区块链交易吞吐量何时突破十万级？

摘要： 交易吞吐量 指的是一条区块链网络在一秒钟内能够成功处理并确认多少笔交易，它是衡量区块链性能和可扩展性的关键指标，直接决定了这条链能否支持大规模的商业应用（如高频支付、DeFi、NF...

交易吞吐量 指的是一条区块链网络在一秒钟内能够成功处理并确认多少笔交易，它是衡量区块链性能和可扩展性的关键指标，直接决定了这条链能否支持大规模的商业应用（如高频支付、DeFi、NFT市场等）。

为什么吞吐量如此重要？

吞吐量是区块链“不可能三角”（去中心化、安全性、可扩展性）中的一个核心要素，高吞吐量意味着：

1. 更好的用户体验：用户交易能被快速确认，无需长时间等待，避免了网络拥堵和高昂的Gas费。
2. 支持更多应用场景：能够承载高频交易的应用，如支付网关、高频交易、大型游戏等。
3. 更高的网络效率：整个网络能处理更多的经济活动，提升其作为价值互联网基础设施的能力。

如何衡量和计算吞吐量？

吞吐量通常用两个指标来表示：

• TPS (Transactions Per Second)：每秒交易数，这是最直观的衡量标准。
• TPB (Transactions Per Block)：每个区块能容纳的交易数量，TPS 还与出块时间有关，计算公式为： TPS ≈ TPB / 出块时间

举个例子： 一条链如果每 10 秒（出块时间）能打包 100 笔交易（TPB），那么它的理论 TPS 100 / 10 = 10 TPS。

影响吞吐量的核心因素

一条链的吞吐量不是凭空而来的,它受到多个技术设计的制约：

区块大小

• 定义：单个区块能存储的数据量上限（通常以 KB 或 MB 为单位）。
• 影响：区块越大，单个区块能容纳的交易就越多（TPB 越高），从而提高 TPS。
• 权衡：过大的区块会导致节点同步数据的时间变长，增加节点的硬件和带宽要求，削弱去中心化（因为普通用户可能跑不动全节点）。

出块时间

• 定义：网络生成一个新区块的平均时间。
• 影响：出块时间越短，交易被打包确认的速度就越快，TPS 越高。
• 权衡：过短的出块时间会增加网络共识的难度和分叉的风险，可能影响安全性。

交易大小

• 定义：单笔交易本身需要占用的存储空间。
• 影响：交易越小，同样大小的区块就能容纳越多的交易，一个简单的转账交易远比一个复杂的智能合约交易要小。
• 权衡：交易大小通常由其业务逻辑决定，人为优化的空间有限。

共识机制

• 定义：网络节点就哪个区块是有效区块达成一致的规则。
• 影响：不同的共识机制对 TPS 的影响巨大。
  • PoW (工作量证明)：如比特币，为了安全牺牲了性能，TPS 通常在 3-7 TPS 左右。
  • PoS (权益证明)：如以太坊（已合并）、Solana、Cardano，PoS 机制本身比 PoW 更高效，允许更快的出块时间和更高的 TPS。
  • DPoS (委托权益证明)：如 EOS、TRON，通过投票选出少数节点负责出块，牺牲了一定的去中心化，换取极高的 TPS。
  • BFT 类共识：如 Tendermint (Cosmos 用)、Hotstuff (Diem 用)，这类共识机制通常能实现秒级确认和较高的 TPS。

不同主流区块链的吞吐量对比

以下是一些知名公链的典型 TPS 范围（实际 TPS 会因网络状况和交易类型而波动）：

提升吞吐量的技术方案：扩容

由于区块链的“不可能三角”，在保证去中心化和安全性的前提下，单链（Layer 1）的提升空间有限，行业主要通过扩容方案来解决吞吐量问题。

Layer 1 (链上扩容)

直接在区块链底层进行优化,提升其本身处理交易的能力。

• 增大区块 / 缩短出块时间：如以太坊合并后的升级，正在通过“分片”（Sharding）技术来并行处理交易，大幅提升 L1 的 TPS。
• 改进共识算法：从 PoW 转向更高效的 PoS 或其他共识机制。
• 状态通道 / 侧链：在主链之外建立较小的、高性能的链，将大部分交易放在侧链上处理，只在特定时间将最终结果结算回主链。

Layer 2 (链下扩容)

这是目前最主流、最有效的扩容方向，它将交易的计算和存储从主链（Layer 1）转移到链下处理，只将最终结果或少量数据提交回主链进行确认。

• Rollups (状态通道的演进版)
  • Optimistic Rollups (乐观汇总)：如 Arbitrum, Optimism，假设所有交易都是有效的，只在发生争议时才调用主链进行复杂计算，成本极低，但确认时间稍长（约 7 分钟）。
  • ZK-Rollups (零知识汇总)：如 zkSync, StarkNet，使用零知识证明技术，一次性证明一批交易的有效性，然后将这个证明提交给主链，成本极低，速度极快（秒级确认），但技术复杂。
• Plasma (等离子体)：较早的侧链技术，目前使用较少。

交易吞吐量是决定一条区块链能否走向大规模应用的生命线，它不是一个孤立的数字，而是区块大小、出块时间、共识机制等多种技术设计相互权衡的结果。

• 比特币在安全性和去中心化上做到了极致，但牺牲了吞吐量。
• 以太坊作为行业标杆，正在通过 Layer 2（如 Rollups）和未来的 Layer 1（分片）来解决吞吐瓶颈。
• Solana等新兴公链则选择在去中心化上做出一定妥协，以追求极致的性能。

对于用户和开发者而言,理解不同链的吞吐量及其背后的技术原理，是选择合适平台进行开发和参与的关键，随着分片、Rollups 等技术的成熟，区块链的吞吐量问题将得到极大缓解，为构建真正的价值互联网铺平道路。