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- 📢 Gate广场专属 #WXTM创作大赛# 正式开启！
聚焦 CandyDrop 第59期 —— MinoTari (WXTM)，总奖池 70,000 枚 WXTM 等你赢！
🎯 关于 MinoTari (WXTM)
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📌 参与方式：
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内容不少于 100 字，形式不限（观点分析、教程分享、图文创意等）
添加标签： #WXTM创作大赛# 和 #WXTM#
附本人活动截图（如充值记录、交易页面或 CandyDrop 报名图）
🏆 奖励设置（共计 70,000 枚 WXTM）：
一等奖（1名）：20,000 枚 WXTM
二等奖（3名）：10,000 枚 WXTM
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📋 评选标准：
内容质量（主题相关、逻辑清晰、有深度）
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链下扩容方案深度剖析：State Channels、Sidechains及其应用
链下扩容深度解析
1. 扩容的必要性
区块链的未来愿景是去中心化、安全性和可扩展性,但通常只能实现其中两个,这被称为区块链的不可能三角问题。多年来,人们一直在探索如何在保证去中心化和安全性的前提下,提高区块链的吞吐量和交易速度,即解决扩容问题,这是当前区块链发展的热点话题之一。
区块链的去中心化、安全性和可扩展性可以简单定义为:
比特币网络的第一次重大硬分叉就源于扩容问题。随着用户数量和交易量增加,每个区块1MB的上限导致网络拥堵。2015年起,比特币社区就扩容问题存在分歧,最终导致2017年8月1日比特币发生第一次重大硬分叉,诞生了新币种BCH。
以太坊网络也选择牺牲了一部分可扩展性来保障安全性和去中心化。虽然没有像比特币那样限制区块大小,但变相通过限制单个区块的燃料费来限制交易量,目的都是为了实现无信任共识并确保节点广泛分布。
从2017年的CryptoKitties到后来DeFi、GameFi和NFT的兴起,市场对吞吐量需求不断增加,但以太坊每秒仅能处理15-45笔交易。这导致交易成本上升,结算时间变长,大部分Dapps难以承受运行成本,整个网络变得又慢又贵,区块链扩容问题亟待解决。理想的扩容方案是:在不牺牲去中心化和安全性的前提下,尽可能提高交易速度和吞吐量。
2. 扩容方案的类别
按照"是否改变一层主网"作为标准,我们可以将扩容方案分为链上扩容和链下扩容两大类。
2.1 链上扩容
核心概念:通过改变一层主网协议达到扩容效果的解决方案,目前主要方案是分片。
链上扩容有多种方案,此处简要列举两种:
方案一是扩大区块空间,增加每个区块打包的交易数量,但这会提高节点设备要求,降低去中心化程度。
方案二是分片,将区块链账本分成若干部分,不同节点负责不同记账,并行计算可以同时处理多个交易。这可以降低节点计算压力和加入门槛,提高交易处理速度和去中心化程度,但会降低整个网络的安全性。
改变一层主网协议的代码可能产生难以预料的负面影响,因为底层任何安全漏洞都会严重威胁整个网络的安全性,可能导致分叉或中断升级。例如2018年Zcash的通胀漏洞事件,团队花了8个月时间秘密修补后才公开。
2.2 链下扩容
核心概念:不改变现有一层主网协议的扩容解决方案。
链下扩容方案可以细分为Layer2和其他方案:
Layer2:
其他:
3. 链下扩容的方案
3.1 State Channels
3.1.1 概要
状态通道规定只有在通道打开、关闭或解决纠纷时,用户才需要与主网交互,将用户之间的交互放在链下进行,以此降低交易时间和成本,实现不受限制的交易次数。
状态通道是简单的P2P协议,适合"基于回合的应用程序",如两人国际象棋游戏。每个通道由主网上的多签智能合约管理,控制存入的资产,验证状态更新,并仲裁争议(根据带签名和时间戳的欺诈证明)。参与者在网络部署合约后存入资金并锁定,双方签名确认后通道正式开通。通道允许参与者进行不限次数的免费链下交易(只要转账净值不超过存入总额)。参与者轮流发送状态更新并等待对方签名确认。正常情况下,双方同意的状态更新不上传主网,只有争议或关闭通道时才依赖主网确认。关闭时,任一方可在主网提出请求,如获全员签名批准则立即执行,否则需等待"挑战期"结束才能收到资金。
状态通道可以大大减少主网计算量,提升交易速度,降低交易成本。
3.1.2 时间线
3.1.3 技术原理
传统链上工作流程:用户通过向链上发送交易来改变智能合约状态,缺点是会带来时间和成本问题。
状态通道工作流程:
悲观情况下的工作流程:
3.1.4 优缺点
优点:
缺点:
3.1.5 应用
主要应用包括比特币闪电网络、以太坊雷电网络和Celer Network。
比特币闪电网络:
以太坊雷电网络:
Celer Network:
3.1.6 应用比较
比特币闪电网络:
以太坊雷电网络:
Celer Network:
3.2 Sidechains
3.2.1 概要
侧链概念首次于2012年在比特币开发人员聊天室中提出,2014年由Blockstream研究员撰写第一篇相关文章。侧链是为加快比特币交易而出现的一种区块链形态,可使用更复杂的合约或改善共识机制。侧链的交易结果最终传送回主链时,会记录在验证者端。这种区块链模式并非新的形态,而是附着于主链并协助解决问题的基础建设。
3.2.2 时间线
3.2.3 技术原理
侧链主要有双向锚定和不协调锚定两种方式与主链沟通。
双向锚定(Symmetric Pegged):
不协调锚定(Asymmetric Pegged):
当前越来越多侧链选择使用PoA机制或Relayers来确认主链区块状态。
侧链机制总结:
侧链资产安全性取决于侧链共识机制的安全性。
3.2.4 优缺点
优点:
缺点: