風(fēng)險提示：理性看待區(qū)塊鏈，提高風(fēng)險意識！
以太坊擁堵是一個老生常談的問題了。為什么會堵?原因很簡單，道窄車多。道窄的問題，是區(qū)塊鏈公鏈系統(tǒng)的共性問題。技術(shù)上，作為一個分布式共識系統(tǒng)，區(qū)塊鏈系統(tǒng)不可能實(shí)現(xiàn)公平性、效率和安全性的同時最優(yōu)。隨著計算節(jié)點(diǎn)越來越多，采用比拼算力的POW算法，為了保證全網(wǎng)共識的公平性，計算效率肯定很難提上來。車多的問題，是以太坊自身的優(yōu)勢形成的。除了比特幣系統(tǒng)，在所有公鏈系統(tǒng)中，以太坊擁有多項(xiàng)第一，節(jié)點(diǎn)數(shù)最多、dapp應(yīng)用最多、支持token最多、交易所上市交易的token最多、開發(fā)人員最多等等。這種優(yōu)勢，體現(xiàn)為token項(xiàng)目推出的高效率、低成本和更快的ICO速度，短時間內(nèi)沒有任何一個公鏈能夠超越這種優(yōu)勢。所有ICO項(xiàng)目都爭先恐后的在以太坊上發(fā)行基于ERC20的token，以太坊上跑的合約越來越多，能不堵嗎?
以太坊上一次大規(guī)模的擁堵是在2017年12月份，因?yàn)榧用茇埢馃幔瑢?dǎo)致以太坊網(wǎng)絡(luò)擁堵。
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想必大家都知道2018年熱度非常高的新興交易所Fcoin，它用“挖礦即交易”的玩法，強(qiáng)行上位，一度成為交易量最大的交易所，成為幣圈焦點(diǎn)。Fcoin火起來之后，推出了自己獨(dú)特的上幣機(jī)制，不需要上幣費(fèi)，但是需要各項(xiàng)目方社區(qū)成員去注冊Fcoin交易所，然后充值相關(guān)代幣，哪個代幣充值的賬戶多，就可以獲得上幣機(jī)會。就是因?yàn)檫@個舉措，導(dǎo)致以太坊網(wǎng)絡(luò)的擁堵：由于Fcoin火爆，項(xiàng)目方都想上幣，那么就要鼓動社區(qū)成員去存幣，所有人都這么玩，以太坊因此就堵了。
以太坊的共識算法是工作量證明，然而這種算法最大的弊端就是網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)需要去逐步驗(yàn)證每一筆交易。
假設(shè)現(xiàn)在以太坊網(wǎng)絡(luò)有100筆交易，那么所有節(jié)點(diǎn)去驗(yàn)證這100筆交易信息;如果交易筆數(shù)越多，那么就需要更多的時間去驗(yàn)證這些交易。
更關(guān)鍵得是，以太坊中的每個區(qū)塊能承載的轉(zhuǎn)賬信息是有限的，突然增加這么多轉(zhuǎn)賬的時候，很多轉(zhuǎn)賬都上不了這個區(qū)塊的車，那么就只能繼續(xù)等下個區(qū)塊，甚至是下N個區(qū)塊。于是網(wǎng)絡(luò)就擁堵了。最后，礦工都是逐利的，誰給的手續(xù)費(fèi)多，礦工就選擇讓誰上“區(qū)塊之車”，為啥你的轉(zhuǎn)賬總是失敗呢，是因?yàn)槠渌私o的礦工費(fèi)高，礦工費(fèi)給低了的你到當(dāng)然“上不了車”。
綜上，以太坊擁堵的根本原因是其底層的架構(gòu)有問題，如果有大量轉(zhuǎn)賬涌入，就會導(dǎo)致有大量轉(zhuǎn)賬處于等待狀態(tài)，網(wǎng)絡(luò)就會擁堵，礦工費(fèi)也會隨之上漲。
Vitalik和以太坊社區(qū)開發(fā)者已經(jīng)在想各種擴(kuò)容的辦法，POW向POS共識算法升級、跨鏈、雷電網(wǎng)絡(luò)、分片等等。
共識算法轉(zhuǎn)變到POS是V神和社區(qū)一直想做的事情。畢竟基于POW算力的共識，所有的節(jié)點(diǎn)同時只能做一件事，整個網(wǎng)絡(luò)能夠處理的任務(wù)量是非常有限的，嚴(yán)重受制于網(wǎng)絡(luò)中單個節(jié)點(diǎn)所能處理任務(wù)的上限。即使對區(qū)塊大小進(jìn)行擴(kuò)容，由于存在全網(wǎng)共識，效率提升的作用也是有限的。POS看起來是正確選擇。但是，把POW換成POS，也會產(chǎn)生新的問題，比如所謂“無利害關(guān)系”問題，即在POS機(jī)制下，惡意的節(jié)點(diǎn)驗(yàn)證者可以在沒有任何損失的情況下去把自己的幣押在分叉鏈上推動硬分叉，這是一個重大缺陷。為此，以太坊開發(fā)者們提出了Casper協(xié)議(以太坊的POS協(xié)議)，在這個協(xié)議下，驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)需要在網(wǎng)絡(luò)上押一定比例的以太幣作為保證金，如果出現(xiàn)驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)的“無利害關(guān)系”作惡行為，系統(tǒng)將扣除保證金作為懲罰。分片技術(shù)被Vitalik和很多以太坊開發(fā)者認(rèn)為是解決以太坊性能的主要解決方案，分片技術(shù)是將以太坊網(wǎng)絡(luò)劃分成若干能夠處理交易的較小的分片網(wǎng)絡(luò)，不同的驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)會因?yàn)椴辉谕环制謩e執(zhí)行不同的任務(wù)，因此如果整個網(wǎng)絡(luò)擁有了100個分片，那么整體的處理性能將會是原來的100倍。
但是，在POW的機(jī)制下，如果網(wǎng)絡(luò)被分成了100個分片，分片很容易被惡意礦工掌控，因?yàn)楣粽咧恍枰?%的hash算力就可以完全控制一個分片。因此，分片技術(shù)應(yīng)用的前提也是從POW向POS算法的轉(zhuǎn)變。但在這么大的生態(tài)體系上做POS算法的切換，是一個很難達(dá)成共識的事情，Casper協(xié)議的轉(zhuǎn)換也是一拖再拖。以太坊擁堵的事情，正好能夠加速這一進(jìn)程。
2018年5月，以太坊社區(qū)已經(jīng)正式發(fā)布了Casper的第一個版本Casper FFG。在Casper FFG一旦被實(shí)施后，以太坊將會先進(jìn)入一個POW+POS混合挖礦的階段，這個階段大多數(shù)的區(qū)塊仍然是通過POW來產(chǎn)出，有1%的區(qū)塊會開始交給POS節(jié)點(diǎn)，讓整個網(wǎng)絡(luò)以較為平緩的方式向POS來進(jìn)行過渡?？傊?，Vitalik和以太坊開發(fā)者在以太坊性能問題上的努力還要加油!
以太坊網(wǎng)絡(luò)的每步操作都需要消費(fèi)Gas，這些Gas是用ETH來支付的;那么Gas的價格應(yīng)該怎么算呢?
Gas由兩個部分組成：Gas Limit(限制)* Gas Price(價格)。簡單地說，Gas Limit 相當(dāng)于汽車需要加多少汽油， 而Gas Price相當(dāng)于每升汽油的價格。
Gas Price的單位是Gwei，而且1ETH=1e9Gwei(10的9次方)。Gas Limit的含義是用戶愿意為執(zhí)行某個操作或確認(rèn)交易支付的最大Gas量。以太坊為防止某些錯誤或者惡意的智能合約消耗掉用戶大量手續(xù)費(fèi)，所以對默認(rèn)Gas上限做了限制。但是有些合約的確會消耗大量的Gas，所以需要手動設(shè)置上限。
在以太坊網(wǎng)絡(luò)遇到擁堵的時候，看到轉(zhuǎn)賬一直處于待打包的狀態(tài)，那么如何才能知道網(wǎng)絡(luò)狀況呢?通過Ethereum Pending Transactions Queue這個網(wǎng)站，就可以看到當(dāng)前整個網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)賬打包的情況。而且在網(wǎng)絡(luò)擁堵的時候，除非確認(rèn)了該筆轉(zhuǎn)賬交易失敗，否則不要重復(fù)發(fā)送交易。
以太坊網(wǎng)絡(luò)擁堵，什么幣交易轉(zhuǎn)賬受影響?
TH轉(zhuǎn)賬交易肯定會受到影響。除此之外，所有基于一塌方ERC20標(biāo)準(zhǔn)的Token，都會受到同樣的影響。
除了設(shè)置曠工費(fèi)還有哪些方法?
雖然我們可以通過調(diào)整礦工費(fèi)，來完成轉(zhuǎn)賬，但這都是治標(biāo)不治本的方法。
如果網(wǎng)絡(luò)真的擁堵了，必須提高礦工費(fèi)，你的交易才可能被及時打包。關(guān)鍵問題在于，以太坊的這種擁堵方式，很難被用于主流場景。于是，從本質(zhì)來看，我們需要解決的是以太坊的擴(kuò)容問題。說到擴(kuò)容，現(xiàn)在的解決方案主要有以下三種。
首先是分片技術(shù)：如果說以太坊堵是因?yàn)椤奥凡粔驅(qū)挕?，那么多修幾條路，同時給車走，是不是就能緩解擁堵問題?就像上文所說，以太坊上節(jié)點(diǎn)的驗(yàn)證是線性的，而分片可以讓節(jié)點(diǎn)同時運(yùn)行，因此提高了整體區(qū)塊鏈可以處理的每秒交易。有了分片，以太坊網(wǎng)絡(luò)可以分成很多組節(jié)點(diǎn)。每組都是一個分片，并且每個分片都會處理組內(nèi)的交易。這就可以讓分片同時地處理不同的交易?，F(xiàn)在以太坊是想用分片來作為擴(kuò)容方案，而最近非常火的項(xiàng)目Zilliqa也是分片界的高手。
其次是Plasma：分片可以認(rèn)為是直接在鏈上進(jìn)行擴(kuò)容，那么Plasma可以算是鏈下的擴(kuò)容。交易并不是在以太坊主網(wǎng)上進(jìn)行。Plasma可以讓很多區(qū)塊鏈子鏈從原來的區(qū)塊鏈上分離出來。因此，每個子鏈都能處理和維護(hù)它自己的轉(zhuǎn)賬記錄，當(dāng)然這是基于根鏈的底層安全性。這種方案可以使所有子鏈分配區(qū)塊鏈上的所有轉(zhuǎn)賬信息，從而使得速度和效率可以最優(yōu)化。想象有一根大樹，樹干上有很多分支，這些分支都可以獨(dú)立地進(jìn)行運(yùn)算，最終只需要將結(jié)果保留到主要的樹干上就行，而不是將任何事情都丟給樹干，如此當(dāng)然可以大幅度地提高計算速度。
再就是雷電網(wǎng)絡(luò)：雷電網(wǎng)絡(luò)是另一種鏈下擴(kuò)容的解決方案，它可以讓兩個節(jié)點(diǎn)之間開通一個“狀態(tài)通道”，這是用戶間的雙向通道。交易信息會在兩個節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行，同時會由各方簽名來保證交易的不可篡改性。雷電網(wǎng)絡(luò)是專門為經(jīng)常性支付使用的，對于日常支付而言，是非常有好處的，而且可以大幅度地降低每筆交易的燃料費(fèi)用。
除了在以太坊上進(jìn)行修改，當(dāng)然也有另起爐灶的解決方法。最典型的例子，就是EOS。既然問題在于底層算法，那我們就改了唄。于是EOS提出了DPOS算法，通過將網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)縮小到21個，來大幅提高每秒轉(zhuǎn)賬數(shù)量，現(xiàn)在EOS的TPS峰值可以達(dá)到1000以上，遠(yuǎn)超以太坊每秒20筆的確認(rèn)速度。除了EOS，現(xiàn)在很多公鏈項(xiàng)目會提出各種創(chuàng)新的共識算法，來解決此問題，以太坊自己也提出了改進(jìn)的權(quán)益證明算法Casper，希望使用完全的權(quán)益證明，來徹底解決以太坊擁堵問題。
雖說現(xiàn)在以太坊擁堵的情況還不能完全改變，但是大家都在朝這個方向努力，相信在不遠(yuǎn)的將來，區(qū)塊鏈的擁堵定會解決，從而為大規(guī)模應(yīng)用打下堅實(shí)的基礎(chǔ)，讓我們拭目以待吧!
