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区块链三难困境

区块链三难困境

  1. 可扩展性:Scalability

  2. 去中心化:Decentralization

  3. 安全性:Security

这三个词组合在一起的概念,就叫做 The Blockchain Trilemma(区块链三难问题)。

中文核心关注点
可扩展性系统处理大量交易的能力,能否随需求增长而平滑扩展。重点关注吞吐量(TPS)。
去中心化网络的权力和控制是否分散,而非由单一实体掌控。重点关注节点数量和参与门槛。
安全性网络抵御恶意攻击(如51%攻击、双花)的能力。重点关注攻击成本和数据不可篡改性。
  • 这个“三难”的框架是思考和讨论所有区块链技术演进(如以太坊升级、Layer 2方案)的基石。

  • 任何新技术的目标,都是为了在这个“不可能三角”中找到一个更优的平衡点。

可扩展性 (Scalability)

可扩展性,是指系统应对增长的潜力​​。

当用户和交易量增长 10 倍、100 倍时,系统能否低成本、低延迟地处理,而性能不急剧下降。

我们如何设计,才能当用户从 1 万增加到 1000 万时,交易费用不会暴涨,确认时间不会变得极长?

一、问题背景

The Blockchain Trilemma 这个概念是由以太坊联合创始人维塔利克·布特林(Vitalik Buterin)首次明确提出的。

它指的是,在设计和构建一个区块链网络时,三个关键属性——去中心化、安全性和可扩展性——很难同时达到最优状态。

通常,优化其中两个属性,就不得不以牺牲第三个属性为代价。

二、为什么“难”?(核心矛盾)

这个“难”源于它们之间内在的、几乎不可调和的物理和技术矛盾。

我们可以用一个生动的比喻来理解:

想象一个会议。

  • 去中心化 = 会议上的每个人都有平等的发言权和投票权。
  • 安全性 = 会议作出的每一个决定,都需要经过严格的验证,确保是真的、有效的。
  • 可扩展性 = 会议能快速做出大量决策。

现在,困境来了:

  1. 如果要保证高度的“去中心化”和“安全性”(像比特币那样):

    • 场景:一个拥有1万人的大会,每个人都要对每个决定进行投票和记录。为了安全,每做一个决定,都需要等所有人的投票和记录同步完成。
    • 结果:会议流程会极其缓慢。做一个决定(产生一个区块)需要很长时间(比特币约10分钟),而且能讨论的议题有限(区块大小有限)。这就是牺牲了可扩展性。
  2. 如果要保证“可扩展性”和“安全性”:

    • 场景:为了快速决策,我们选举一个主席团(比如21人)来负责做决定。因为参与决策的人少,沟通协调很快,效率极高。
    • 结果:会议决策速度很快,但权力集中在了主席团手里。普通成员失去了话语权。这就是牺牲了去中心化,变得更像中心化机构(如EOS、波场)。
  3. 如果要保证“去中心化”和“可扩展性”:

    • 场景:为了快,我们简化了安全流程。不再仔细验证每个人的投票,只是大概看一眼就通过。
    • 结果:决策速度是快了,参与的人也多了,但系统非常容易被恶意分子操纵,做出错误决策。这就是牺牲了安全性,这是最不可取的方式。

总结一下“难”的点: 区块链的底层设计要求每个节点处理并验证所有交易,这是其安全性和去中心化的基石。但这种“重复劳动”必然导致效率低下。想要提高效率(可扩展性),就必然要改变这个基础模式,从而威胁到去中心化或安全性。

三、比特币、以太坊 和 Solana 的情况

比特币、以太坊和 Solana 在面对“区块链三难问题”时,选择了不同的发展路径和技术方案。下面这个表格能帮你快速把握它们的核心特点与权衡。

特性比特币以太坊Solana
核心目标价值存储:追求极致的安全性与去中心化。世界计算机:构建安全、去中心化的智能合约平台。高性能公链:追求极致的可扩展性(高TPS,低费用)。
共识机制工作量证明(PoW)权益证明(PoS)(由PoW过渡而来)权益证明(PoS) + 历史证明(PoH)
可扩展性低(约7 TPS),Layer 2方案(如闪电网络)是扩容重点。中等(原生约15-30 TPS),通过Layer 2(如Rollup)和分片等方案提升。极高(目标5万+ TPS),通过PoH等创新在Layer 1实现高性能。
去中心化极高:全球分布最广的全节点网络,参与门槛相对较低。高:拥有庞大且活跃的全球开发者与节点社区。相对较低:高性能硬件要求推高了节点运营门槛,验证节点数量相对较少且更集中。
安全性极高:依赖物理能源(PoW)保障,经历最长时间考验。高:庞大的质押经济和活跃的生态,但智能合约复杂性引入风险。有待检验:新颖的架构历史上出现过数次全网中断,其长期安全性需更多实战考验。

四、Kaspa 解决了区块链三难问题

相关信息

  • Kaspa 基于 PoW,有着与比特币完全相同甚至更高的 去中心化 和 安全性

  • Kaspa 基于 DAG,已经实现了每秒 10 个区块,可以在 L1 主网主链支持每秒两三千的 TPS。实现了可超越 Solana 的 可扩展性。

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(1) Kaspa 实现了 24 小时内 1.58 亿交易量

  • 在 UTC 时间 2025-10-05 00:00:00 到 2025-10-06 00:00:00 的 24 小时内,Kaspa 组织了一次主网压力测试。

  • TPS 长时间维持在两千多,总共完成 1.58 亿笔交易。主网运行稳定,转账没有延迟。

  • 细节:2025-10-05 主网压力测试,在性能上,已经超过了 Solana 生态的最高每日交易量。

提示

公众关注的问题是:交易费太低(这是个优点),如何在未来补贴矿工维持系统运行?这个问题正在讨论中。

(2) Solana 在日交易量几千万级时宕机

Solana 宕机已经不止一次了。这次是因为特朗普发了个币,就又宕机了……

最近更新: 2025/10/19 12:22
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