别想“千倍币”了 这才是开启牛市的钥匙

大起大落的行情或许让过去一年的你“躁动不安”，但价值投资的真谛在于关注行业技术发展。政策、事件、市场情绪等或许会在短期影响价格，但技术突破带来的原动力则可以长期的展现行业的内在价值。

目前，众多公链都在针对区块链的瓶颈问题——扩容进行技术的发展与升级。在美国支持度奇高的明星项目Celer甚至还未在币安上线，就已经得到了行业目光的追随。主要原因之一是其宣称自己致力于链下扩容生态结构的搭建。那么目前的扩容技术都有哪些呢？到底哪些扩容方案能促进区块链性能的突破？谁是能链接区块链网络，解决区块链项目落地困难的关键？

扩容的必要性

在比特币诞生之初，比特币的创始人中本聪并没有特意限制区块的大小，区块最大可以达到 32MB。当时，平均每个区块大小为 1-2KB，有人认为区块链上限过高容易造成计算资源的浪费，还容易发生 DDOS 攻击。因此，为了保证比特币系统的安全和稳定，中本聪决定临时将区块大小限制在 1MB。

目前比特币区块大小为1M，每秒大约只能处理7个交易，性能只有7TPS。以太坊每秒只能处理 15个交易，性能只有15TPS。TPS(Transaction Per Second)每秒事务处理量，即每秒钟系统能够处理的交易或事务的数量，它是衡量系统处理能力的重要指标。

换言之，当今的比特币网络平均每秒可以处理7-10笔交易，公共以太坊网络能处理约20笔交易。这一数字远低于像Visa这样的集中支付处理器，后者平均每秒能处理约8000笔交易。为了运行一个能够处理实际吞吐量需求的Dapp，区块链就必须具有可扩展性。在此背景下，比特币社区开始探索如何给比特币“扩容”，即通过修改比特币底层代码，从而达到提高交易处理能力的目的。

扩容的发展性

简单来说，比特币和以太坊最初更关注去中心化和安全性，但牺牲了可扩展性。但如果不解决扩容问题，众多Dapp的落地都成了无米之炊，行业所期盼的牛市更是遥遥无期。而面对当前交易缓慢且昂贵的区块链，很多公链也都意识到并期望通过扩容技术在TPS上做出突破。对此，业界提出来很多解决措施，包括闪电网络、Plasma、Casper、分片技术（shapping）、雷电网络等。

总结起来，目前市面上的区块链扩容实施方案可大致分为两类：链上扩容，即第一层（ Layer1）扩容；链下扩容，即第二层（ Layer2）扩容。有人如此形容两层扩容方案：链上扩容的世界是比特币信仰者的完美世界，链下的扩容是将区块链和世界的第一步。

Layer-1是针对协议层的扩容，是对底层区块链本身进行“改造”，是直接发生在区块链上，通过改变区块大小或数据结构从而达到提高处理交易能力的解决方案。具体的扩容方案有：SegWit（隔离见证）、扩块（2M区块为例）、Casper、DPOS和Sharding（分片技术）。如以太坊的 Casper、Sharding，比特币的 Segwit （隔离见证）和区块扩容等。

Layer-2则指的是在加密货币的主链之外，建立外围或第二层交易网络具体的解决方案。主要有状态通道（State Channel）、侧链Sidechain、Plasma、Truebit（交换协议）等。

细数扩容方案

Layer-1

SegWit（隔离见证）

比特币交易记录里均包含了两种信息：交易信息（从A转到B），非交易信息（私钥签名等）。比特币社区提出SegWit（隔离见证）方案，将非交易信息从原区块剥离出去（移动到新的结构中），则提升了每个区块所能容纳的交易数。举例而言，在同等体积的列车中，要容纳更多的乘客，将乘客的行李移动到车顶等空间的做法。

扩块（2M区块为例）

提及比较多的是 2MB区块，比如此前的纽约共识（隔离见证+2MB硬分叉），比特币现金以及达世币和莱特币实施的增加区块大小。

具体而言是，比特币社区的一部分人希望硬分叉直接把区块大小限制从1M改到2M，达到提升单个区块内的交易数，提升TPS的目的。举例而言，字面的意思就很好理解：同样行驶的列车，为了增加容量，由单层列车扩宽为双层列车。

Casper

为了扩容网络，解决拥堵问题，以太坊提出了从POW切换至POS的路线图，这个路线图的代号就是Casper。POS协议存在Nothing at stake攻击， Casper协议通过保证金和投注解决了这个问题，每个挖矿节点需要投入一笔保证金才能挖矿，每次挖矿都是一种投注行为，矿工对最可能成为主链的区块进行投注，如果猜中可以得到挖矿奖励，猜错或随意更改投注将扣除一定的保证金。Casper属于共识算法的改进。

DPOS

DPOS（Delegated Proof of Stake ，代理权益证明）这是一种基于投票选举的共识算法，有点像民主大会，持币人选出几个代表节点来运营网络（比如21个超级节点），用专业运行的网络服务器来保证区块链网络的安全和性能。通过经济惩罚机制保证链的正确性，每个超级节点都需要提供一笔保证金，拜占庭节点会被扣保证金。

Sharding（分片技术）

分片技术承诺通过改变网络验证的方式来增加吞吐量。分片技术独特于其他解决扩容的链上技术的关键特性，就是它可以进行水平扩容。

公链中，交易被划归到不同的分片上同时进行处理，数量众多的分片又是由整个网络切分得来的。每个节点只处理整个网络中一小部分的交易，处理过程和整个网络中的其他节点是同时进行的。所以，网络的节点越多，分片数越多，整个网络可以同时处理的交易也越多。分片的这种属性被称为横向扩展。举例来说，区块链是一条繁忙的高速公路，但只有一个收费口，很容易交通堵塞。实现分片技术的区块链就像在高速公路上增加15或20个收费口。

Layer-2

侧链Sidechain

侧链 Sidechain 最早是针对比特币的扩容问题所提出的解决方案：可以让比特币安全的从比特币主链转移到其他区块链，又可以从其他区块链安全的返回比特币主链的一种协议。

举例来看，侧链是平行于主链的另一条区块链，类似于鱼骨图。它们通过“双向锚定”来建立关联，实现主链与侧链之间价值的双向转移。侧链的出现，缓解了主链的压力。

状态通道（State Channel）

对于很多人来说，可能更容易理解的是支付通道（payment channel），它通过在比特币上借助闪电网络（lightningnetwork）得以实现。状态通道是支付通道泛化出来的形式，它不仅可用于支付，还可用于区块链上任意的“状态更新”，比如智能合约中的更改。

可以说，状态通道实现了 instantfinality （即时确认），还有很好的隐私保护，也支持链下智能合约的执行，不过其更适用于交易方相对固定的场景，并且要求所有交易方都时时在线。

Plasma

和状态通道一样，Plasma 是一种用于管理链下交易的技术，同时依靠底层的以太坊区块链来实现其安全性。但是 Plasma采用了一种新思路，它是通过创建依附于“主”以太坊区块链的“子”区块链。这些子链又可以循序产生它们自己的子链，并能依次循环往复。

相比状态通道，Plasma并不要求交易方时时在线，也不要求固定的交易方，但是其 finality delay （确认延迟）相对较大，隐私保护也弱于状态通道，并且 Plasma目前很难支持智能合约的执行。

Truebit（交换协议）

Truebit是一种帮助以太坊在链下进行繁重或者复杂运算的技术。它对于提高以太坊区块链的总交易通量更有效，这使得它与状态通道和 Plasma不一样。扩展是一个多方面的难题，需要的不仅仅是更高的交易通量。Truebit不会让我们做更多的交易，但是它可以让基于以太坊的应用程序处理更复杂的事务并仍能被主链验证。

可以说，Layer-2 的扩容方案之间有各自的应用场景，侧重有所不同。但状态通道、侧链和 Plasma都实现了横向扩展，与互联网的拓容规律相同。而Layer-1层面，Casper 属于共识算法的改进，Sharding 是公链层的改进。