科普园地22 | 区块链的衍生技术：扩容

在区块链领域，对于“扩容”一直是争议不断的。为什么要有“扩容”这个事情呢？这是因为，比特币的区块容量太小，导致比特币系统处理交易速度过慢。于是，比特币社区提出一种设想：通过扩展比特币区块容量这种方式来提升比特币处理交易的速度......后来，以太坊也提出了一些扩容手段。下面我们将用通俗的语言，为大家介绍一下“扩容”的两种主要方式：链上扩容和链下扩容，以及其中具体的技术手段。一、链上扩容：隔离见证、分片链上扩容意味着要直接在区块链主链系统上动手术，去修改区块链主链系统的基础规则、区块大小、共识机制等等，以此来扩大区块容量。说白了，就是把主链这个系统的道路修的更宽一点。链上扩容的主要方式有两种方式：隔离见证和分片技术，下面我们分别介绍一下。隔离见证隔离见证是对于比特币来讲的，它可以看作是比特币系统的一次重要升级，这次升级涉及到比特币共识规则和网络协议，相当于在比特币系统上“动刀子”，所以我们说，隔离见证属于链上扩容。隔离见证是如何实现链上扩容的呢？我们还需要从比特币的交易验证说起。在隔离见证提出之前，比特币的交易验证主要依赖两部分数据：一部分是交易状态，简单来讲就是谁给谁转多少钱；另一部分是见证数据，简单来讲就是证明这次交易是真实合法的。隔离见证，就相当于把这部分“见证数据”从基本结构里拿出来，放在一个新的数据结构当中，但却不破坏数据的完整性。我们举一个通俗的例子，假如你有10本书，你把每本书横着放在桌子在，那么可能放完这10本书，你的桌子就被铺满了；但是你把每本书立着放，那么你的桌子还会有很多的空余空间，而书还是那十本书，没有多也没有少。这就是隔离见证，简而言之就是：通过改变区块数据结构来释放区块容量。分片分片技术是以太坊率先提出来的。分片是一种基于数据库分成若干片段的传统概念扩容技术，它将数据库分割成多个碎片，并将这些碎片放置在不同的服务器上。这就意味着，在区块链底层公链的系统内，网络上的交易将被分成不同的碎片，我们可以理解成“分组”。这样一来，一笔交易就不必发动全网所有节点都去处理，只要让网络中的一部分节点处理就好了。基于分片技术，将网络分割为碎片会使得更多的交易同时被处理和验证，而且，随着网络的增长，区块链处理越来越多的交易将成为可能。大概的意思就是：如果有一个很大的仓库，里面放了很多货物，但是这个仓库只有一个出入口，所以在取货存货的时候，效率就会低很多。但是如果把这个大仓库改用成10个较小的仓库，那么同时存货取货的效率就会高10倍。这个过程就相当于分片。简而言之就是：通过分而治之，提升处理交易效率。二、链下扩容：闪电网络、雷电网络链下扩容意味着不需要修改比特币区块链系统的代码就能够提升交易速度。采用链下扩容，交易都在链下处理，根本不需要对比特币区块链系统做什么大的改动，因为我们压根儿就不走这条路。链下扩容主要有两种方式：闪电网络和雷电网络。其实二者的原理差不多，只不过，二者最主要的不同就是：闪电网络针对的是比特币链下扩容，而雷电网络针对的是以太坊链下扩容。下面我们分别介绍一下。闪电网络“闪电网络”是针对比特币处理交易速度过慢提出的一种“链下扩容”对策。闪电网络通过引入支付通道手段来实现比特币快速转账。这个“支付通道”相当于在比特币系统的主网之外，再构建一个点对点的网络，不过，为了保证信任，两个人在建立支付通道之前需要先抵押一部分资产。这样一来，小额交易都放在链下这个“支付通道”来处理，不仅省去了链上处理交易的手续费，还节省了处理时间，因为在链下处理交易，根本不需要占用区块内存，也不需要共识机制来记账。所以，闪电网络的原理，我们可以理解为：先把一些资金汇集在一起，建立支付通道，然后按照事先约定的方式，把资金池里面的所有权进行承诺转让。如果两个人频繁交易，就一直保持这个状态，如果两个人决定停止交易，就关闭支付通道，结算清楚，这一步才会被记录到主链上。所以，闪电网络，总结来讲，就是：不是每做一次交易就要走一次区块链网络，而是经过了好几次交易之后，才走一次区块链网络。这样一来，就能够“摆脱”区块链的束缚，极大提升交易速度，实现闪电般的处理速度。这个原理就相当于我们日常生活中打扑克、打麻将，我们不是每一局都结算一下谁赢谁输，而是先把钱压在桌子上证明我有钱我输得起，然后打好几局之后，再一起结算输赢。雷电网络再说说雷电网络。雷电网络和闪电网络的原理几乎是一样的，只不过，雷电网络是以太坊提出的链下扩容方式。雷电网络也需要建立支付通道，在建立支付通道之前也需要做资产抵押生成余额证明，来证明我有钱我输得起，这一步就好比打扑克时候在桌子上先押一些钱。之后，在交易双方都持有余额证明的情况下，双方可通过支付通道在链下进行无限制次数的转账。只有在完成链下交易，需要将资产转回链上时，才会在以太坊主链上登记主链账户的余额变化信息，而这期间不管发生多少次交易，在主链上是不会有记录的。总结一下，今天我们为大家介绍了区块链的衍生技术——扩容，扩容分成链上扩容和链下扩容，从这个角度上讲，隔离见证和分片属于链上扩容，而闪电网络和雷电网络则属于链下扩容；而如果从币种的角度来讲，隔离见证和闪电网络属于比特币的扩容方式，而分片和雷电网络则属于以太坊的扩容方式。

徐明星新书《趣说金融史》正式发布 科普金融发展之道:金色财经现场报道，9月23日，欧科云链创始人徐明星携手著名财经作家李霁月、行业观察者顾泽辉力作《趣说金融史》一书，跨越5000年金融历史，重读金钱故事，并预测新的金融时代。该书由中信出版社出版，将于近期正式发售。据了解，本书可以更好地呈现金融的起源与发展，帮助人们理解货币、金融与未来经济。作为区块链行业领军企业——欧科云链的创始人，徐明星深知技术探索对经济社会的重要推动作用，他曾先后出版过《图说区块链》、《区块链：重塑经济与世界》、《通证经济》、《链与未来》等行业权威著作，解读区块链等新型技术的推动下，金融与社会的升级之道，对经济社会发展做出了重大贡献。其中，《区块链：重塑经济与世界》曾作为新中国70周年重点推荐图书之一被相关书店推荐。[2021/9/23 17:00:57]

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声音 | ETC Labs主管：科普教育是未来几年公链面临的巨大挑战:ETCLabs主管Darin Kotalik认为，科普教育是未来几年公链面临的巨大挑战，人们必须要对区块链有基本的认识，分清楚公链和私链的区别。[2019/8/25]

动态 | 央行官微旧文重发“再科普”：范一飞详解数字货币:据中国经济网消息，今日，央行官微公众号头条重新发布央行副行长范一飞在2018年1月25日题为《关于央行数字货币的几点考虑》的文章，对央行数字货币再次进行科普。同时，微信公众号第二条发布支付司副司长穆长春8月10日在第三届中国金融四十人伊春论坛上的演讲。近年来，各主要国家和地区央行及货币当局均在对发行央行数字货币开展研究，新加坡央行和瑞典央行等已经开始进行相关试验，人民银行也在组织进行积极探索和研究。[2019/8/21]

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