區塊鏈技術是21世紀最偉大的創新之一，使用了獨特方法實現去中心化，這。但若要讓廣泛的用戶接受加密資產，加密資產必須具備去中心化以外的優勢，即還應具備可擴展性和足夠快的速度，才能適應不斷增長的需求。

然而，大多數加密貨幣不能同時平衡這三種特徵。因此，他們不得不犧牲其中一種特徵來增強另外兩種特徵。這種現象在加密世界中被稱爲區塊鏈三難困境。

盡管三難困境爲加密貨幣全球採用帶來了嚴峻挑戰，但它並非不可戰勝。加密領域出現了很多開發人員和能人，他們提出了多項解決該問題的舉措。本文將討論此類舉措。首先，讓我們詳細了解什麼是區塊鏈三難困境。

加密技術的三大核心特徵

去中心化

去中心化是使加密資產如此有魅力的一大特徵，是指奪走中央實體的控制權，將其分配給各個較小的實體。因此，沒有人能壟斷去中心化平台上的決策。

這與當今金融界的各種工作機制有很大的差異。例如，中心化平台銀行向您保證您的貨幣資產很安全，以換取對您資產的完全控制。在中心化金融中，規則由一小羣人制定並執行。如果銀行決定如此，您的取款甚至可能遭到拒絕。

相反，加密貨幣的運行則不同。它沒有單一實體或團體負責運行網路，而是網路上的每個人都可運行一個節點並確認交易。交易得到確認後，它們就會被添加到數字分類帳中並永久存儲在這裏供所有人查看。

然而，雖然加密貨幣是去中心化的，這讓它們比銀行更具吸引力，但它們也存在一個獨特的問題。網路信息傳播可能需要一些時間，這是因爲網路上的每個人（或者至少是大多數人）都需要確認交易的真實性。

這可能導致緩慢的區塊鏈運行速度，尤其是當需要處理大量交易時更是如此。通常，比特幣會在10分鍾內在區塊鏈上確認其交易。但是，當高交易需求導致區塊鏈擁塞時，可能需要數小時甚至數天才能確認交易。

爲了解決這一問題，區塊鏈需要擴展性爲增加採用做準備。那如何做到這一點呢？接下來我們將向您介紹三難困境的第二個因素——可擴展性。

可擴展性

區塊鏈可擴展性是指網路在不犧牲效率的情況下能處理越來越多的交易的能力。區塊鏈完全需要提高其成爲主流的潛力。然而，盡管這很重要，但許多區塊鏈仍在努力實現可擴展性。

區塊鏈的去中心化特性是抑制可擴展性的一個主要原因。網路的參與者越多，確認交易的“距離”就越遠。這對銀行和其他中央機構來說更容易，因爲他們不必擔心在做出決定之前與所有網路成員共享信息，所以交易速度要快得多。

例如，萬事達卡每秒最多可處理5,000筆交易；而Visa每秒可處理高達24,000筆交易。相反，比特幣每秒只能處理大約7筆交易；以太坊目前可以擴展到每秒15筆交易——這速度還遠遠不夠！

使用的共識機制是導致許多區塊鏈難以擴展的另一個原因。有些共識機制（如工作量證明共識機制）是耗能型的，需要大量的計算能力。因此，它們的速度自然更慢。

雖然速度很慢，但工作量證明機制機制非常安全。那麼，問題來了：應該在多大程度上犧牲安全性來獲得可擴展性？此時，我們將討論三難困境的第三個特徵——區塊鏈安全。

安全性

因爲任何人都能參與像加密貨幣這樣的去中心化系統，所以這一系統更容易受到惡意攻擊。因此，區塊鏈系統必須提高安全性才能抵御這些攻擊並讓用戶對網路產生信任。那麼，這種安全性是如何實現的呢？

去中心化本身就是促成這種安全性的主要因素。網路的去中心化程度越高，惡意行爲者就越難得逞。這是因爲去中心化系統的參與者遍布全球，每個參與者都反復確認網路的效率。

除了去中心化之外，每個加密區塊鏈都有其安全措施。這些措施通常與使用的數字籤名和共識機制相關。

數字籤名（或哈希函數）是一種數學代碼，用於標識區塊鏈中的每個數據塊。數字籤名設置後，就不能更改。網路的其餘部分會迅速識別並立即抵制任何更改嘗試。因此，本質上區塊鏈是不可變的，網路是值得信賴的。

區塊鏈的共識機制是指網路做出決策的方式。工作量證明是第一個共識機制。它要求參與者通過稱爲挖礦的過程驗證交易。挖礦需要大量的能源，佔用巨大的計算能力。因此，對於任何惡意行爲者而言，發起攻擊的門檻都很高且很嚴格，從而保護了整個網路。

爲什麼會有區塊鏈三難困境？

一個完美的區塊鏈不僅應是去中心化的，而且應是安全且可擴展的。然而，開發人員通常不得不適當犧牲其中一個特徵以增強其他特徵，從而實現本文討論的三大核心特徵。

例如，要提高可擴展性的，很明顯需要減少參與者的數量，讓網路能夠處理更多的負載。但這將削弱其去中心化特徵，同時還會損害其安全性，因爲這樣做降低了黑客攻擊區塊鏈所必須克服的障礙。

如此，三難困境出現了。當三大核心特徵似乎無法共存時，要如何實現完美的區塊鏈？

三難困境的解決方案

戰勝區塊鏈三難困境不是一個人的工作。不同的開發人員開發了解決不同級別問題的解決方案。我們可以將這些解決方案分爲第一層（layer-1） 和 第二層（layer-2）解決方案。

L1解決方案

這些解決方案通過更改或修改原始區塊鏈層的設計來解決三難困境。我們將介紹兩種這類解決方案。

分片

顧名思義，分片是將較大東西分爲較小部分。因此，分片是指將區塊鏈分成不同的部分，每個部分都有能夠處理其交易的分類帳。各種分片連接到主鏈，由主鏈管理。

因此，分片從單個鏈中移除負載並將其拆分到分片中，這讓網路更快，同時也不會損害區塊鏈的去中心化特性和安全性，因爲協議保持不變。NEAR區塊鏈項目就實施了分片解決方案。

可擴展的共識機制

除了工作量證明之外，還有其他共識機制。其中一些機制是爲了解決區塊鏈三難困境而創建的。以權益證明（PoS）機制爲例。在這種機制中，參與者不需要很高的計算能力，而只需抵押或鎖定他們的代幣來驗證交易。

這會帶來更高的可擴展性，而不會削弱去中心化特性。隨着更多參與者加入網路，也會變得更加安全。以太坊就是使用這一方案的很好案例。雖然以太坊使用PoW機制，但它每秒只能處理大約20筆交易。但是，隨着以太坊過渡到PoS機制，該網路在未來能處理高達每秒100,000筆交易！

L2解決方案

這類解決方案不會改變底層區塊鏈。相反，他們找到了通過在現有區塊鏈框架上構建來解決問題的方法。具體方案如下：

側鏈和平行鏈

側鏈和平行鏈是爲與原始鏈一起運行而創建的備用區塊鏈。與分片不同的是，它們不是主區塊鏈的片段，而是完全不同的區塊鏈，通過處理一些負載來減輕主區塊鏈的負載，從而實現相同的目標。

側鏈僅與主鏈或中繼鏈通信，而平行鏈除了與主鏈通信之外還會相互通信。實施側鏈的例子有以太坊區塊鏈的Polygon (MATIC)，而Polkadot 和 Kusama 網路則是實施平行鏈項目的實例。

比特幣閃電網絡

這個網路由由Thaddeus Dryja和Joseph Poon於2015年開發，是在比特幣網路上運行的L2協議，可提高網路的速度和負載能力。

閃電網絡是一種鏈下支付渠道，只有第一筆和最後一筆交易記錄在比特幣區塊鏈上。中間的所有其他交易都是離線處理的，不會增加比特幣區塊鏈的負載。由於支付渠道最終在區塊鏈上登記，因此交易速度更快並且仍然安全。

這種離線分流讓比特幣閃電網絡獲得了出色的可擴展性，每秒能處理多達一百萬筆交易，這個交易量是巨大的！可閱讀本文更詳細地了解閃電網絡。

結語

區塊鏈技術是一項突破性的發明，有望顛覆金融和科技行業。這一技術還相對較新，因此在獲得全球採用之前還需應對艱巨的挑戰。其中一個挑戰是區塊鏈三難困境。但如本文所講，這並不是一個無法克服的問題。隨着各種解決方案的開發與推出，三難困境也將會在發展中消除。