聯合電訊報
Yohan Yun
作者:Yohan Yun專職撰稿人
Ailsa Sherrington
Ailsa Sherrington審閱編輯

區塊鏈TPS為何在實際應用中常“崩盤”

高TPS(每秒交易數)意味著可擴展性,但每增加一筆交易,都會加重那些本應保持網路去中心化的節點的負擔。

區塊鏈TPS為何在實際應用中常“崩盤”
Interview

區塊鏈每秒交易數(TPS)常被視為效能指標,但這一數據並不能完整反映網路實際擴展能力。

Psy Protocol 創辦人、前駭客卡特·費爾德曼在接受 Cointelegraph 採訪時表示,TPS 數據往往具有誤導性,因為它忽略了去中心化系統中交易實際如何驗證與傳播的過程。

“許多主網前測試、測試網或者隔離環境的基準測試,只用一個節點來測算 TPS。這種情況下,你甚至可以說 Instagram 是一個區塊鏈,能實現100億 TPS,因為只有一個中心化權威機構驗證所有 API 呼叫。”費爾德曼稱。

部分問題源於大多數區塊鏈的設計理念。追求更高速度的同時,每個節點的負載也隨之加重,去中心化難度提升。透過將交易執行與驗證過程分離,可以在一定程度上減少這樣的負擔。

新專案宣傳高 TPS,但實際網路使用中很少達到數字上限。來源:MegaETH

TPS 忽略了去中心化的成本

TPS 可以作為區塊鏈效能的一個有效基準,TPS 越高,網路能夠承載的實際用量越大。

但費爾德曼認為,絕大多數頭條式 TPS 數據展示的都是理想狀態,這類數據很難映射到實際主網吞吐能力。耀眼數據並不能展現系統在去中心化環境下的表現。

“虛擬機或單節點的 TPS 並不代表區塊鏈主網的實際效能。”費爾德曼稱。

“不過,在生產環境下區塊鏈可以每秒處理的交易數量,仍然是評估其承載規模的有效方式,這正是擴容的本質。”

區塊鏈中的每個全節點都必須檢查交易是否符合協議規則。如果有一個節點接受了無效交易,其他節點應當拒絕。這正是去中心化帳本得以運行的關鍵。

區塊鏈效能考察的是虛擬機執行交易的速度。但在現實環境中,頻寬、延遲與網路拓撲同樣關鍵。因此,最終效能還取決於交易在網路中其他節點的接收和驗證效率。

因此,白皮書中公布的 TPS 數據往往與主網表現存在較大差異。那些將執行與傳播、驗證成本隔離的測試,更多測量的是虛擬機的速度,而不是區塊鏈擴展性。

EOS 曾是費爾德曼擔任區塊生產者的網路,在首次代幣發行中創下了歷史紀錄。其白皮書曾提出理論 TPS 可達100萬。這一數據即使放到2026年依然引人注目。

EOS 從未達到其理論 TPS 目標。早期報告稱,在理想環境下每秒可處理4000筆交易。但 Whiteblock 的區塊鏈測試人員所做的研究顯示,在現實網路中其吞吐量僅約為50 TPS。

2023年,Jump Crypto 團隊展示出的 Solana 驗證器客戶端 Firedancer,實現了 EOS 未及的100萬 TPS 測試紀錄。目前,許多驗證者已在執行其混合版本 Frankendancer。在現有真實環境下,Solana 每秒處理交易通常在3000-4000之間。約40%為非投票交易,更能體現真實用戶活動。

Solana 於2月10日非投票交易 TPS 資料為1361。來源:Solscan

破解線性擴容困境

區塊鏈吞吐量通常隨工作量線性增長。更多交易意味著更高活躍度,也意味著每個節點需要接收、驗證更多資料。

每增加一筆交易,計算負擔也隨之提升。到一定階段,若不犧牲去中心化,頻寬、硬體和同步延遲將使得繼續線性擴容變得不可持續。

費爾德曼表示,要突破這一限制,必須重新思考有效性證明的方式——如零知識(ZK)技術。ZK 是一種無需讓每個節點重複運行交易、即可證明一組交易正確性的方式。由於能在不洩露全部資料的基礎上完成驗證,ZK 也常被當作隱私問題的解決方案。

費爾德曼認為,這種遞迴式 ZK 證明同樣有助於擴容難題。簡而言之,這指的是用一個證明來驗證其他證明。

“你可以把兩個 ZK 證明合成一個新的 ZK 證明,用於證明前兩個證明的正確性。”費爾德曼稱。“因此,你可以把兩份證明合成一份證明。”

“比如說,我們有16個用戶的交易,可以將其變成8份證明,然後8份再合成4份證明,”費爾德曼一邊解釋,一邊展示了多層證明最終收斂為一的證明樹圖示。

多份證明如何合成為一。來源:Psy/Carter Feldman

在傳統區塊鏈架構中,提高 TPS 會加大每個節點在驗證和頻寬方面的需求。費爾德曼指出,基於證明的架構意味著吞吐量提升無需等比例提高節點驗證負載。

這並不意味著 ZK 能夠徹底消除擴容權衡。生成證明本身計算負擔極大,或需專用基礎設施。驗證對普通節點來說變得便宜,但重擔轉移到了承擔複雜加密運算的證明者。此外,將證明型驗證整合進既有區塊鏈架構並不容易,這也解釋了為何主流網路仍依賴傳統執行模型。

超越純粹吞吐量的效能衡量

TPS 並非毫無意義,但其價值取決於具體場景。費爾德曼指出,相較於純吞吐量,諸如交易手續費等經濟訊號更能清晰反映網路健康與需求。

“我認為 TPS 可以作為區塊鏈效能的第二重要指標,但只限於生產環境,或在交易不僅被處理,還能被其他節點轉發和驗證。”他說。

LayerZero Labs 發布 Zero 鏈,聲稱透過 ZK 技術可擴展至200萬 TPS。來源:LayerZero

區塊鏈現有的主流架構也影響了投資者決策。順序執行鏈很難轉移為基於證明的驗證架構,無需徹底重構交易處理流程。

“最初幾乎所有融資都只會給 ZK EVM(以太坊虛擬機相關專案),”費爾德曼解釋 Psy Protocol 早期融資遇到的阻礙。

“大家不願意投,是因為這一切非常耗時。你不能直接‘分叉’EVM或其狀態存儲,因為一切都被完全不同地處理了。”

多數區塊鏈中,TPS 提升意味著每個節點負擔加重。單一的高指標並不說明這種負載就是可持續的。

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