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最快的加密货币:区块链速度 101

加密货币的终极游戏是取代我们今天所拥有的金融系统。到目前为止,我们已经看到了朝着这个目标取得的惊人进展。去中心化的支付、储蓄、借贷、甚至股票投资都可以直接点对点完成,不需要中间人,也不需要KYC文件。

提供这些服务的去中心化应用程序总共持有超过1000亿美元的加密货币,其TVL(总锁定价值)每天都在持续增长。

只有一件事阻碍了加密货币的真正主流采用,那就是速度。大多数加密货币太慢,无法支持每天数十亿人进行的数十亿笔交易。

尽管很多加密货币项目习惯于吹嘘自己每秒能处理多少交易,但它们提供的数字很少经得起审查。这就是为什么今天,本篇将揭示哪些加密货币是真正最快的,以及为什么。

最快的加密货币

除非是加密货币的新手,那么就可能听说过区块链三难困境。区块链三难困境是由以太坊创始人Vitalik Buterim在2016年提出的,它指出,一种加密货币只能是以下三种东西中的两种:可扩展性、去中心化和安全。

可扩展性是指一种加密货币在拥有数百万用户和交易的情况下仍能保持其性能的能力。出于本文的目的,我们将可扩展性等同于速度。

去中心化是指用户在世界各地拥有成百上千甚至上百万台不相关的计算机来验证和处理加密货币交易。如果想知道为什么去中心化很重要,可以看看2018年的这个标题,那时EOS上的21个验证器冻结了区块链上的7个钱包。

安全性是不言自明的。这包括加密货币共识机制和对其代码的加密。

假设有种加密货币有1000台独立运行的计算机连接到其网络处理交易,这就算去中心化这个选择框上打上了勾,最后,让我们假设这种加密货币是一种超级安全的权益共识证明机制,因为它需要超过一半的计算机在网络上签署每笔交易。

因此,从理论上讲,这已经克服了区块链三难困境,这也是许多加密货币声称已经做到的。然而,当真正运行时,事情变化得很快。

回想一下,我们的加密货币有1000台计算机连接到其遍布世界各地的网络。根据共识机制,其中 501 个必须确认交易才能使其有效。

当用户和交易数量较少时,这不是问题。但随着用户和交易数量开始增长,501台计算机检查每笔交易已经不可能了。

为了让我们的虚拟加密货币网络保持运行,我们必须减少系统每秒能够处理的交易数量。减少连接到网络的计算机数量,或者改变共识机制,让每笔交易需要更少的计算机来确认。

如果我们勾选第一个选项,我们就牺牲了可扩展性。如果我们选择第二个,我们就牺牲了去中心化,如果我们选择第三个,我们就牺牲了安全性。

在比特币创造者中本聪的案例中,他有意识地决定牺牲可扩展性,以确保安全性和去中心化。Vitalik和其他以太坊创始人在一开始就做出了同样的权衡,以太坊2.0将轻微牺牲去中心化,以获得支持其生态系统所需的速度。

比特币的layer 2的解决方案,如Lightning Network,旨在增强比特币的可扩展性,同时利用比特币区块链的安全性和去中心化。

对于像Polygon (MATIC)这样的以太坊的layer2解决方案,以太坊区块链也采用了同样的方法。

大多数高性能加密货币都选择牺牲去集中化来实现可扩展性,这也可以应用于刚才提到的layer2。

举两个简单的例子,Polkadot (DOT)目前有大约300个验证器。这听起来像是去中心化的,直到意识到每个运行Polkadot智能合约的平行链将只使用10个验证器。

类似地,Polygon技术上在Plasma上有100个验证器,实际上在Polygon上运行去中心化应用程序只有7 -10个节点。

什么是加密货币的速度?

现在,这让我想到了一个很重要的问题,这在检查加密货币交易速度时几乎从未被提及,并不是所有的交易都是平等的。

将coin或代币从一个钱包转移到另一个钱包与在去中心化应用程序(例如AAVE闪贷)中执行复杂智能合约是不同的。

很少有兼容智能合约的加密货币在宣传其交易速度时区分智能合约交易和常规交易。

当深入研究他们的文档时,经常会发现智能合约交易比常规交易慢得多,假设他们完全列出了这些数字。

此外,许多所谓的以太坊杀手实际上利用了以太坊虚拟机 (EVM) 的一个版本,该虚拟机本质上被限制为每秒300笔交易,即使在一台计算机上运行也是如此。

这就是为什么Cardano的两位顶级软件工程师在去年做了一个题为“引用谎言、该死的谎言和TPS基准”的演讲。

在其中,他们解释说,加密货币交易更像是数据包,而不是数字系统中的光点。加密货币区块链基本上就像处理和存储交易数据的数据库。

例如,比特币区块链上的每个区块可以容纳1兆字节的数据,即100万字节。平均比特币交易的大小不到400字节,这意味着每个比特币区块可以容纳2500到2700笔交易。因为每10分钟就产生一个比特币区块,所以相当于每秒有5笔交易。

比特币的区块大小如此之小,但区块时间如此之长,其原因与安全性和去中心化有关。每创建一个新区块,就会向比特币区块链添加1兆字节的数据,而不管区块中有多少交易。这就是区块链的工作原理。

这意味着随着时间的推移,比特币区块链的规模会增长。今天,比特币区块链的大小大约是337GB。

每台加入比特币网络的计算机都需要下载这个交易历史,这样它就能知道发生了什么,并正确处理交易。而增加coin的区块大小意味着每个区块可以容纳更多的交易。这也将使比特币的交易历史增长得更快。

举个极端的例子,如果每个比特币块的大小是1GB,那么每秒就可以处理5000笔交易。然而,区块链的发展如此之快,以至于只有大型数据中心才能存储其交易历史。

不仅如此,每一个数据中心都需要拥有世界上最快的光纤网络,才能跟上正在创建的每个新区块。如果将比特币的区块时间加速到6秒,这将使每秒比特币交易增加到500笔。

这里的问题是,对于足够多的计算机来说,6秒的时间不足以检查该区块中的交易是否有效。这将导致比特币区块链分裂成多个具有冲突交易历史的不同区块链,这将有效地破坏网络。

计算加密货币的速度

加密货币的速度就是它处理和存储数据的能力,可以使用一些指标来计算任何加密货币的实际交易速度。

只需要知道以下几点:

多久创建一个区块?

一个区块的生成频率是多少?

该加密货币区块链的平均交易规模有多大?

这种计算有时说起来容易做起来难,因为一些加密货币实际上会调整其区块大小以适应交易需求。

Monero (XMR)就是这样一种加密货币,由于其弹性区块技术,其TPS可低至4,高至2000。

出于同样的原因,以太坊多年来一直在逐渐增加其区块大小,以太坊的 TPS 为 15 到 17,这是因为每个以太坊博客是51000字节,每13秒生成一个新的区块,平均以太坊交易大约是2500字节。

Cardano的区块链每秒可以处理大约200笔交易,这可以从Cardano 2MB的区块大小、20秒的区块时间和Cardano平均500字节的交易大小映射出来。

显然,以太坊上的交易之所以比Cardano上的交易多,是因为以太坊有智能合约,而Cardano还没有。

对Cardano来说幸运的是,智能合约不会阻塞区块链,因为它的双链架构将智能合约数据和交易数据分离开了。

不幸的是,对于Cardano来说,以20秒的速度运行的2兆字节的区块大小意味着它的区块链的大小正在快速增长,而这可能在几年内成为去中心化的一个问题。无论如何,这个计算最酷的部分是,它意味着加密货币的理论极限从根本上取决于世界各地的互联网速度。

根据speedtest.com,平均下载速度为每秒100兆字节,平均上传速度为每秒50兆字节。当把它与以太坊的2千字节/秒和Cardano的10千字节/秒进行比较时,很明显加密货币有很大的空间来提高速度。这就引出了一个问题,多快才算够快?

最快的加密货币:每秒的交易数

事实上,加密领域的速度基准是Visa。这是因为,目前大约有40亿Visa持卡人,这使得Visa的支付网络成为未来加密货币应用的一个很好的模板。

虽然 Visa 自我报告的每秒交易量为 65,000 笔,而Visa在任何一天每秒只处理约2,000笔交易。

目前唯一接近这一吞吐量水平的加密货币是Solana (SOL),它每秒可以处理50至65000笔交易,即使是智能合约交易也是如此。

FTX和Alameda Research的创始人萨姆•班克曼-弗里德(Sam Bankman-Fried)已经对Solana的可扩展性做了压力测试。

Sam选择Solana来托管FTX的项目Serum DEX。

可以想象,Solana也有相当多的网络问题。这是因为它必须在安全性上妥协,才能在不运行任何一台计算机的情况下拥有如此快的速度。

当考虑到Solana交易可以达到500字节的事实时,这也意味着Solana区块链每天都会生成大量的交易历史数据。

虽然Solana区块链只存在了一年多一点,但是区块链已经超过了2 TB

具体来说,这是前 10 名加密货币区块链总和的两倍多。

正如我前面提到的,这严重威胁到它的去中心化。现在,Solana针对这种指数级增长的解决方案是将其数据存储外包给一个名为Arweave (AR)的去中心化存储加密货币项目。

Solana验证器只保留最近两天的交易数据。

最快的加密货币:交易终结

如果认为 Solana 解决了加密速度问题,恐怕是想错了。这是因为交易执行和交易确认是两件完全不同的事情。

细心的朋友可能已经注意到,当用户将加密货币发送到交易所时,需要等待一定数量的确认,才能将coin或代币记入自己的账户。

确认基本上是自用户进行交易以来已经创建的区块数量。用户交易包含的第一个区块通常是第一次确认,当然,每种加密货币都有不同的区块时间。

对于大多数交易所来说,一次确认就足以让他们记入用户的加密货币,除非用户将ETC发送到Kraken,在这种情况下,用户需要等待4万次确认,大约需要一周时间。

这是因为ETC在过去曾多次遭受51%的攻击,本质上是网络被矿工操纵,将加密货币计入他们的账户中。

加密货币交易所总是希望在给用户的账户授信前确保交易是最终的,每次确认后,交易是最终的可能性通常都会增加。

对于比特币来说,经过六次确认后,交易最终完成的可能性超过了99.9%。自然。对于像ETC这样不太安全的区块链来说,这需要更长时间。

有趣的是,尽管Solana的区块时间为400毫秒,但它的交易结束时间实际上更长一些。这与Solana精心设计的共识机制有关。

相比之下,有多种加密货币提供即时交易确定性。这些区块链包括Algorand (ALGO)、Ripple (XRP)、Stellar (XLM)、Cosmos (ATOM)以及任何使用Tendermint共识机制的区块链。

尽管所有这些加密货币在TPS方面都比Solana慢,但交易所可以肯定地知道来自它们的交易在它们生成区块的那一刻是最终的。

这就是为什么Kraken上所有加密货币的存款时间都被认为是近乎即时的,而在币安上Solana的存款时间可以长达两分钟,这并不奇怪,因为刚才提到的所有加密货币都是非常中心化的。它们只有十几个左右的验证器节点来处理交易。

虽然钱包到钱包或dApp的交易并不总是需要这些终结性阈值,但未来的加密货币商家很可能会使用类似于今天加密货币交易所的终结性基准。

当速度不重要时

在这场加密速度的竞争中只剩下一个类别,那就是交易速度是否对最终用户有任何影响。无论加密货币是封装了10K TPS引擎还是65K TPS引擎,这都是无关紧要的,有科学可以支持这种说法。

数十年的人因工程学研究表明,一个人在与计算机交互的0.1秒内得到的任何反馈都被认为是即时的。如果反馈出现在互动的1秒内,是非常明显的,但不会被解释为延迟。

任何超过10秒的时间都足以让人不耐烦,在等待的同时开始做其他事情。

用户可能已经注意到,当用户使用借记卡或信用卡付款时,通常需要5到10秒完成,即使是在线支付。

许多加密货币的区块时间都在这个范围内,这将使它们的交易源与传统支付系统的平均用户不相上下。

大多数钱包到钱包的加密货币交易,假设它不是比特币、以太坊或ERC-20代币,花费的时间大致相同。

乍一看,这似乎是一件好事,但它揭示了有多少加密货币项目是中心化的并可能缺乏安全性。比特币和以太坊是缓慢的,但他们是安全的和去中心化的。

我想这就是为什么人们愿意支付这么高的gas费用来把他们的资金转移到这些网络上。虽然以太坊2.0显然会将其TPS提高到10万,但我们在本文中所探讨的内容表明,要做到这一点,就需要牺牲去中心化和安全性。

快速回顾一下,以太坊2.0将提供分片功能,即交易历史和余额在多个称为分片的区块链之间分割。为了保证其安全性,这些分片链会连接到一个名为中继链的中央区块链。

据我所知,以太坊2.0上的每个分片在任何时候都只有大约128个验证器。这些将根据他们质押的 ETH 数量伪随机选择。

与其他高性能区块链相比,这是相当去中心化的,但远不及以太坊当前形式的去中心化。

更重要的是,这些分片之间的通信和交易可能会受到限制,甚至在一开始就不存在。

我们最终会陷入以太坊2.0本质上由64个孤立的区块链组成的场景,这些区块链的安全性不佳。这与 Kusama (KSM) 和 Polkadot (DOT) 目前在平行链插槽拍卖中面临的问题相同

结论

去年,我们看到机构采用加密货币的数量正在增加,将可扩展性置于聚光灯下,但却将去中心化和安全性置于阴影之下。

Cardano在解决可扩展性方面拥有正确的方法。接受加密货币只是类似于互联网的分布式计算系统的概念,有助于确定可扩展性问题的真正含义,这使解决方案更容易找到。

Solana的创始人Anatoly Yakovenko似乎非常清楚这一点,Solana决定将其数据存储委托给别人就是证据。Solana唯一的瓶颈似乎是数据存储,随着加密货币内部和外部的数据存储变得更容易、更经济高效,这个问题可以很容易解决。

当将数据访问与更快的互联网速度结合起来时,区块链实际上是可扩展的、去中心化的和安全的。这似乎是我们要走向的未来,但现在经常会看到一些东西,让人怀疑我们是否在朝着相反的方向前进。

这些集中的高性能区块链中的许多已经成为中央银行数字货币(CBDC)的主要候选,即Algorand (ALGO)和Stellar (XLM)。似乎各国政府在发展CBDC的健康护照和其他边缘反乌托邦技术时,采用了相同的终端用户方法。

这些技术可能不是非常安全,它们肯定不会去中心化,但因为它们是可扩展的,终端用户可能不会关心,只要它对他们有效。这是一个可怕的想法,但好的一面是,大多数加密货币的吞吐量已经可以与普通人使用的现有系统相媲美。

真正缺少的是意识教育和应用程序的用户界面,它们看起来不像来自SpaceX航天飞机内部。在这一点上,这三重问题比可扩展性三重困境带来了更大的问题。

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