区块链为什么不能拥有一切？三难困境的解答

影响整个行业的问题

想象一下一种由每个人同时控制的网络。一个既不可摧毁又超快速的网络。听起来像梦想？这就是区块链三难困境——以太坊的联合创始人Vitalik Buterin将其普及为加密货币行业面临的最大挑战之一。

显而易见：区块链技术承诺去中心化的网络可以取代银行和中介。然而，每个区块链网络都必须面对三个目标，这三个目标很难同时实现：

• 去中心化 – 没有任何玩家对控制拥有垄断权
• 安全性 – 网络抵抗攻击和操控
• 可扩展性 – 可以高效处理数十亿笔交易

你改善一个吗？通常你会在其他两个上失去。这就是区块链三难问题。

三个互相排斥的支柱

去中心化：权力分散

传统银行？一个机构管理资金和交易记录。比特币还是以太坊？成千上万的节点，每个节点存储着整个历史的副本。没有人有特权——每个人都必须达成一致。

这是一个美丽的理念，尤其是在Web3的背景下，用户重新获得对自己数据的控制，而不是将数据交给大型企业。但这需要付出代价：达成共识需要时间。

当比特币必须在数万名参与者之间协调每一笔交易时，它平均每秒处理约5笔交易(TPS)。以太坊达到18 TPS。维萨卡？在集中式系统中处理几千TPS。差异巨大。

安全性：防止混乱

没有区块链安全，只有另一个数据库。黑客可能会篡改交易历史，网络将崩溃。

比特币通过工作量证明（Proof of Work）(PoW)来实现这一点——参与者被称为矿工，通过解决复杂的数学难题来将区块添加到网络中。这需要大量的能源和时间，但保证了伪造是无利可图的。每个区块都由独特的数字签名(hashem)保护，因此任何更改都会立即显现。

矿工或验证节点越多，网络的安全性就越高。理论上，如果有人控制了超过51%的网络算力(的51%攻击)，就可以获得控制权。但在一个分散的网络中，这几乎是不可能的。

问题？工作量证明（PoW）是缓慢且耗能的。你在牺牲可扩展性的情况下增强了安全性。

可扩展性：带宽如梦

为了让区块链被数十亿人接受，它必须快速、便宜且可靠地处理交易。今天？在大多数大型网络中，TPS仅为几到十几。

去中心化和安全性要求每笔交易都必须经过独立验证者的验证。这会导致一切变慢。如果通过减少验证者的数量或简化共识规则来提高带宽，就会冒着去中心化和安全性的风险。

这就是区块链三难问题的核心。

行业如何尝试解决这一噩梦？

分片

NEAR Protocol 正在尝试一种称为分片的技术。网络不是一个链，而是分成多个平行的分区 (shardów)，每个分区都有自己的账本。主链协调它们之间的交互。

结果？NEAR支持8个活跃的分片，并在大约600毫秒内完成交易。这比传统方法快得多，同时保持了去中心化。

新的共识方式

工作量证明并不是唯一的道路。权益证明 (PoS) 允许验证者质押 (锁定) 他们的代币，而不是挖掘复杂的难题。更少的专业设备，更容易为每个人所用。

BNB智能链继续前行，采用质押权威证明(PoSA) – 验证者质押BNB，实现仅3秒的区块时间。这是一个在整合安全性上的可扩展性飞跃。

Conflux将PoW元素与有向无环图(DAG)的结构结合在一起，以加快处理速度而不牺牲安全性。

主要链之外的解决方案 – Layer 2

当主网络无法独立运作时，为什么不在其上进行构建呢？

Rollups 压缩多个链外交易并将一个证明发送到主链。Arbitrum (Optimistic Rollup) 假设交易是有效的，除非被质疑。Scroll (ZK-Rollup) 使用加密证明来确认有效性，而不透露细节。

以太坊朝着 Rollup 方向发展——大多数 DeFi、游戏和 NFT 活动都发生在第二层，这大大降低了费用并加快了速度。

比特币闪电网络是一个状态通道——参与者进行链外交易，区块链仅记录开通和关闭的时刻。快速、便宜且仍然安全。

区块链三难问题会在未来得到解决吗？

不存在一个通用的解决方案。每个网络根据其优先事项选择不同的妥协。

但是我们观察到进展。以太坊正在通过滚动技术（rollups）致力于模块化的未来。第一层协议依靠分片和新的共识机制。模块化网络将去中心化、安全性和可扩展性视为可配置的组件。

该行业不会解决三难困境，但将越来越接近找到平衡。这已经足够使区块链技术能够支持我们今天仅能想象的全球应用。

区块链三难问题依然是一个挑战，但不再是无法克服的障碍。