如何解決以太坊的區(qū)塊擴(kuò)容困擾

作為市值第二的老大哥的以太坊，經(jīng)常被拿來和比特幣比來比去。不知你是否發(fā)現(xiàn)，和比特幣擴(kuò)容事件此起彼伏的熱鬧場面相比，以太坊似乎沒有過類擬的區(qū)塊擴(kuò)容困擾，要知道，從2017年開始，以太坊的交易量同樣也快速增長，那以太坊又是怎么搞定這個問題的呢？

我們先來看下以太坊的區(qū)塊大小變化情況（如下圖）。3月19日，以太坊區(qū)塊的平均大小為21345Bytes，約為0.02M（平均出塊時間為15秒）。

可見，以太坊的區(qū)塊大小是不固定的，背后的原因，在于它采用了完全不同于比特幣的做法。

比特幣的轉(zhuǎn)帳交易是統(tǒng)一格式，可以用固定的區(qū)塊大小來規(guī)范。以太坊則不同，V神（以太坊的創(chuàng)立者）將區(qū)塊鏈視為世界計算機(jī)，在比特幣基礎(chǔ)上，以太坊實現(xiàn)了智能合約，這就意味著，除了和比特幣有同樣的轉(zhuǎn)帳功能外，以太坊網(wǎng)絡(luò)中更多的是要為大量程序提供運(yùn)算服務(wù)。

以太坊網(wǎng)絡(luò)中不同的事務(wù)，所需要的計算成本各不相同。

舉個例子，對于轉(zhuǎn)帳交易類事務(wù)，以太坊網(wǎng)絡(luò)的處理是相對一致的；而對于一個有Bug的程序來說，很可能會消耗掉大量的算力（比如程序中存在無限循環(huán)運(yùn)算時）。以太坊明確了每筆操作會有個最低算力消耗值，而智能合約的算力消耗量則在最低消耗值基礎(chǔ)上，還需要加上所有代碼執(zhí)行的算力。實際消耗的算力只有在實際使用時才能確認(rèn)。

因此，以太坊中每筆交易的大小是不確定的。如果需要用一個相對固定的參數(shù)來規(guī)范以太坊區(qū)塊的話，最直觀的就是固定每個區(qū)塊中所包含的算力了。這個值由礦工在每個區(qū)塊中的GAS LIMIT（單位：gas）參數(shù)來表示，每個交易提交時也會有算力需求（單位：gas），乘以算力gas的價格（單位：gwei/gas），就是交易成本了（單位：gwei，gwei和eth類似于比特幣里的 聰 和BTC的關(guān)系：每 eth = 10^9 gwei）。

目前gas price和每個區(qū)塊里的GAS LIMIT數(shù)值如下圖：

提交每筆交易時，需要附加愿意付出的最多成本，礦工在打包時，會遵循以下規(guī)則：

· 利益導(dǎo)向——哪筆交易給的酬勞高，會優(yōu)先打包誰的，直到區(qū)塊中包含的算力值（gas limit）消耗殆盡；

· 多退少不補(bǔ)——按實際算力收取費用，但如果給的不夠，打包時則不會將計算結(jié)果提交到鏈上，費用也會全部收?。抗P事務(wù)的最低算力消耗值則為21000gas）。

在理解了上述規(guī)則后，擴(kuò)容問題的解決就簡單了：為了避免出現(xiàn)比特幣類似的區(qū)塊擴(kuò)容爭議，以太坊協(xié)議允許礦工每次可以將上個區(qū)塊BGL值調(diào)整正負(fù)0.0976%（=1/1024 ），按平均每15秒出塊的頻率，以快速滿足網(wǎng)絡(luò)上快速變化的計算需求。

因此，在面對突來的交易激增時，以太坊表現(xiàn)出了較好的靈活性，比如在2017年6月29日，因1C0原因，交易量激增，以太坊在不到2個小時內(nèi)，就實現(xiàn)了33%的增長。

下圖是以太坊網(wǎng)絡(luò)每個區(qū)塊中包含算力的變化情況，從最早的3百多萬，到目前基本穩(wěn)定在8百萬gas中。在能提供的算力增長時，如有足夠的交易能消耗完，自然礦工會得到更多收益，但也需要礦工付出更多成本——更大的寬帶、更快的計算能力，所以這個過程雖然不需要多方爭議，但也受限于物理性能，客觀上不會一蹴而就。

總結(jié)：

以太坊通過在每個區(qū)塊中包括相對穩(wěn)定的算力而非區(qū)塊容量的大小，實現(xiàn)了對區(qū)塊的規(guī)范化管理；并用逐塊的算力調(diào)整機(jī)制（調(diào)整正負(fù)0.0976% ），以應(yīng)對交易處理量變化情況。

以太坊已經(jīng)完成了君士坦丁堡升級，你還會繼續(xù)看好以太坊嗎？為什么？