区块链行业技术引卷之二：扩容，解决区块链的阿克琉斯之踵

研究源于数据 研究挖掘机会 研究呈现价值 1 [Table_Summary] 扩容，解决区块链的阿克琉斯之踵 ——区块链技术引卷之二 通证通研究院 FENBUSHI DIGITAL 区块链研究报告 专题报告 行业研究 2018.12.07 通证通 x FENBUSHI DIGITAL 分析师：宋双杰，CFA Email:master117@bitall.cc Fenbushi Digital 投资总监：Rin Email: r.huang@fenbushi.vc 分析师：田志远 Email: tianzhiyuan@bitall.cc 特别顾问 沈波 JX 更多研究请关注公众号获取 通证通研究院 FENBUSHI DIGITAL 请务必阅读最后特别声明与免责条款 导读：随着区块链的链上交易数量飙升，区块链网络变得日益拥堵，系统的扩容势在必行。 摘要： 随着区块链技术的普及，主流公链如 BTC、ETH 的交易数量不断增加，以及 ETH 链上部分现象级 DApp 的火爆，区块链网络拥堵现象逐渐显现。公有区块链出于非中心化与保证网络安全的考虑，形成了一定的共识机制，同时对区块间隔时间和区块体积大小有所限制，从而能够处理的交易数量不足以支撑高并发的应用，区块链扩容势在必行。 我们借鉴计算机网络通信体系架构的 OSI 模型，将区块链逻辑架构划分为三层。现有的扩容方案分别针对不同层级进行改进，分为第 0 层扩容、链上扩容和链下扩容。其中链上扩容通过改变基本协议提升区块链效率。链下扩容不改变基本协议，在应用层进行改变提升扩展性。第 0 层扩容通过改变区块链底层数据传输协议提升区块链可扩展性。 链上扩容方案又包括数据层改进方案、共识层改进方案和网络层改进方案，基本思路是增加区块大小（直接以及变相）或减少区块验证传播时间和形成共识时间。 链下扩容方案主要有状态通道、侧链、跨链和链下计算四种方式，思路均为将部分链上交易转移到链下执行，减轻链上处理压力，提升整体效率。 迄今为止，每一种扩容方案都为改善可扩展性提供了解决思路。目前也已经出现多种方案结合的方式提升可扩展性，如多种共识机制的结合、ETH 筹划中的共识机制改进与分片相结合等。 这些方案均存在不同程度的优势和劣势，有些方案的技术实现较为复杂，目前落地仍存在难度。针对不同的应用场景与需求，选择适合的区块链扩容技术或是解决目前区块链网络拥堵问题的主要途径。 风险提示：现有方案尚未完全成熟，落地难度较大 通证通研究院 x FENBUSHI DIGITAL 专题报告 研究源于数据 研究挖掘机会 研究呈现价值 2 目录 1 拥堵的区块链 ................................................................................................................................... 4 2 公链在安全与效率上的折衷是拥堵的原因 ................................................................................... 5 3 扩容分歧 ........................................................................................................................................... 7 4 现有扩容方案 ................................................................................................................................... 7 4.1 链上扩容 .............................................................................................................................................. 9 4.2 链下扩容 ............................................................................................................................................ 12 4.3 第 0 层扩容 ........................................................................................................................................ 17 5 总结 ................................................................................................................................................. 17 通证通研究院 x FENBUSHI DIGITAL 专题报告 研究源于数据 研究挖掘机会 研究呈现价值 3 图表目录 图表 1： BTC 未确认交易数 .................................................................................................................................... 4 图表 2： 2017 年 12 月云养猫导致以太坊网络拥堵 .............................................................................................. 4 图表 3： ETH 区块 GasLimit .................................................................................................................................... 6 图表 4： 区块链可扩展性不可能三角 ..........................................