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2017年比特币的区块大小接近1MB，这是比特币的一次巨大飞跃。然而，比特币链仍然只允许每秒处理7个交易，远远供应不上需求。在当今这个依赖即时满足的世界里，这个问题变得更加严峻。
尽管区块链技术有着前景广阔的影响，尤其是在金融和银行业，但正如以太坊(ETH)联合创始人维塔利克·布特林(VitalikButerin)所言，可扩展性三难困境是真实存在的。更准确地说，这意味着可伸缩性、安全性和去中心化这三个属性中只有两个可以同时实现;对其中任何一个方面的改进都会对另外两个方面的至少一个产生负面影响。
公共区块链的可扩展性对于整个行业来说至关重要。因此，全世界的区块链社区和组织都在尽力创建可扩展的解决方案来支持大量的节点。许多开源区块链项目都在处理这个问题。据报道，2016年GitHub上被创建了超过2.6万个开源区块链项目。然而，2017年这些项目中只有8%得到了积极维护。
从第0层到第一层到第二层
区块链体系结构由三层组成——底层(第0层)、链上(第1层)和链外(第2层);所有这些协议都是基于OSI(开放系统互连)模型结构，从基础协议到高级协议。
第0层可以看作是区块链技术的物理部分。然而，当涉及到更抽象的概念时，主要关注的是第1层，它涉及网络、数据和激励部分。第2层与智能合约和应用程序有关——可扩展性正式第2层所面临的。
可扩展性解决方案——状态通道和侧链
找到一种可以让可扩展性与安全、去中心化并行以缓解交易拥挤的技术是困难的。然而，这并不是不可能的。到目前为止，区块链已经存在可能的解决方案，它们各自具有不同的应用程序:状态通道和侧链，而且两者都需要解决与可扩展性相关的问题。
状态通道在本地区块链之外带来了一个临时的链外点对点交易路线。一旦交易在双方之间完成或达到其到期日期，或者任何一方将数据(初始和最终事务)同步到主链，结果将被记录回主区块链。通过这种方式，区块确认的过程加快了，用户的隐私得到了很好的保护。
然而，为了避免的风险，双方必须同时在线，这给这种特殊的扩展性解决方案带来了不便。虽然状态通道具有很强的隐私属性，但从长远来看，对所有参与者100%可用性的需求可能会被认为是一个缺点。
闪电网络
闪电网络是一个基于状态通道的应用，是比特币区块链挑战可扩展性的一种可能的解决方案。它负责从以前的层卸载和外包部分处理工作，这意味着并非所有事务都必须在本机区块链上发生。矿工只需要打包并上传闪电链中记录的初始和最终交易。通过设置一个交易外链渠道，该解决方案意味着每秒处理多达5万笔交易，这是比特币区块链社区最重要的功能。
闪电网络的核心在于在交易通道打开之前创建一种加密货币预存。作为违约补救交易，双方须将一定数额的硬币转移到定金中。但是，只有小额款项可以通过这个渠道及时转移。交易金额越大，违约救济交易的保证金金额越高。更重要的交易可能意味着重大损失，如果一方或双方没有连接到互联网，或付款被发送到错误的帐户。此外，闪电网络的外链操作牺牲了与去中心化系统相关的部分安全性。
侧链
侧链作为一种跨链解决方案，本地区块链(链a)的资产首先转移到侧链(链B)进行交易。一旦交易完成，资产将被转移回主链。从而减轻了主链的工作量，提高了主链的效率，从而提高了交易速度。
但是，由于主链无法验证侧链上的所有区块，只能通过其算法来确认和验证交易，用户交易的安全性难以保证——这是一个安全漏洞，可能会导致重大的经济损失。侧链中缺乏监管可能将打开一个缺口，危及到侧链的区块，并导致被攻击。
三难困境主要来自于区块链设计中不同组件的交互。比特币开发者一直在探索第二层解决方案，比如闪电网络，它能允许一些交易在链外发生；而以太坊的开发者更倾向于分片。
随着越来越多的机构看到了这种平衡行为的动力，看到公共区块链在安全、去中心化和可扩展并行的希望变得更加强大。
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