当提交到网络的生意业务数量高出其处理惩罚本领时，就会产生区块链网络拥塞。生意业务勾当增加、区块局限较小以及出块时间较慢城市导致网络拥塞。网络拥塞会导致生意业务手续费增加、生意业务确认速度减慢以及用户体验差等。2023年春季，与BRC-20代币相关的生意业务勾当激增，比特币网络变得十分拥堵，导致待处理惩罚生意业务数量和手续费飙升。
什么是网络拥塞？
当提交到网络的生意业务数量高出其处理惩罚这些生意业务的本领时，就会产生网络拥塞。这一现象有多种诱因，包罗市场颠簸性在内的外部因素，以及区块局限和出块时间等内涵网络特征。
在我们深入分解细节前，研究区块添加到区块链的进程至关重要。
区块链技能如何运作？
区块链是由区块构成的链，每个区块都包括用户建设的生意业务数据。每个添加到链上的新区块都是永久且不行改变的。
这些区块在去中心化网络上的节点上流传，每个区块都存储了一份区块链副本。区块链在暗码学和博弈论的浸染下形成了像比特币与以太币这样的加密钱币支柱。
为充实领略区块链网络为何会拥塞，我们需要摸索影响网络处理惩罚生意业务本领的要害观念：内存池、候选区块、确定性以及最长链法则。
什么是“内存池”？
内存池指包括在下一个区块中的未确认生意业务的荟萃。
譬喻，一笔生意业务在比特币网络上广播时，不会当即添加到区块链上。相反，它首先会进入“mempool”（内存池）（memory pool的缩写），本质上是所有待处理惩罚生意业务的期待区域。一旦某笔生意业务已确认，它将会从内存池中删除。
什么是“候选区块”？
候选区块，又称“提议区块”，是矿工或验证者提议添加到区块链中的区块。这些区块含已广播到网络但尚未添加到区块链上的未确认生意业务。
候选区块如要成为确认区块，则必需按照区块链的共鸣机制挖矿或验证。譬喻，比特币的事情量证明(PoW)共鸣机制让矿工彼此竞争，办理巨大的数学困难。第一个办理困难的矿工可以将他们的候选区块添加到区块链中并得到嘉奖。
以太坊的权益证明(PoS)共鸣机制是随机选择验证者来提议候选区块。由其他验证者证明区块的有效性。当一个区块的证明足够多时，该区块将从候选区块转变为确认区块。
什么是区块链的“确定性”？
确定性指生意业务或操纵无法再变动或取消。一旦生意业务告竣确定性，就将永远记录在区块链上，无法变动或删除。
在比特币区块链上，生意业务会广播到网络上并添加到内存池中。矿工从内存池中选择并验证生意业务，并将生意业务包括在要添加到区块链上的新区块中。包括在该区块中的生意业务被视为已确认，但理论上其他矿工仍有大概挖掘竞争区块。
生意业务简直定性跟着确认区块的数量的增加而增长。当特别六个区块被附加到含这些生意业务的区块中时，比特币生意业务凡是将被视为“确定”。以太坊的出块时间较短，因此发起举办多次确认以到达与“确定性”相似的信任程度。
什么是“最长链”法则？
如上所述，多个矿工可以在相似的时间段内出产新的有效区块。这大概会导致区块链呈现分叉。
“最长链”法则是指区块链的有效版本是投入最多计较事情的版本（凡是是由区块构成的最长的链）的原则。这将导致较短的链上的“有效”区块（凡是成为孤块或古老区块）被扬弃，所含的生意业务也将被退回内存池。
以太坊网络利用事情量证明(PoW)时，也回收最长链原则。2022年以太坊转变为权益证明(PoS)后，该网络回收了一种更新的分叉选择算法来权衡链的“权重”，即验证者投票的累积总和，投票权重由验证者质押的以太币余额举办加权。
是什么导致了区块链网络拥塞？
当提交到网络的生意业务数量高出其处理惩罚的本领时，就会产生区块链网络拥塞。
以下是大概导致区块链网络拥塞的几个原因：
需求增加
跟着向区块链提交生意业务的人越来越多，内存池中的未确认生意业务数量大概会高出单个区块中可以包括的数量。区块局限与出块时间有内涵限制的区块链尤其受此原因影响。
价值骤然颠簸大概会导致生意业务量增多，进而引起生意业务勾当激增或大局限的遍及应用周期。
区块局限小
每个区块链都有区块局限界说，即区块的最大局限。区块局限限制了一个区块可以包括的生意业务数量。
譬喻，比特币最初设计为区块局限限制为1兆字节(MB)。2017年，比特币举办了名为断绝见证即SegWit的进级，以增加生意业务吞吐量。此次进级理论大将区块局限限制增加到4MB。
假如生意业务数量高出此限制，就会导致网络拥塞。
出块时间慢
出块时间指新区块被添加到区块链上的频率。比特币约莫每10分钟添加一个新区块。假如以更快的速度建设更大都量的生意业务，则生意业务就会积存。
网络拥塞的效果是什么？
区块链网络拥塞大概会导致一些负面效果，阻碍网络的平稳运行。
生意业务手续费增加
按照嘉奖机制，矿工会优先思量所付手续费更高的生意业务。因此当区块链网络产生拥塞时，，用户凡是需要付出更高的生意业务手续费来鼓励矿工优先处理惩罚本身的生意业务。这大概会导致利用区块链的手续费比平时昂贵，尤其是处理惩罚小额生意业务时。
生意业务确认时间延迟
网络拥塞会导致生意业务确认和最终确定的期待时间增加。极度环境下，生意业务大概在数个小时、数天甚至更长时间内都无法确认。这大概会让用户感想失望。
用户体验差
高额的手续费与迟钝简直认时间大概会导致生意业务体验差，从而低落区块链的应用范畴与可用性。
市场颠簸
拥塞大概会放大不确定性并加剧市场颠簸。假如很多用户想出售一种加密钱币，但网络十分拥堵，处理惩罚这些生意业务需要很长时间，大概会导致用户惊愕，更想快速抛售他们的资产。
尚有诸如安详风险、网络中心化风险等其他效果。详细来说，确认时间大概会导致呈现双花问题的风险增加，而较高的手续费大概会导致挖矿力算力的中心化。
网络拥塞示例
比特币和以太坊网络都产生过严重的网络拥塞。
比特币网络拥塞
比特币在2017年底至2018年头价值飙升，导致了迄今为止最著名的网络拥塞事件之一。比特币溘然之间大受接待，导致了需求与生意业务飙升，进而造成了生意业务严重延迟以及生意业务手续费激增的现象。平均生意业务手续费一度高出50美元。
2023年春季，与BRC-20代币相关的生意业务勾当激增，比特币网络变得十分拥堵，导致待处理惩罚生意业务数量和手续费飙升。未确认的生意业务一度记录了400,000笔，导致内存池遭遇瓶颈。生意业务手续费在几周内增加了300%。
以太坊网络拥塞
以太坊网络拥塞的著名示例产生在2017年，其时“谜恋猫”项目走红，极大地低落了网络速度。去中心化金融(DeFi)的繁荣也曾引起网络拥塞，导致燃料费价值上涨。
任何区块链网络都大概会变得拥塞。但比特币和以太坊网络的拥塞较其他区块链来说更引人注目，因为二者更受接待、更重要，拥塞影响的范畴更广。
缓解网络拥塞的办理方案
区块链网络拥塞的办理是一个巨大的问题。要领有很多，但每种要领都各有其优缺点。
增加区块局限
增加区块局限后，每个区块可以处理惩罚更多笔生意业务，从而有效增加网络的吞吐量。但区块增大意味着在网络中需要更长的时间流传，增加了姑且分叉的风险；同时也需要更大的存储空间，导致越发中心化。
淘汰出块时间
淘汰出块时间可以使网络以更快的速度处理惩罚生意业务。然而，出块时间淘汰会增加孤块的数量，有大概危及安详。
Layer 2办理方案
链下办理方案处理惩罚主区块链以外的生意业务，并在链上记录其最终状态。比特币的闪电网络和以太坊的等离子体就是链下办理方案示例。这些办理方案可以提高可扩展性，但实施起来很巨大，而且会引起特另外安详问题。
分片
分片是将区块链分为较小的几个碎片的技能，每个碎片都能处理惩罚生意业务和智能合约。这一要领可以显著增加网络的容量。但与Layer 2办理方案雷同，分片增加了巨大性，大概会引起特另外安详风险。
其他有望办理网络拥塞问题的办理方案有手续费调解和扩展办理方案，包罗乐观汇总(Optimistic Rollup)和零常识汇总(Zero-knowledge Rollup)。普遍认为权益证明(PoS)共鸣机制比事情量证明(PoW)速度更快。
结语
区块链技能有望在将来几年实现更遍及的应用，因此网络拥堵问题会愈发突出。网络有效处理惩罚大量生意业务的本领对付其遍及应用与可用性至关重要。尤其对致力于促进及时日常生意业务的区块链系统越发重要。
在区块链网络拥塞带来了庞大的挑战的同时，社区在继承开拓缓解这些问题的办理方案。这也是针对加强区块链可扩展性的研究一直处于行业重要职位的原因。
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