传统单链结构的三个问题

    传统区块链是传统区块链为单链结构,因此难以满足大规模商用的需求.所有的交易和数据信息都在一条单链上进行存储和传输.例如,比特币、以太坊等主流区块链本质上都是单链体系的.随着用户数和交易数剧增,面临的问题日益突出.1、单链的吞吐量有限区块链的吞吐量受限于共识效率、节点性能、传输带宽等多种因素.现有的区块链大都需要按先后顺序处理交易,同时出于安全和去中心化考虑,每个全节点都会执行所有的交易,并存储整棵状态树.如果要提升区块链的性能,就必须要求每个节点都为超级节点.这显然不太现实,所以区块链的吞吐量受限.2、单链的存储成本严重制约去中心化程度规模不断增加的交易和数据块信息使得区块链日益臃肿,它要求每个节点存储所有的数据,随之而来的问题是单个节点的存储成本较高,以至于普通节点难以参与其中,最终导致区块链的去中心化程度较低.3、单链体系无法满足业务的多样性在现实中,商业社会的业务具有多样性,每个领域都有其独立的价值经济体系,单链体系无法满足价值体系多样性的实际需求.比如,有的业务偏于实时,有的业务偏于可靠性需求,显然单链体系无法提供差异性的运行环境.为了解决上述问题,亟须提升区块链处理性能和业务灵活性,本质上需要对现有的区块链进行扩容.1.0层扩容方案这是一种网络优化方案,主要从网络传输方面解决性能问题.例如,区块链分发网络(BlockchainDistributionNetwork,BDN)分发、组播锁定组、快速UDP网络连接(QuickUDPInternetConnections,QUIC)协议等.2.1层扩容方案这是一种对区块链本身的扩容方案,如改变网络、数据、共识等.此类技术包括有向无环图(DirectedAcyclicGraph,DAG)、隔离见证、分片等,这种方案能有效地提高单链的性能.3.2层扩容方案这是一种链下扩容方案,这种技术不修改区块链的基本属性,在链下进行运算处理,在链上以智能合约等方式对链下处理结果进行关联.此类解决方案有状态通道、侧链技术、子链技术等,能有效地提高区块链的整体性能.