在以太坊生态系统中，最大的挑战之一是在资源严重制约（如 CPU、带宽、内存、磁盘空间）的情况下，如何实现低延迟和高吞吐量。

系统的去中心化是由网络中最弱的节点验证系统规则的能力所决定的。可以在低资源硬件上运行的高性能协议，可以被称为「可伸缩」。

在这篇文章中，我们将深入探讨当前「2 层解决方案」的原理、它们对应的安全模型，以及它们如何解决以太坊的可伸缩性问题。

如果你有兴趣了解更多关于前沿的以太坊的可伸缩技术，想要知道如何构建和架构此类系统，那么这篇文章或许对你有帮助。

在整个文章中，重要的关键词或概念会用粗体突出显示，这些都是你在学习加密货币知识的过程中会遇到的单词 / 术语。这个话题很复杂。也许读的过程中会感觉有点困惑，但只要坚持看完，相信将有所收获。

区块链资源需求

有三个因素会影响去中心化网络（如比特币和以太坊）中运行节点的资源需求：

• 带宽：下载和广播任何与区块链相关的数据的成本。
• 计算：在脚本或智能合约中运行计算的成本。
• 存储：为编制索引而存储事务数据的成本，以及为继续处理新的事务块而存储「状态」的成本。值得注意的是，存储「状态」（帐户余额、合约字节码、nonce 值）比存储原始事务数据成本更高。

衡量性能的方法有 2 种：

• 吞吐量：系统每秒可以处理的事务数量。
• 延迟：事务处理所需的时间。

比特币和以太坊这类新兴加密网络的理想属性是去中心化，但是使网络去中心化的构成要素是什么呢？

• 低信任度：这个属性可以让任何个人验证比特币的数量不会超过 2,100 万，或者说他们的比特币不会被伪造。独立运行节点软件的人员会计算最新的状态，并验证在此过程中是否遵循了所有规则。
• 低成本：如果节点软件的操作成本很高，个人将依赖可信的第三方来验证状态。高成本意味着高信任需求，这是我们首先想要避免的。

另一个需要的属性是可伸缩性：将吞吐量和延迟以超线性的方式扩展到运行系统的成本的能力。这个定义很好，但没有包含「信任」。因此，我们明确了「去中心化的可伸缩性」：在不显著增加系统信任假设的情况下实现可伸缩性。

放大来看，以太坊的运行时环境是以太坊虚拟机（EVM）。通过 EVM 运行的事务以不同的成本执行各种操作，例如，存储操作的成本高于添加操作的成本。事务中的计算单元称为「gas」，系统的参数设置为每个区块最多处理 12.5m gas，平均每 12.5 秒产生一个事务区块。因此，以太坊的延迟为 12.5 秒，吞吐量为每秒 100 万 gas。 (责任编辑：admin)