什么是區(qū)塊鏈網(wǎng)絡擁塞？是什么導致了區(qū)塊鏈網(wǎng)絡擁塞？
2023年春季，與BRC-20代幣相關的交易活動激增，比特幣網(wǎng)絡變得十分擁堵，導致待處理交易數(shù)量和手續(xù)費飆升。
什么是網(wǎng)絡擁塞？
當提交到網(wǎng)絡的交易數(shù)量超過其處理這些交易的能力時，就會發(fā)生網(wǎng)絡擁塞。這一現(xiàn)象有多種誘因，包括市場波動性在內(nèi)的外部因素，以及區(qū)塊規(guī)模和出塊時間等內(nèi)在網(wǎng)絡特征。
在我們深入剖析細節(jié)前，研究區(qū)塊添加到區(qū)塊鏈的過程至關重要。
區(qū)塊鏈技術如何運作？
區(qū)塊鏈是由區(qū)塊組成的鏈，每個區(qū)塊都包含用戶創(chuàng)建的交易數(shù)據(jù)。每個添加到鏈上的新區(qū)塊都是永久且不可改變的。
這些區(qū)塊在去中心化網(wǎng)絡上的節(jié)點上傳播，每個區(qū)塊都存儲了一份區(qū)塊鏈副本。區(qū)塊鏈在密碼學和博弈論的作用下形成了像比特幣與以太幣這樣的加密貨幣支柱。
為充分理解區(qū)塊鏈網(wǎng)絡為何會擁塞，我們需要探索影響網(wǎng)絡處理交易能力的關鍵概念：內(nèi)存池、候選區(qū)塊、確定性以及最長鏈規(guī)則。
什么是“內(nèi)存池”？
內(nèi)存池指包含在下一個區(qū)塊中的未確認交易的集合。
例如，一筆交易在比特幣網(wǎng)絡上廣播時，不會立即添加到區(qū)塊鏈上。相反，它首先會進入“mempool”（內(nèi)存池）（memory pool的縮寫），本質(zhì)上是所有待處理交易的等待區(qū)域。一旦某筆交易已確認，它將會從內(nèi)存池中刪除。
什么是“候選區(qū)塊”？
候選區(qū)塊，又稱“提議區(qū)塊”，是礦工或驗證者提議添加到區(qū)塊鏈中的區(qū)塊。這些區(qū)塊含已廣播到網(wǎng)絡但尚未添加到區(qū)塊鏈上的未確認交易。
候選區(qū)塊如要成為確認區(qū)塊，則必須根據(jù)區(qū)塊鏈的共識機制挖礦或驗證。例如，比特幣的工作量證明(PoW)共識機制讓礦工相互競爭，解決復雜的數(shù)學難題。第一個解決難題的礦工可以將他們的候選區(qū)塊添加到區(qū)塊鏈中并獲得獎勵。
以太坊的權益證明(PoS)共識機制是隨機選擇驗證者來提議候選區(qū)塊。由其他驗證者證明區(qū)塊的有效性。當一個區(qū)塊的證明足夠多時，該區(qū)塊將從候選區(qū)塊轉(zhuǎn)變?yōu)榇_認區(qū)塊。
什么是區(qū)塊鏈的“確定性”？
確定性指交易或操作無法再更改或撤銷。一旦交易達成確定性，就將永遠記錄在區(qū)塊鏈上，無法更改或刪除。
在比特幣區(qū)塊鏈上，交易會廣播到網(wǎng)絡上并添加到內(nèi)存池中。礦工從內(nèi)存池中選擇并驗證交易，并將交易包含在要添加到區(qū)塊鏈上的新區(qū)塊中。包含在該區(qū)塊中的交易被視為已確認，但理論上其他礦工仍有可能挖掘競爭區(qū)塊。
交易的確定性隨著確認區(qū)塊的數(shù)量的增加而增長。當額外六個區(qū)塊被附加到含這些交易的區(qū)塊中時，比特幣交易通常將被視為“確定”。以太坊的出塊時間較短，因此建議進行多次確認以達到與“確定性”相似的信任水平。
什么是“最長鏈”規(guī)則？
如上所述，多個礦工可以在相似的時間段內(nèi)生產(chǎn)新的有效區(qū)塊。這可能會導致區(qū)塊鏈出現(xiàn)分叉。
“最長鏈”規(guī)則是指區(qū)塊鏈的有效版本是投入最多計算工作的版本（通常是由區(qū)塊組成的最長的鏈）的原則。這將導致較短的鏈上的“有效”區(qū)塊（通常成為孤塊或陳腐區(qū)塊）被丟棄，所含的交易也將被退回內(nèi)存池。
以太坊網(wǎng)絡使用工作量證明(PoW)時，也采用最長鏈原則。2022年以太坊轉(zhuǎn)變?yōu)闄嘁孀C明(PoS)后，該網(wǎng)絡采用了一種更新的分叉選擇算法來衡量鏈的“權重”，即驗證者投票的累積總和，投票權重由驗證者質(zhì)押的以太幣余額進行加權。
是什么導致了區(qū)塊鏈網(wǎng)絡擁塞？
當提交到網(wǎng)絡的交易數(shù)量超過其處理的能力時，就會發(fā)生區(qū)塊鏈網(wǎng)絡擁塞。
以下是可能導致區(qū)塊鏈網(wǎng)絡擁塞的幾個原因：
需求增加
隨著向區(qū)塊鏈提交交易的人越來越多，內(nèi)存池中的未確認交易數(shù)量可能會超過單個區(qū)塊中可以包含的數(shù)量。區(qū)塊規(guī)模與出塊時間有內(nèi)在限制的區(qū)塊鏈尤其受此原因影響。
價格驟然波動可能會導致交易量增多，進而引起交易活動激增或大規(guī)模的廣泛應用周期。
區(qū)塊規(guī)模小
每個區(qū)塊鏈都有區(qū)塊規(guī)模定義，即區(qū)塊的最大規(guī)模。區(qū)塊規(guī)模限制了一個區(qū)塊可以包含的交易數(shù)量。
例如，比特幣最初設計為區(qū)塊規(guī)模限制為1兆字節(jié)(MB)。2017年，比特幣進行了名為隔離見證即SegWit的升級，以增加交易吞吐量。此次升級理論上將區(qū)塊規(guī)模限制增加到4MB。
如果交易數(shù)量超過此限制，就會導致網(wǎng)絡擁塞。
出塊時間慢
出塊時間指新區(qū)塊被添加到區(qū)塊鏈上的頻率。比特幣大約每10分鐘添加一個新區(qū)塊。如果以更快的速度創(chuàng)建更多數(shù)量的交易，則交易就會積壓。
網(wǎng)絡擁塞的后果是什么？
區(qū)塊鏈網(wǎng)絡擁塞可能會導致一些負面后果，阻礙網(wǎng)絡的平穩(wěn)運行。
交易手續(xù)費增加
根據(jù)獎勵機制，礦工會優(yōu)先考慮所付手續(xù)費更高的交易。因此當區(qū)塊鏈網(wǎng)絡發(fā)生擁塞時，用戶通常需要支付更高的交易手續(xù)費來激勵礦工優(yōu)先處理自己的交易。這可能會導致使用區(qū)塊鏈的手續(xù)費比平時昂貴，尤其是處理小額交易時。
交易確認時間延遲
網(wǎng)絡擁塞會導致交易確認和最終確定的等待時間增加。極端情況下，交易可能在數(shù)個小時、數(shù)天甚至更長時間內(nèi)都無法確認。這可能會讓用戶感到失望。
用戶體驗差
高額的手續(xù)費與緩慢的確認時間可能會導致交易體驗差，從而降低區(qū)塊鏈的應用范圍與可用性。
市場波動
擁塞可能會放大不確定性并加劇市場波動。如果許多用戶想出售一種加密貨幣，但網(wǎng)絡十分擁堵，處理這些交易需要很長時間，可能會導致用戶恐慌，更想快速拋售他們的資產(chǎn)。
還有諸如安全風險、網(wǎng)絡中心化風險等其他后果。具體來說，確認時間可能會導致出現(xiàn)雙花問題的風險增加，而較高的手續(xù)費可能會導致挖礦力算力的中心化。
網(wǎng)絡擁塞示例
比特幣和以太坊網(wǎng)絡都發(fā)生過嚴重的網(wǎng)絡擁塞。
比特幣網(wǎng)絡擁塞
比特幣在2017年底至2018年初價格飆升，導致了迄今為止最著名的網(wǎng)絡擁塞事件之一。比特幣突然之間大受歡迎，導致了需求與交易飆升，進而造成了交易嚴重延遲以及交易手續(xù)費激增的現(xiàn)象。平均交易手續(xù)費一度超過50美元。
2023年春季，與BRC-20代幣相關的交易活動激增，比特幣網(wǎng)絡變得十分擁堵，導致待處理交易數(shù)量和手續(xù)費飆升。未確認的交易一度記錄了400,000筆，導致內(nèi)存池遭遇瓶頸。交易手續(xù)費在幾周內(nèi)增加了300%。
以太坊網(wǎng)絡擁塞
以太坊網(wǎng)絡擁塞的著名示例發(fā)生在2017年，當時“謎戀貓”項目走紅，極大地降低了網(wǎng)絡速度。去中心化金融(DeFi)的繁榮也曾引起網(wǎng)絡擁塞，導致燃料費價格上漲。
任何區(qū)塊鏈網(wǎng)絡都可能會變得擁塞。但比特幣和以太坊網(wǎng)絡的擁塞較其他區(qū)塊鏈來說更引人注目，因為二者更受歡迎、更重要，擁塞影響的范圍更廣。
緩解網(wǎng)絡擁塞的解決方案
區(qū)塊鏈網(wǎng)絡擁塞的解決是一個復雜的問題。方法有許多，但每種方法都各有其優(yōu)缺點。
增加區(qū)塊規(guī)模
增加區(qū)塊規(guī)模后，每個區(qū)塊可以處理更多筆交易，從而有效增加網(wǎng)絡的吞吐量。但區(qū)塊增大意味著在網(wǎng)絡中需要更長的時間傳播，增加了臨時分叉的風險；同時也需要更大的存儲空間，導致更加中心化。
減少出塊時間
減少出塊時間可以使網(wǎng)絡以更快的速度處理交易。然而，出塊時間減少會增加孤塊的數(shù)量，有可能危及安全。
Layer 2解決方案
鏈下解決方案處理主區(qū)塊鏈以外的交易，并在鏈上記錄其最終狀態(tài)。比特幣的閃電網(wǎng)絡和以太坊的等離子體就是鏈下解決方案示例。這些解決方案可以提高可擴展性，但實施起來很復雜，并且會引起額外的安全問題。
分片
分片是將區(qū)塊鏈分為較小的幾個碎片的技術，每個碎片都能處理交易和智能合約。這一方法可以顯著增加網(wǎng)絡的容量。但與Layer 2解決方案類似，分片增加了復雜性，可能會引起額外的安全風險。
其他有望解決網(wǎng)絡擁塞問題的解決方案有手續(xù)費調(diào)整和擴展解決方案，包括樂觀匯總(Optimistic Rollup)和零知識匯總(Zero-knowledge Rollup)。普遍認為權益證明(PoS)共識機制比工作量證明(PoW)速度更快。
結(jié)語
區(qū)塊鏈技術有望在未來幾年實現(xiàn)更廣泛的應用，因此網(wǎng)絡擁堵問題會愈發(fā)突出。網(wǎng)絡有效處理大量交易的能力對于其廣泛應用與可用性至關重要。尤其對致力于促進實時日常交易的區(qū)塊鏈系統(tǒng)更加重要。
在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡擁塞帶來了巨大的挑戰(zhàn)的同時，社區(qū)在繼續(xù)開發(fā)緩解這些問題的解決方案。這也是針對增強區(qū)塊鏈可擴展性的研究一直處于行業(yè)重要地位的原因。
以上就是什么是區(qū)塊鏈網(wǎng)絡擁塞？是什么導致了區(qū)塊鏈網(wǎng)絡擁塞？的詳細內(nèi)容，更多關于區(qū)塊鏈網(wǎng)絡擁塞原因分析的資料請關注腳本之家其它相關文章！
你可能感興趣的文章
-
區(qū)塊鏈支付通道不穩(wěn)定原因有哪些？區(qū)塊鏈支付通道網(wǎng)絡不穩(wěn)定的原因
區(qū)塊鏈支付通道網(wǎng)絡并不穩(wěn)定，這是因為區(qū)塊鏈的支付網(wǎng)絡非常容易擁堵，在網(wǎng)絡擁堵時會造成大量交易排隊，從而使得區(qū)塊鏈在高并發(fā)業(yè)務的場景下無法落地，甚至會影響最近本的…
2024-01-31 -
閃電網(wǎng)絡是什么意思？通俗介紹閃電網(wǎng)絡
在傳統(tǒng)的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡中，每個交易都會被寫入?yún)^(qū)塊鏈并獲得確認，這導致交易速度受到限制還產(chǎn)生高昂的交易費用，閃電網(wǎng)絡出現(xiàn)解決了區(qū)塊鏈網(wǎng)絡面臨的擴容和交易延遲等問題,了…
2023-10-09 -
區(qū)塊鏈術語：網(wǎng)絡節(jié)點(Network Node)是什么意思？
網(wǎng)絡節(jié)點(Network Node)指的是在分布式網(wǎng)絡中扮演重要角色的設備或計算機,在加密貨幣和區(qū)塊鏈領域，網(wǎng)絡節(jié)點是指什么呢,下面讓我們一探究竟…
2023-08-14 -
區(qū)塊鏈的基本架構有哪些?一文讀懂區(qū)塊鏈的基本架構
這篇文章主要介紹了區(qū)塊鏈的基本架構有哪些?一文讀懂區(qū)塊鏈的基本架構的相關資料,需要的朋友可以參考下本文詳細內(nèi)容介紹…
2023-02-10 -
2022年web3區(qū)塊鏈網(wǎng)絡項目有哪些?一文了解2022年web3項目
這篇文章主要介紹了2022年web3區(qū)塊鏈網(wǎng)絡項目有哪些?一文了解2022年web3項目的相關資料,需要的朋友可以參考下本文詳細內(nèi)容介紹…
2022-12-19 -
區(qū)塊鏈掃盲:閃電網(wǎng)絡應用開發(fā)速成指南
這篇文章主要介紹了區(qū)塊鏈掃盲:閃電網(wǎng)絡應用開發(fā)速成指南的相關資料，希望這篇關于閃電網(wǎng)絡應用開發(fā)速成指南的文章，能夠幫助到各位朋友對閃電網(wǎng)絡應用開發(fā)的理解。…
2021-12-13 -
Chia奇亞幣優(yōu)勢有哪些?Chia奇亞網(wǎng)絡策略是什么?
Chia奇亞將在網(wǎng)絡啟動事先為很多錢幣供貨農(nóng)牧業(yè)，以根據(jù)Chia奇亞新奇的Chia奇亞借款商業(yè)計劃協(xié)助平穩(wěn)和發(fā)展Chia奇亞經(jīng)濟。那么，你對Chia奇亞究竟了解多少呢？什么是Chia奇…
2021-04-20 -
什么是Matic Network(MATIC)?一文詳解Matic Network
這篇文章主要介紹了什么是Matic Network(MATIC)?Matic Network是第二層擴容解決方案，利用側(cè)鏈進行鏈下計算，實現(xiàn)規(guī)?；?，并使開發(fā)人員能夠以安全且分散的方式部署和運行分…
2021-04-15 -
手把手教你搭建IPFS私有網(wǎng)絡與使用(附IPFS API參考文檔)
這篇文章主要介紹了手把手教你搭建IPFS私有網(wǎng)絡與使用，在聯(lián)盟鏈的場景下，IPFS 作為去中心化存儲的首選方案，本文將介紹如何使用 go-ipfs 搭建一個私有網(wǎng)絡并進行簡單使用…
2021-04-08 -
區(qū)塊鏈技術未來是如何改變世界
區(qū)塊鏈技術本質(zhì)上是一種數(shù)據(jù)庫技術。每個區(qū)塊就像一個硬盤，把信息全部保存下來，在通過密碼學技術進行加密。這些被保存的信息無法被篡改。簡單地說，區(qū)塊鏈就是一種去中心…
2021-04-02
