区块链:什么是链上扩容和链下扩容？

区块链里，很多人对比特币(BTC)最为熟悉。然而，比特币网络每秒最多只能处理7笔交易，超过的交易只能按顺序排队等着。

最拥挤的时候，有超过15万笔的比特币交易在排队等候处理。也许，你会嘀咕：这种性能的比特币怎么和微信、支付宝PK呢？

确实，这个问题——扩容，早已成为区块链的重点优化方向。

那我们需要多高性能的区块链呢？

很多人会把Visa、或者双11时淘宝的峰值交易处理速度作为区块链的性能优化目标。

事实上，在一些特殊场景下，这个性能也可能是不够的，比如将区块链应用于物联网时，对终端和设备的实时访问控制需求，就需要极高的数据传输和处理速率。

“虚拟的NFT凭什么那么贵”登上微博热搜榜第45位:金色财经报道，微博热搜数据显示，“虚拟的NFT凭什么那么贵”登上微博热搜榜，目前排名第45位，当前热度为145279。[2022/4/14 14:24:26]

因此，如果要用区块链来构建价值传递网络，有人认为它的性能至少应该以目前整个互联网信息的数据实时处理速度为目标(包括每秒200万封邮件、6.5万次google搜索、7.2万次youtube视频等、以及53TB的数据流程。数据出处见注2)，这已经绝非简单只用每秒处理量(TPS)来要求了。

如何在目前区块链有限处理能力的基础上进行提升呢？

这其中存在着巨大的挑战和机会，近几年，众多扩容方案纷纷登台亮相，总体上，它们都来自于两大阵营：链上扩容和链下扩容。

周小川谈比特币：要搞清楚对实体经济的好处是什么:中国人民银行前行长周小川表示，不管数字货币还是数字资产，都要为实体服务。“我们经历过2008年的全球金融危机，发现金融脱离了实体，比如影子银行、衍生品这些纯粹变成了金融机构之间的投机交易，和实体没有联系了，就容易出问题，以至当是一些国际大行的领导、交易员们看不懂，很难做好内部控制。“

周小川表示，要区分数字货币和数字资产，对于比特币这类数字资产，并非现在要下结论，但是”要提醒，要小心“，在中国，金融创新的东西都要说清楚它对实体经济的好处”。[2021/4/19 20:34:00]

链上扩容

最先登台的是链上扩容派，也常被称为layer-1扩容。

孙宇晨：比特币什么时候买都是对的:孙宇晨今天在推特表示，比特币，又涨了。什么时候买都是对的。[2020/7/28]

所谓链上，顾名思义，就是直接在区块链上动手术，直接修改区块链的基础规则，包括区块大小、共识机制等。拿修路打个比方，如果车多路堵了，最直接的就是把原来的双向二股车道扩充成四股，再不够就改成六股、八股。

比特币现在每秒只能处理7笔，直接原因是出块慢、区块容量小，那就把出块速度提高、区块变大。

比如莱特币，在比特币代码基础上，把出块速度从平均10分钟左右，提高了4倍到每2.5分钟出块；还有比特币现金(BCH)，也是在比特币基础上，把区块从1M大小直接提到32M，处理能力提高了32倍；还有采用相对复杂的分片方案，把原来全网共同处理每一笔交易，优化成多个小组并行运作，在同样的时间干更多的活，等等。

区块链风口，BAT都做了什么？:\t凤凰网网科技消息，在各种3点钟群遍布世界各地，商业BP里充斥着发行代币，作为巨头，BAT却在此番风口中显得低调了许多。事实上，BAT早就已经开始布局区块链，而且主要还是基于区块链技术层面的布局，与现在大热的虚拟货币、ICO无关。由于区块链的技术和场景探索尚处于早期，还未迎来真正爆发时机。

无论是马化腾、马云还是李彦宏，都认可了区块链技术革新，并在这个战场开始投入精力。虽然战火还未燃起，不过在这短兵交接的前夜，三大巨头做了哪些军备竞赛？马化腾近期在两会上发表了自己对于区块链的看法，“区块链是一个好的技术，但还处在发展的早期，需要建立有效的应用模式，腾讯也在积极探索区块链在各个场景中的应用。”相比腾讯和百度两家集中在金融领域，阿里对于区块链技术的应用场景要更广泛，尤其是在商品供应链和物流方面。由于金融和电商领域的先天优势，阿里在区块链技术上相比百度和腾讯也更加突出。百度在AI上All in了资源，在区块链的布局上，似乎比AT要慢了一些，目前主要集中在了金融领域。[2018/3/17]

链上扩容这种方式比较直接，不过也和道路直接扩充一样，有点折腾，或者说很难一步到位。好不容易实现了扩容，更高性能需求的应用场景又出现了，需要不断地超越自己。而且，因为所有交易仍然需要在区块链这个分布式系统中进行数据同步，整个网络的性能瓶颈会取决于其中单台服务器的处理性能。

所以，通常会认为链上扩容方案在性能上会存在难以逾越的天花板。

链下扩容

于是，从2018年开始，涌现了越来越多的链下扩容方案，也常被称为Layer-2扩容方案。

链下扩容和链上扩容是相对的，链下扩容阵营换了种思路，他们不直接改动区块链本身的规则，而是在其之上再架设一层来做具体的活，只将必要信息、或需要共识参与时才与区块链进行信息交互和传播。因为扩容本质上没有发生在区块链上，因此这类方案被直观地称为链下扩容。

仍然拿道路扩容打比方的话，链下扩容不是在原有道路上扩充，而是在现有路线上架个可以四通八达的高架、或者隧道，普通汽车都上那儿开，原来的路不到万不得已尽量不用。

链下扩容方案中，大量的事务通常只在参与节点间直接交易，不会进行全网传播，效率直接取决于节点间的网络性能，显然效率更高。而且因为没有全网广播，信息不能公开可查，通常隐私性也更高。

因此，链下交易性能不受原有区块链性能的影响，链下扩容的性能目标没有最高，只有更高。

链下扩容主要包括状态通道、侧链等解决方案，闪电网络就是链下扩容的代表选手之一。

在闪电网络中，交易双方可直接构建通道，之后便可在通道内点对点实现任意多笔零确认的交易，只需要在通道开启和关闭时才跟区块链“打个招呼”，在全网传播确认即可。

它不需要修改比特币的共识算法，比特币网络从每笔交易的处理者，后退一步，仅处理少量关键交易，或在交易出现纠纷时进行处理以“主持公道”。这样的工作量现有性能即可满足。

当然，链下扩容也并非完美，其方案也伴随着是否会带来中心化、或者数据可能会被修改等等疑虑。

不过，作为普通用户，通常不会考虑具体采用了哪种解决方案的。随着区块链商业应用场景的落地，哪些解决方案能更好地解决问题，并且不影响使用体验，就很可能会在扩容方案中胜出。

你更看好链上扩容还是链下扩容，还是两者都看好？为什么？欢迎在留言区留言。

注：1、比特币未确认交易实时数据：https://www.blockchain.com/btc/unconfirmed-transactions2、互联网数据处理性能数据引用出处：https://mp.weixin.qq.com/s/XyOnRkeOyL8wn8w1GN43FA

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