以太坊 Chapter 08 - 以太坊可以扩展吗？

“可扩展性”是加密货币最棘手的问题之一，包括市值第二大的以太坊。 简而言之，开发人员和爱好者希望加密货币能够支持尽可能多的用户。 现在它不能支持很多——每秒只能支持几笔交易，这与 Visa、Facebook 和以太坊开发人员希望加密货币最终与之竞争的其他应用程序相比并不多。

以太坊是一个使用智能合约的加密货币平台 - 正是编写自动执行的规则。 以太坊的拥护者希望该平台能让用户更好地控制他们的在线数据。 通过传统的应用程序和服务，平台所有者可以了解用户在线所做的大部分事情。 例如eth以太坊开发，Gmail 拥有所有用户电子邮件的副本，而 Twitter 通常会禁止不遵守其规则的帐户。 以太坊是一个构建应用程序的平台，类似于我们今天使用的应用程序，但没有集中控制。

为技术平台提供去中心化替代方案存在挑战。 虽然 Amazon Web Services (AWS) 等服务存储 PB 级数据以支持数千个应用程序，但以太坊网络遇到了名为 CryptoKitties 的应用程序的性能问题，该应用程序本质上允许用户处理数字猫。

那是因为像以太坊这样的区块链从根本上不同于基于服务器的模型； 它们是高度专业化的点对点网络，需要来自世界各地的数千名志愿者来存储网络整个交易历史的副本。 这是一项艰巨的任务 - 遗留应用程序不必应对的任务。

以太坊通过要求在网络上运行的应用程序花费以太坊代币（称为以太币）来执行任务，部分解决了这个问题。 这些交易费用（有时称为“gas”）由以太坊矿工设定，并直接随着网络上的活动而变化。 当许多以太坊支持的加密货币在 2020 年夏季流行起来时，相应的费用急剧上涨。

为什么扩展以太坊如此困难？

以太坊没有中央权威，而是依赖于运行“节点”的志愿者网络，每个节点存储整个交易历史和当前“状态”，包括所有账户余额、合约和存储。 这是一项繁琐的任务，尤其是随着更多交易的进入，交易总数不断增加。

为了确保网络是去中心化的，运行这些节点应该让尽可能多的人尽可能容易。 但是以太坊上存储的数据越多，普通以太坊用户就越难运行一个节点。

因此，如果以太坊的开发人员决定允许用户向平台发布无限数据，每个节点都会膨胀到普通爱好者无法容纳的大小。 只有大公司才有财力来存储所有这些数据。 这可以将平台的控制权集中到少数人手中——这正是以太坊应该避免的。

开发人员和学者长期以来一直在讨论以太坊和其他区块链系统的这一局限性。 多年来，研究人员一直在探索绕过限制的技术，其中一些技术将成为即将到来的以太坊 2.0 升级的一部分，该升级将于 2020 年 12 月 1 日正式开始推出。未来几年。

最大的警告是，没有人提前知道这些升级会有多成功，或者一旦一系列升级到位，系统将成功支持多少人。 升级有相当多的怀疑者。

以下是以太坊管道中讨论最多的扩展技术。

以太坊总结

Rollups 有望成为以太坊的可扩展性技术，即将推出。 Rollup 使用两种类型的以太坊交易来增加交易总数。

有两种类型的以太坊交易：

Rollup 使单个链上交易能够处理一系列安全的链下交易。 链上交易“聚合”了链下交易eth以太坊开发，并且可以说更有效地使用链上交易。

有两种类型的摘要：

Rollups 被视为将以太坊扩展到新高度的一种短期方式，预计将在未来几年推出。 这可以帮助平台上的企业和应用程序在区块链拥塞时收取高额费用。

2020 年，以太坊创始人 Vitalik Buterin 发布了以汇总为中心的路线图。

分片以太坊

分片可以提供更大的可扩展性。

如前所述，每个以太坊节点现在都需要存储网络上每个帐户的状态。 分片将通过借鉴历史悠久的称为“数据库分片”的计算机扩展技术来改变这种状况，该技术将数据库划分为更易于管理的部分。

分片的目标是不再需要用户运行“完整”节点——存储网络完整状态和发生的每笔交易的节点。 相反，每个节点存储一部分数据并只验证这些交易。

如果一个节点需要知道它没有存储的交易或块，它会找到一个存储它需要的信息的节点。 这是事情开始变得棘手的地方。 以太坊开发人员在这里面临的问题是该过程并非无需信任——这是区块链的一个定义特征——因为在这种模型中，节点需要依赖其他节点。

以太坊开发人员正在寻求使用“加密经济激励”来解决这个问题，这种激励可以促使系统用户以特定方式行事——在这种情况下，确保节点将有效信息传递给其他节点。

新的以太坊交易

另一种容量扩展技术借鉴了比特币的闪电网络，这是一种在比特币之上提出的升级，旨在解决其自身的扩展问题。 闪电反映了基本的互联网基础设施，从某种意义上说，互联网分为几层，每一层都有不同的使命。

根据这一愿景，大部分交易将在链下小额支付渠道进行，从而减轻底层区块链的负担。

Plasma、TrueBit 和 Raiden 是这种技术的几个例子。 但他们每个人都有不同的目标。 例如，TrueBit 通过将许多计算推到区块链之外来扩展计算，而 Raiden 增加了区块链内可能的常规交易数量。

从理论上讲，这些技术之所以起作用，是因为任何一方都可以随时将交易踢回区块链，从而使双方能够结束互动。

以太坊扩展常见问题 为什么人们首先要运行以太坊节点？

尽管设置节点不方便，但运行一个节点可以为用户提供更高的安全性和隐私性。 如果以太坊在没有进行重大升级以提高效率的情况下进行扩展，它将进一步限制可以验证交易的人数。 此外，一些人认为这有利于更广泛的以太坊网络。 以太坊拥有的节点越多，它就越去中心化，这使得单个强大的实体更难控制网络。

如果以太坊节点必须存储越来越多的数据会怎样？

令人担忧的是，如果开发人员增加每个区块的大小以容纳更多交易，则需要存储的数据节点会变得更大——有效地将人们踢出网络。 如果每个节点都变得足够大，那么只有少数大公司才有资源来运行它们。

换句话说，去中心化和可扩展性目前是矛盾的，但开发人员正在寻找解决方法。

以太坊扩容需要多长时间？

这是未知的。 在缩放方面仍有很多实验正在进行。

总而言之，虽然以太坊目前每秒只能处理少量交易，但它的架构师对未来寄予厚望。 用创始人 Vitalik Buterin 的话说，该平台的长期目标是能够处理“Visa 级交易级别”或更高级别。

为什么以太坊有时会收取更高的费用？

一次可以发送多少以太币交易是有限制的。 当许多人试图同时发送以太币交易时，网络就会变得拥塞，用户必须支付更高的费用（有时称为“gas”）来处理他们的交易。