔ)規(guī)則、區(qū)塊大小、共識(shí)機(jī)制等等，以此來(lái)擴(kuò)大區(qū)塊容量。說(shuō)白了，就是把主鏈這個(gè)系統(tǒng)的道路修的更寬一點(diǎn)。

鏈上擴(kuò)容的主要方式有兩種方式：隔離見(jiàn)證和分片技術(shù)，下面我們分別介紹一下。

(一)隔離見(jiàn)證

區(qū)塊鏈上每個(gè)區(qū)塊內(nèi)，記錄了每筆轉(zhuǎn)賬交易的具體信息（什么時(shí)間賬戶收到或轉(zhuǎn)出的數(shù)字貨幣數(shù)量），同時(shí)也記錄了每筆交易的數(shù)字簽名，用來(lái)驗(yàn)證該筆交易的合法性。

礦工在打包區(qū)塊的時(shí)候需要用數(shù)字簽名驗(yàn)證一一驗(yàn)證每筆交易，確認(rèn)沒(méi)有問(wèn)題后才會(huì)將該筆交易記錄在區(qū)塊里。這樣的話勢(shì)必會(huì)造成每個(gè)區(qū)塊大小過(guò)大，且每筆交易驗(yàn)證時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。

而對(duì)于普通用戶來(lái)說(shuō)他們只關(guān)心每個(gè)賬戶有多少資產(chǎn)，不需要驗(yàn)證信息，隔離見(jiàn)證就是把區(qū)塊內(nèi)的數(shù)字簽名信息拿出去，讓每個(gè)區(qū)塊可以承載更多比交易，從而達(dá)到擴(kuò)容的目的。沒(méi)有簽名信息，交易的負(fù)擔(dān)就輕得多。這意味著可以容納更多的區(qū)塊，并且比特幣可以處理更大的吞吐量，而無(wú)需更改區(qū)塊大小。

隔離見(jiàn)證是對(duì)于比特幣來(lái)講的，它可以看作是比特幣系統(tǒng)的一次重要升級(jí)，這次升級(jí)涉及到比特幣共識(shí)規(guī)則和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，相當(dāng)于在比特幣系統(tǒng)上“動(dòng)刀子”，所以我們說(shuō)，隔離見(jiàn)證屬于鏈上擴(kuò)容。

在隔離見(jiàn)證提出之前，比特幣的交易驗(yàn)證主要依賴兩部分?jǐn)?shù)據(jù)：一部分是交易狀態(tài)，簡(jiǎn)單來(lái)講就是誰(shuí)給誰(shuí)轉(zhuǎn)多少錢(qián);另一部分是見(jiàn)證數(shù)據(jù)，簡(jiǎn)單來(lái)講就是證明這次交易是真實(shí)合法的。隔離見(jiàn)證，就相當(dāng)于把這部分“見(jiàn)證數(shù)據(jù)”從基本結(jié)構(gòu)里拿出來(lái)，放在一個(gè)新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)當(dāng)中，但卻不破壞數(shù)據(jù)的完整性。

在隔離見(jiàn)證提出之前，比特幣的交易驗(yàn)證主要依賴兩部分?jǐn)?shù)據(jù)：一部分是交易狀態(tài)，簡(jiǎn)單來(lái)講就是誰(shuí)給誰(shuí)轉(zhuǎn)多少錢(qián);另一部分是見(jiàn)證數(shù)據(jù)，簡(jiǎn)單來(lái)講就是證明這次交易是真實(shí)合法的。隔離見(jiàn)證，就相當(dāng)于把這部分“見(jiàn)證數(shù)據(jù)”從基本結(jié)構(gòu)里拿出來(lái)，放在一個(gè)新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)當(dāng)中，但卻不破壞數(shù)據(jù)的完整性。

(二)分片

分片技術(shù)來(lái)自中心化數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，將大型數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)進(jìn)行切分，并分布在特點(diǎn)的服務(wù)器中，以提高數(shù)據(jù)庫(kù)性能。如果將分片技術(shù)運(yùn)用到區(qū)塊鏈中，就相當(dāng)于將區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)里的所有待處理任務(wù)（如確認(rèn)交易、運(yùn)行DAPP等）進(jìn)行分解，全網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)也進(jìn)行分組，每一組同時(shí)處理一個(gè)分解后的任務(wù)（比如100筆待確認(rèn)交易），這樣就從原先單一節(jié)點(diǎn)處理全網(wǎng)的所有任務(wù)變成了多組節(jié)點(diǎn)同時(shí)處理

簡(jiǎn)單地說(shuō)，分片就是一種在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中分割計(jì)算能力和存儲(chǔ)工作負(fù)載的分區(qū)方式，分片后每個(gè)節(jié)點(diǎn)不再需要負(fù)責(zé)處理整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的交易負(fù)載，而僅需處理其所在分區(qū)（或稱分片）中的交易。

與當(dāng)前的區(qū)塊鏈相同，分片中包含的信息也是由多個(gè)節(jié)點(diǎn)共同維護(hù)的，從而保證了賬本的去中心化和安全性，啟用分片后每個(gè)人仍然可以看到賬本中的所有信息，只不過(guò)人們不再需要處理和存儲(chǔ)所有的信息。

二、鏈下擴(kuò)容：閃電網(wǎng)絡(luò)、雷電網(wǎng)絡(luò)

鏈下擴(kuò)容意味著不需要修改比特幣區(qū)塊鏈系統(tǒng)的代碼就能夠提升交易速度。采用鏈下擴(kuò)容，交易都在鏈下處理，根本不需要對(duì)比特幣區(qū)塊鏈系統(tǒng)做什么大的改動(dòng)，因?yàn)槲覀儔焊鶅壕筒蛔哌@條路。

鏈下擴(kuò)容主要有兩種方式：閃電網(wǎng)絡(luò)和雷電網(wǎng)絡(luò)。其實(shí)二者的原理差不多，只不過(guò)，二者最主要的不同就是：閃電網(wǎng)絡(luò)針對(duì)的是比特幣鏈下擴(kuò)容，而雷電網(wǎng)絡(luò)針對(duì)的是以太坊鏈下擴(kuò)容。

下面我們分別介紹一下。

(一)閃電網(wǎng)絡(luò)

“閃電網(wǎng)絡(luò)”是針對(duì)比特幣處理交易速度過(guò)慢提出的一種“鏈下擴(kuò)容”對(duì)策。

閃電網(wǎng)絡(luò)通過(guò)引入支付通道手段(支付通道我們可以理解成一個(gè)智能合約)來(lái)實(shí)現(xiàn)比特幣快速轉(zhuǎn)賬。

閃電網(wǎng)絡(luò)的原理，我們可以理解為：先把一些資金匯集在一起，建立支付通道，然后按照事先約定的方式，把資金池里面的所有權(quán)進(jìn)行承諾轉(zhuǎn)讓(先不付錢(qián)，先做承諾轉(zhuǎn)讓)，如果兩個(gè)人頻繁交易，就一直保持這個(gè)狀態(tài)(支付通達(dá)打開(kāi)的狀態(tài))，如果兩個(gè)人決定停止交易，就關(guān)閉支付通道，結(jié)算清楚，這一步才會(huì)被記錄到主鏈上。

這個(gè)原理就相當(dāng)于我們?nèi)粘Ｉ钪写驌淇恕⒋蚵閷?，我們不是每一局都結(jié)算一下誰(shuí)贏誰(shuí)輸，而是先把錢(qián)壓在桌子上證明我有錢(qián)我輸?shù)闷?，然后打好幾局之后，再一起結(jié)算輸贏。

(二)雷電網(wǎng)絡(luò)

再說(shuō)說(shuō)雷電網(wǎng)絡(luò)。雷電網(wǎng)絡(luò)和閃電網(wǎng)絡(luò)的原理幾乎是一樣的，只不過(guò)，雷電網(wǎng)絡(luò)是以太坊提出的鏈下擴(kuò)容方式。

雷電網(wǎng)絡(luò)也需要建立支付通道， 在建立支付通道之前也需要做資產(chǎn)抵押生成余額證明，來(lái)證明我有錢(qián)我輸?shù)闷穑@一步就好比打撲克時(shí)候在桌子上先押一些錢(qián)。

之后，在交易雙方都持有余額證明的情況下，雙方可通過(guò)支付通道在鏈下進(jìn)行無(wú)限制次數(shù)的轉(zhuǎn)賬。只有在完成鏈下交易，需要將資產(chǎn)轉(zhuǎn)回鏈上時(shí)，才會(huì)在以太坊主鏈上登記主鏈賬戶的余額變化信息，而這期間不管發(fā)生多少次交易，在主鏈上是不會(huì)有記錄的(原理和閃電網(wǎng)絡(luò)非常相似)。

總結(jié)一下以上內(nèi)容，區(qū)塊鏈擴(kuò)容可以分為鏈上擴(kuò)容和鏈下擴(kuò)容，其中鏈上擴(kuò)容又可以分為隔離見(jiàn)證和分片這兩種方式，而鏈下擴(kuò)容也可以分為閃電網(wǎng)絡(luò)和雷電網(wǎng)絡(luò)。不過(guò)如果從幣種角度來(lái)分類(lèi)的話，隔離見(jiàn)證和閃電網(wǎng)絡(luò)屬于比特幣的擴(kuò)容方式，而分片和雷電網(wǎng)絡(luò)則屬于以太坊的擴(kuò)容方式。

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