区块链每秒交易次数(TPS)数字通常被视为性能指标,但它们无法完整说明一个网络在实际应用中是否能够扩展。
Psy Protocol创始人兼前黑客Carter Feldman告诉Cointelegraph,TPS数字往往具有误导性,因为它们忽略了交易在去中心化系统中实际验证和传递的方式。
"许多主网前、测试网或独立基准测试只用一个节点运行来测量TPS。在这种情况下,你不如称Instagram为一个可以达到10亿TPS的区块链,因为它有一个中央机构验证每个API调用,"Feldman说。
部分问题在于大多数区块链的设计方式。它们试图运行得越快,每个节点的负载就越重,去中心化就变得越困难。这种负担可以通过将交易执行与验证分离来减轻。
新项目宣传高TPS,尽管实际网络使用量很少接近这些上限。来源:MegaETHTPS数字忽略了去中心化的成本
TPS是区块链性能的有效基准。如果网络具有更高的TPS,它可以处理更多实际使用。
但Feldman认为,大多数头条TPS数字代表的是理想设置,无法转化为真实世界的吞吐量。这些令人印象深刻的数字没有显示系统在去中心化条件下的表现。
"虚拟机或单个节点的TPS不是区块链真实主网性能的衡量标准,"Feldman说。
区块链中的每个全节点都必须检查交易是否遵循协议规则。如果一个节点接受无效交易,其他节点应该拒绝它。这就是去中心化账本的运作方式。
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区块链性能考虑虚拟机执行交易的速度。但在现实世界中,带宽、延迟和网络拓扑结构很重要。因此,性能还取决于网络中其他节点如何接收和验证交易。
因此,白皮书中公布的TPS数字通常与主网性能存在差异。将执行与传递和验证成本隔离的基准测试,测量的更接近虚拟机速度而非区块链可扩展性。
EOS是Feldman曾担任区块生产者的网络,在2018年打破了首次代币发行记录。其白皮书提出了约100万TPS的理论规模。即使按照2026年的标准,这仍然是一个令人瞠目的数字。
EOS从未达到其理论TPS目标。早期报告声称它可以在有利设置下达到4,000笔交易。然而,Whiteblock的区块链测试人员进行的研究发现,在现实网络条件下,吞吐量降至约50 TPS。
2023年,Jump Crypto展示其Solana验证器客户端Firedancer通过测试100万TPS达到了EOS无法达到的水平。该客户端此后一直在推出,许多验证器运行一个名为Frankendancer的混合版本。Solana在当今实际条件下通常处理约3,000-4,000 TPS。其中约40%的交易是非投票交易,更能反映实际用户活动。
Solana在2月10日记录了1,361个不含投票交易的TPS。来源:Solscan打破线性扩展问题
区块链吞吐量通常随工作负载线性扩展。更多交易反映更多活动,但这也意味着节点接收和验证更多数据。
每笔额外交易都会增加计算负担。在某个时刻,带宽限制、硬件约束和同步延迟使得在不牺牲去中心化的情况下进一步增加变得不可持续。
Feldman表示,克服这一约束需要重新思考如何证明有效性,这可以通过零知识(ZK)技术来实现。ZK是一种证明一批交易被正确处理的方法,而无需让每个节点再次运行这些交易。因为它允许在不透露所有底层数据的情况下证明有效性,ZK通常被推广为隐私问题的解决方案。
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Feldman认为,它也可以通过递归ZK证明来减轻扩展负担。简单来说,这是指证明验证其他证明。
"事实证明,你可以取两个ZK证明并生成一个ZK证明来证明这两个证明都是正确的,"Feldman说。"所以,你可以取两个证明并将它们合并为一个证明。"
"假设我们从16个用户的交易开始。我们可以将这16个交易变成8个证明,然后可以将8个证明变成4个证明,"Feldman在分享一个证明树图形时解释道,其中多个证明最终变成一个。
多个证明如何变成一个。来源:Psy/Carter Feldman在传统区块链设计中,增加TPS会提高每个节点的验证和带宽要求。Feldman认为,采用基于证明的设计,吞吐量可以增加而无需按比例增加每个节点的验证成本。
这并不意味着ZK完全消除了扩展权衡。生成证明可能需要大量计算,并可能需要专门的基础设施。虽然普通节点的验证变得便宜,但负担转移到必须执行繁重加密工作的证明者身上。将基于证明的验证改装到现有区块链架构中也很复杂,这有助于解释为什么大多数主要网络仍然依赖传统执行模型。
超越原始吞吐量的性能
TPS并非无用,但它是有条件的。根据Feldman的说法,原始吞吐量数字不如交易费用等经济信号有意义,后者提供了网络健康和需求的更清晰指标。
"我认为TPS是区块链性能的第二大基准,但前提是它在生产环境中测量,或者在交易不仅被处理而且被网络中其他节点传递和验证的环境中测量,"他说。
LayerZero Labs推出其Zero链,并声称通过利用ZK技术可以扩展到200万TPS。来源:LayerZero区块链的主导和现有设计也影响了投资。那些围绕顺序执行建模的区块链无法在不重新设计交易处理方式的情况下轻松添加基于证明的验证。
"一开始,除了ZK EVM[以太坊虚拟机]之外,几乎不可能为其他任何东西筹集资金,"Feldman在解释Psy Protocol以前的融资问题时说。
"人们一开始不想资助它的原因是它需要时间,"他补充道。"你不能只是分叉EVM或它们的状态存储,因为所有事情的做法都完全不同。"
在大多数区块链中,更高的TPS意味着每个节点有更多工作。仅凭一个头条数字无法显示该工作负载是否可持续。
杂志:以太坊使用ZK技术达到10,000 TPS的路线图:傻瓜指南
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