区块链的衍生技术：扩容.docx

在区块链领域，对于“扩容”一直是争议不断的。为什么要有“扩容”这个事情呢？这是因为， 比特币的区块容量太小，导致比特币系统处理交易速度过慢，于是，比特币社区提出一种设 想：通过扩展比特币区块容量这种方式来提升比特币处理交易的速度.后来，以太坊也提 出了一些扩容手段。下面我们将用通俗的语言，为大家介绍一下“扩容”的两种主要方式：链上扩容和链下扩容， 以及其中具体的技术手段。一、链上扩容：隔离见证、分片链上扩容意味着要直接在区块链主链系统上动手术，去修改区块链主链系统的基础规则、区 块大小、共识机制等等，以此来扩大区块容量。说白了，就是把主链这个系统的道路修的更 宽一点。链上扩容的主要方式有两种方式：隔离见证和分片技术，下面我们分别介绍一下。（一）隔离见证隔离见证是对于比特币来讲的，它可以看作是比特币系统的一次重要升级，这次升级涉及到 比特币共识规则和网络协议，相当于在比特币系统上'动刀子”，所以我们说，隔离见证属于 链上扩容。隔离见证是如何实现链上扩容的呢？我们还需要从比特币的交易验证说起。在隔离见证提出 之前，比特币的交易验证主要依赖两部分数据：一部分是交易状态，简单来讲就是谁给谁转 多少钱；另一部分是见证数据，简单来讲就是证明这次交易是真实合法的。隔离见证，就相 当于把这部分"见证数据”从基本结构里拿出来，放在一个新的数据结构当中，但却不破坏数 据的完整性。我们举一个通俗的例子，假如你有10本书，你把每本书横着放在桌子在，那么可能放完这 10本书，你的桌子就被铺满了；但是你把每本书立着放，那么你的桌子还会有很多的空余 空间，而书还是那十本书，没有多也没有少。这就是隔离见证，简而言之就是：通过改变区块数据结构来释放区块容量。（二）分片分片技术时以太坊率先提出来的。分片是一种基于数据库分成若干片段的传统概念扩容技术， 它将数据库分割成多个碎片，并将这些碎片放置在不同的服务器上。这就意味着，在区块链底层公链的系统内，网络上的交易将被分成不同的碎片，我们可以理 解成"分组”。这样一来，一笔交易就不必发动全网所有节点都去处理，只要让网络中的一部 分节点（矿工）处理就好了。基于分片技术，将网络分割为碎片会使得更多的交易同时被处理和验证，而且，随着网络的 增长，区块链处理越来越多的交易将成为可能。大概的意思就是：如果有一个很大的仓库，里面放了很多货物，但是这个仓库只有一个出入 口，所以在取货存货的时候，效率就会低很多。但是如果把这个大仓库改用成10个较小的 仓库，那么同时存货取货的效率就会高10倍。这个过程就相当于分片，简而言之就是：通过分而治之，提升处理交易效率。二、链下扩容：闪电网络、雷电网络链下扩容意味着不需要修改比特币区块链系统的代码就能够提升交易速度。采用链下扩容， 交易都在链下处理，根本不需要对比特币区块链系统做什么大的改动，因为我们压根儿就不 走这条路。链下扩容主要有两种方式：闪电网络和雷电网络。其实二者的原理差不多，只不过，二者最 主要的不同就是:闪电网络针对的是比特币链下扩容，而雷电网络针对的是以太坊链下扩容。 下面我们分别介绍一下。r/（一）闪电网络"闪电网络”是针对比特币处理交易速度过慢提出的一种"链下扩容”对策。闪电网络通过引入支付通道手段（支付通道我们可以理解成一个智能合约）来实现比特币快 速转账。这个"支付通道”相当于在比特币系统的主网之外，再构建一个点对点的网络，不过，为了保 证信任，两个人在建立支付通道之前需要先抵押一部分资产。这样一来，小额交易都放在链下这个“支付通道”来处理，不仅省去了链上处理交易的手续费， 还节省了处理时间，因为在链下处理交易，根本不需要占用区块内存，也不需要共识机制来 记账。所以，闪电网络的原理，我们可以理解为：先把一些资金汇集在一起，建立支付通道，然后 按照事先约定的方式，把资金池里面的所有权进行承诺转让（先不付钱，先做承诺转让）， 如果两个人频繁交易，就一直保持这个状态（支付通达打开的状态），如果两个人决定停止 交易，就关闭支付通道，结算清楚，这一步才会被记录到主链上。所以，闪电网络，总结来讲，就是：不是每做一次交易就要走一次区块链网络，而是经过 了好几次交易之后，才走一次区块链网络。这样一来，就能够'摆脱”区块链的束缚，极大提 升交易速度，实现闪电般的处理速度。这个原理就相当于我们日常生活中打扑克、打麻将，我们不是每一局都结算一下谁赢谁输， 而是先把钱压在桌子上证明我有钱我输得起，然后打好几局之后，再一起结算输赢。（二）雷电网络再说说雷电网络。雷电网络和闪电网络的原理几乎是一样的，只不过，雷电网络是以太坊提 出的链下扩容方式。雷电网络也需要建立支付通道，在建立支付通道之前也需要做资产抵押生成余额证明，来 证明我有钱我输得起，这一步就好比打扑克时候在桌子上先押一些钱。之后，在交易双方都持有余额证明的情况下，双方可通过支付通道在链下进行无限制次数的 转账。只有在完成链下交易，需要将资产转回链上时，才会在以太坊主链上登记主链账户的 余额变化信息，而这期间不管发生多少次交易，在主链上是不会有记录的（原理和闪电网络 非常相似）。总结一下，今天我们为大家介绍了区块链的衍生技术一一容，扩容分成链上扩容和链下扩 容，从这个角度上讲，隔离见证和分片属于链上扩容，而闪电网络和雷电网络则属于链下扩 容；而如果从币种的角度来讲，隔离见证和闪电网络属于比特币的扩容方式，而分片和雷电 网络则属于以太坊的扩容方式。