比特币的“不可能三角”：如何提升区块链吞吐量？(区块链技术不可能三角)

在传统货币银行学中存在“不可能三角”，也称为 “三元悖论”，即开放经济下一国无法同时实现货币政策 独立、汇率稳定与资本自由流动，最多只能同时满足两 个目标，而放弃另外一个目标。相类似，当前的区块链 技术也存在“不可能三角”，即无法同时达到“高效低能即可扩展性”、“去中心化”、以及“安全”这三个要求。

不可能三角”问题,是几乎所有底层公链发展中不可回避的问题,归根结底要解决的问题是“如何在不影响安全性和去中心化程度下提升区块链吞吐量?“这是目前区块链行业领域的一个行业痛点，同时也是难点。

一、舍一取二

追求“安全”与“去中心化”则无法达到“可扩展性”：比特币区块链技术便是一种追求“去中心化”与“安全”的技术组合。它的每一个节点都下载和储存所有的数据包，使得网络可以民主自治，但也同时带来了巨大的储存空间损耗和校验成本。比特币每秒只能处理7笔交易，这是远远无法承载全球货币支付场景需求的。

由于比特币的发展，1M的区块大小已经不够用了，社区中矿工与开发团队之间就这个问题产生了分歧，矿工的扩展区块大小到8M的计划，实际上是选取了“安全”与“可扩展性”而部分放弃了“去中心化”，因为对节点的运算能力有更高的要求。

追求“可扩展性”与“安全”则无法实现“去中心化”：从“共识机制”角度看，为了在确保“安全”的前提下，解决比特币的POW共识低效性，POS、DPOS等机制被采用。但无论是基于网络权益代表的权益证明，还是利用101位受委托人通过投票实现的股份授权证明，实际上都是对“去中心化”的退让，形成了部分中心化。

追求“可扩展性”与“去中心化”则需要牺牲“安全”：以太坊的区块分片化存储的方案。现在比特币这样的区块链虽然是去中心化分布式存储，但每个全节点存储的是记录全集，也就是规模总量和本地查询明显是受到制约的。使用分布式存储的方式，让每个节点只存储某个子集是否可以呢？这样结合提升出块效率，并同比降低出块奖励，就可以极大提升系统的承载能力，并且不会对节点存储和网络传输带来过大的压力。以太坊的分片其实相当于同构的半独立的多链，世界状态是共享的，但是交易历史是分开的。多链也就是选取了“去中心化”与“可扩展性”而部分牺牲了“安全”，因为算力分散了。

二、解决不可能三角的尝试

从目前来看，可扩展性、安全性、去中心化这区块链的“不可能三角”，依然没有得到完美的解决。大致来说，目前常见的方法有如下几种：一是改变共识机制，比如Hyperledger的PBFT、EOS的DPoS，这也往往也牺牲了部分去中心化；二是改变了网络结构，比如IOTA、byteball就使用了不同于区块链的DAG（有向无环图）的数据结构；三是直接利用链外方式解决，比如链下的子链/侧链、状态通道，甚至是跨链中间件等；第四种，则是分片。

但是，无论是之前火极一时的EOS还是V神的口中经常所说的分片技术，目前在这个不可能三角上，都没有给出一个很好的解决方案，当然，我相信日新月异的技术发展会在这股问题之上，给出越来越多的解决方案。

三、真的是“不可能”三角吗？

最后，我们还还是回到最初的时候，区块链“不可能三角”理念最早提出者来自巴比特创始人长铗。他早在2000就开会时写科幻小说，而后出版有国内第一本比特币专著《比特币：一个真实而虚幻的金融世界》。他所提出的所谓不可能三角，到底是不是真正的不可能三角？这是究竟他极富前瞻性的思考，还是来一个科幻作家的本能？其实也是值得我们认真思考，我不是说他不对，我只是觉得，不要让这个所谓的不可能三角限制我们的认知和对未来的想象，毕竟，人类往往很多时候都是自我设限。

也许完全的中心化是没有太大价值的，未来的区块链、IOT架构很可能是中心化与去中心的结合，保障了安全性和可扩展性，究竟哪种技术会胜出目前还很难说，总之，时间会见证这一切，我们所做的就是不要掉队！