可擴展性一直是區塊鏈世界的一大問題。隨著這項技術變得越來越主流，網絡迅速擠滿數百萬用戶，以後究竟會發生什麼呢?

區塊鏈——一項最初只是發燒友之間的利基項目——能成功地擴展到全球水平嗎?這是個大問題。現在，答案是否定的，但這種情況正在迅速改變。

在本文中，我們將探討有關區塊鏈擴展的一些挑戰、一些擬議的解決方案以及未來的發展趨勢。

比特幣網絡擴展

要真正理解區塊鏈的規模問題，不妨回顧一下比特幣的早期。比特幣是一個非常簡單的區塊鏈，有一個簡單的用例：發送和接收數字貨幣。

從一開始，比特幣用戶就注意到了一個可擴展性問題。如何確保這個去中心化的網絡能夠處理大量(並不斷增長)的用戶？

這是一個基本的計算機網絡問題。只有這麼多帶寬可用來處理髮生的交易。最重要的是，用戶需要通過檢查記錄來驗證每個交易，這需要一定數量的存儲空間。

最終，不可避免的事情發生了——比特幣協議被填滿了。其結果是處理更多交易時會出現問題，這會減慢一切速度。為了解決這個問題，出現了許多新項目，它們實際上只是比特幣代碼的新副本。

但這並不是一個真正的解決方案，因為這些新鍊是比特幣獨立的網絡，兩個鏈之間不可能通信。最重要的是，隨著時間的推移，這些新的區塊鏈注定會遇到同樣的問題，因為它們塞滿了越來越多的用戶。

我們需要一個更好的解決方案。但在此之前，讓我們快速了解一下以太坊是如何處理這個問題的。

智能合約網絡擴展（如以太坊）

以太坊的興起擴展了我們可以用區塊鏈做的事情。它允許智能合約，這使得它可以有比比特幣更複雜的用例，以及在區塊鏈上構建計算機程序。

其中一個問題就是所謂的中止問題。這實際上是在程序中創建一個無限循環，導致它永遠運行。如果這種情況在以太坊區塊鏈上發生得太多，就會堵塞整個網絡並毀掉它。

解決方案是一種叫做gas的東西。這允許用戶在以太坊上運行程序，只要他們支付了足夠的gas費用。當gas耗盡時，程序停止運行。這是一種巧妙的解決方案，可以讓玩家在不產生無限費用的情況下運行無限循環。

這樣可以保持網絡運行，避免阻塞和減速，這使得ETH區塊鏈可以運行計算機程序而不會被淹沒。

了解區塊鏈的可擴展性問題

為了探索區塊鏈的可擴展性挑戰的一些解決方案，我們更容易回到比特幣的例子。

如果太多的人開始互相發送比特幣要怎麼辦?在給定的時間內只能發生這麼多的交易，那麼當需求超過這一數量時，會發生什麼呢?

結果是，有大量的交易，但區塊鏈上沒有足夠的空間，這導致了漫長的等待時間和每筆交易的高額費用。

最初的解決方案是簡單地增加區塊鏈可以存儲的信息量。提高區塊大小限制，使用戶可以運行的交易數量翻倍。

這是一個簡單的解決方案，有一個小缺陷——當它被填滿時，用戶必須再做一次。如果繼續這樣做，那麼保存區塊鏈螺旋所需的存儲空間就會失去控制，使得普通用戶不可能在自己家裡運行比特幣軟件。

另一種解決方案是縮短創建新區塊所需的時間。這樣做的問題是需要一個確認期來確認新區塊的有效性。在更短的時間內，用戶甚至可以在意識到問題之前創建100個新區塊。

我們稱這些為“Layer1解決方案”，它們都不能作為長期解決方案。那麼我們該怎麼做呢?

針對區塊鏈擴展性的解決方案

下一組可擴展性解決方案可以稱為“Layer 2解決方案”。

一個例子是State Channel。它的工作原理是，用戶可以通過簡單地將類似的交易分組在一起，減少交易的總數量，從而大大減少區塊鏈的壓力。

例如，如果我想和你進行多次交易，我們可以等到所有的交易都堆積起來，然後運行一個大的交易，將它們合併在一起。通過跟踪經常一起交易的人們之間的關係，可以用這種方式對他們的交易進行分組，從而允許在同一個區塊鏈上進行更多的整體交易。

而目前Layer 2擴容的主流方案是rollups，其本質是將原本分佈在區塊中的大量交易數據，打包成一筆集合的交易，發佈到鏈上。為確保其中每筆交易的有效性，各種Rollup 方案設計了不同的機制以確保整個過程的安全性與Layer 1 保持一致。這個解決方案又可進一步細分為：ZK Rollups、Optimistic Rollups（最近上線主網的Arbitrum使用的就是Optimistic Rollup）。

ZK Rollup：以零知識證明zk-SNARKs 的密碼學技術確保安全性

Optimistic Rollup：繼承了Plasma 的懲罰機制，以確保節點如果作惡將付出很大的代價。

但是，不同rollups之間並不能直接交互，資產和數據的轉移需要回到主網，而這依然需要漫長的等待。

區塊鏈可擴展性的未來

在過去的十年中，可擴展性的情況有了很大的改善。我們可以把它比作互聯網的早期，當時這項技術正在努力應對急劇增長的用戶群，以及與之相關的挑戰和放緩。

為了應對這種爆發式的增長，已經有開發者在準備跨rollups之間的交互方案，Vitalik也提出了跨rolluops DEX的技術設想，並由Orbiter Finance落實。

我們今天的解決方案——特別是L2解決方案——都是相當好，但它們不足以在全球範圍內支持區塊鏈。然而，情況正在改善。

答案最終將需要許多不同的解決方案的組合。我們的首席執行官馬修·古爾德預測，未來將有100倍的改進——足以讓區塊鏈在全球範圍內成功運行。