以太坊扩展性挑战：高额交易费如何阻碍DeFi普惠金融发展

导读： 一览以太坊扩展性的挑战。...

在当今的区块链领域，高额的交易费使得众多用户都感到非常痛苦。而这背后的核心问题其实是可扩展性存在不足。接下来将为你详细地进行剖析。

可扩展性限制问题

可扩展性目前成为了区块链发展的最大阻碍。并且，还存在着确定性时间较长、容易出现抢先交易、跨链互操作性差等情况。例如在一些热门的区块链项目里，交易确认时间常常会达到十几分钟甚至更久，这对用户体验和实际应用效率产生了严重的影响。

比特币中有一种操作叫 SPV 挖矿，这种操作使得矿工在未完成一个区块验证的情况下就能立刻开始寻找下一个区块，然而他们只能加入空区块。这在一定程度上体现了区块链在处理能力和扩展性方面的局限性。

高额交易费成因

根本原因在于网络和处理存在延迟，这使得矿池没有最新的状态可供使用。因为此原因，导致交易处理效率低下，进而使得费用不断增加。比如在某些交易高峰期，以太坊网络的交易费会大幅上升。

实际上，矿工按照“高 gas 费优先原则”来打包交易，原因是这样做能获得最高利润。这就导致高价值交易充斥在网络中，高价值的使用会把低价值的使用排挤掉，使得便宜的游戏类非同质化代币（NFT）交易减少，而大额的 DeFi 交易则增多了。

现有初步解决办法

一个不太让人满意的简单解决方案是，使矿池变得更中心化，如此一来最近的状态便能集中起来。不过，这种方式与区块链去中心化的初衷相违背，并且还有可能引发新的安全隐患以及垄断问题。

矿池运营者除了进行硬分叉之外，还有重要的治理责任。他们能够设置以太坊 gas 上限。在以太坊早期，矿工设定 gas 上限的方式是“补缺解决方案”，其目的原本是通过增加 gas 供应来减轻高交易费带来的压力，然而实际效果并不佳。

交易状况的研究

根据提案 EIP - 1559，长期来看一直存在固定的 gas 发行率。这就表明 gas 价格会不断上升，直至需求变得足够小。2019 年，Perez 和 Livshits 对这种糟糕的情况进行了研究。研究结果显示，在同等 gas 成本的情况下，处于糟糕状态时的交易速度比正常交易速度要慢上百倍。例如，在某些特定的时段，以太坊上的交易处理速度出现了急剧的下降。

图中的数字意味着下个区块内可打包交易的最低价格，通过它我们可以直接看到交易的门槛。随着价格逐渐上升，很多小额交易不得不退出，这对区块链应用的多样性产生了影响。

以太坊的局限与应对

存储与检索成本取决于链上状态的大小，并且以太坊状态的大小一直在持续增长。这就给以太坊的性能带来了更大的挑战，同时交易费也跟着升高了。比如在以太坊上的一些 DApp 应用，随着用户数据的增多，其存储成本在不断地上升。

计划中的柏林硬分叉正在考虑对一些特定操作的 gas 成本进行变更。不过，这仅仅是局部的调整，在解决根本的可扩展性问题方面还远远达不到足够的程度。与此同时，好的方面在于 Layer 2 扩展解决方案倾向于轻量存储并且具有高计算量，看起来更具优势。

层级别解决方案

Layer 1 解决方案的目标在于构建扩展性更为良好的以太坊。Layer 2 解决方案的目的是在以太坊的基础之上构建具备更强可扩展性的基础设施。比如，Eth1x 所要做的事情就是对现有的以太坊性能进行提升。

从实际情况去看，最简单的那个解决方案是让所有协议在每个分片里都部署独立的实例，并且让套利者能够保持相互之间的同步。或许能够将性能足够的单独同步分片纳入到所有的 DeFi 交易中，如此一来就不用再担心并发方面的问题了。

你觉得哪种解决方案最有希望解决区块链在可扩展性以及高额交易费方面的问题？欢迎在评论区留下你的看法。要是你觉得本文对你有帮助，那就请点赞并且分享！