# TFSC 如何解决“不可能三角”的问题 2 By [Untitled](https://paragraph.com/@0xcf39c92ba724410b8ad234787acd0fece2eb5b94) · 2024-02-16 --- ![](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/6e43b494e5e570a30c1c319da1d12642c783b0e5c95721adc00e4b0f57a1df00.png) 这些技术中，提升区块链公链系统可扩展性（主要是增加 TPS）的主流方法大致如下：首先，改变共识机制；其次，替换 DAG 网络；第三，采用跨链技术；第四，采用分片技术。 改变共识机制：除了比特币系统采用的 POW（工作量证明）共识机制外，行业中其他流行的机制包括 POS（权益证明）、DPoS（委托权益证明）、Algorand（一种升级的 POS，纯股权证明）、PBFT（实用拜占庭容错）等。如果考虑各种“升级”或“改进”版本，至少有数百种共识机制可供选择。这些机制的出现主要是为了解决比特币系统中使用 POW 导致的 TPS 不足问题，在改进过程中，每种共识机制都做出了各种权衡和妥协。 由于比特币系统采用的 POW 经受了十多年的考验，许多共识机制最初对 POW 进行了迭代以优化 TPS，例如调整区块大小、改变区块结构、解耦区块生成和交易打包过程等。然而，这些调整虽然增加了 TPS，但也带来了新的问题，例如增加了区块大小，可以在单个区块中容纳更多的交易，但也增加了网络传输延迟，从而提高了分叉的风险。例如，比特币-NG 可以在 POW 共识下实现高 TPS，但可能导致一些节点拥有过多的权力。 基于此，诸如 PoS、Algorand 等与 POW 的原始意图完全相反的共识机制出现了。这些共识机制旨在推翻 PoW 机制的“挖矿”概念，并倡导“系统中最大的受益者不会损害系统”的共识理念（类似于传统企业中的股东机制）。由于这些机制或多或少地牺牲了去中心化，用户无需挖矿，也没有繁重的哈希计算过程。因此，与 PoW 相比，系统可以快速吸引用户并生成更大的区块，从而产生明显更高的 TPS（一些公链项目声称实现了百万甚至数千万的 TPS）。 替换 DAG 网络：区块链的基本结构涉及将区块链接成链。然而，DAG（有向无环图）用网络结构替换了链式结构，消除了交易区块的概念。相反，每个交易都连接到多个其他交易（下一个交易验证前一个交易），交易之间的相互验证实现了共识。这个过程通过交易量提高了 DAG 的整体验证效率，最终增加了 TPS。 然而，DAG 的优缺点相当明显。首先从优点开始，DAG 有两个主要优点：首先，在带宽有限的情况下，DAG 可以通过异步并发记录更多数据，从而增加 TPS。其次，DAG 结构避免了与传统链式结构相关的计算能力过剩时的计算资源浪费和分叉风险。至于 DAG 的主要缺点，首先是最终交易的不可控确认持续时间（取决于持续生成的新确认交易），导致稳定性不足。其次，在安全方面，DAG 尚未经历类似比特币系统的大规模验证经验。 1. 采用跨链技术：跨链技术包括两种主要方法：多链和侧链。多链，顾名思义，涉及使用多个链并行进行交易。与单链方法相比，多个链并行运行的 TPS 显然更高。然而，随着交易量的增加，跨链数据的互操作性需求也增加。单个资金可能在多个链上循环，一个账户可能在多个链上生成交易。这种复杂性显著增加了管理难度。因此，在实现多链并行性时，计算 TPS 通常是简单累加。随着诸如 Oracle 网络等跨链技术的成熟，多链系统有望取得重要的发展前景。 侧链技术，也称为“离链状态通道”，涉及在用户之间建立临时的离线交易通道，所有中间交易均在链外发生。主要的区块链仅验证最终状态，解决了区块链系统因同一对用户之间频繁交易而产生的 TPS 压力，间接提高了区块链系统的可扩展性。例如，如果两个商家一天内相互进行多次交易，但在一天结束时，他们发现他们之间已经有了超过一千笔交易，相互抵消了的金额，这种情况正是侧链技术最合适的地方。代表性项目包括比特币系统的闪电网络和以太坊的 Raiden 网络。然而，重要的是要强调，虽然侧链有助于减轻区块链系统的压力，但它们的 TPS 数字不应包含在区块链系统的 TPS 中。 1. 分片技术 分片技术涉及将每个交易区块分解为各种片段，然后分布在区块链网络中。这些片段并行运行，使每个节点只处理部分交易数据。这显著提高了区块链系统的处理速度，因为节点不再需要下载整个交易历史记录。重要的是要注意，分片技术与跨链技术的关键区别在于，尽管有碎片化，但所有分片仍基于相同的底层链。因此，确保不同分片之间的有效协调以维持共识、顺序和正确性，是一个相当大的挑战。 --- *Originally published on [Untitled](https://paragraph.com/@0xcf39c92ba724410b8ad234787acd0fece2eb5b94/tfsc-2-3)*