区块链可扩展性案例分享：EVM（以太坊虚拟机）+多链技术

可扩展性问题简单来说就是TPS太低。 TPS表示系统每秒可以处理的服务数量，是衡量一个系统吞吐量的核心指标。 它的公式是：

TPS = 系统并发数/平均响应时间

从上面的公式可以看出，一定处理时间内系统的并发数决定了TPS的大小。

区块链的TPS之所以难以提升，是因为区块链需要保持足够的去中心化。 在去中心化的部署架构下，按照一定的规则对数据进行验证是一个比较耗时的工作。

为了解决公链性能不足的缺陷，各公链项目正在从侧链、跨链、分片等方面着手寻求技术突破。

比如BCH区块大小从1M扩容到8M，就是典型的链扩容方式。 通过增加区块容量来提高交易处理能力，希望在交易量大的情况下保证快速交易并保持低交易量。 手续费。 但是，更大的区块会带来更多的孤块生成风险，从而影响系统的整体性能和安全性。 同时，也可能对矿工的带宽提出新的要求，造成对中心化的过度依赖。

再比如，火爆的EOS，一直以来都标榜着水货百万级别。 主网上线后，研究人员承载的服务器TPS测试结果不到1000，在DPOS正常运行的情况下，最新数据显示已经达到3000+。 考虑到并行的情况，有研究表明，相对中心化的EOS最终的TPS应该在千级，离它并行百万的愿景还有很长的路要走。

9月13日，笔者在YouTube上看到PCHAIN测试网上线直播，PCHAIN测试网TPS峰值达到123424。

应该说TPS峰值是没有经过压力测试的值，能否支撑高并发、高吞吐的复杂业务环境还有一定的不确定性。 不过，笔者认为PCHAIN的方案在解决区块链的可扩展性问题上还是值得借鉴的。

根据白皮书，PCHAIN是一个支持EVM（以太坊虚拟机）的原生多链系统。 不闭环、依赖外部数据等问题。

1.通过EVM（以太坊虚拟机）提高可扩展性

自以太坊成功以来，智能合约成为区块链项目的核心，几乎所有新的区块链项目都支持智能合约。 但也因为智能合约，区块链项目引发了很多安全和性能问题，比如过去著名的ETH DAO、美图项目、EOS超级节点等安全事件。

Blockchain EVM全称Ethereum Virtual Machine，是以太坊智能合约管理、开发和部署的综合工具，可以看作是PC的虚拟机。 EVM相当于一个系统核心或节点，将指令封装到CPU中，屏蔽底层操作系统，智能合约在其上“运行”，保证了系统的封闭性和可追溯性。

PCHAIN兼容EVM的多链协议，使用Solidity和EVM在主链和子链上进行智能合约。 EVM 支持允许从以太坊网络迁移现有的 DApp，以充分利用多链系统提供的更高的多功能性。 开发人员可以更轻松地转向专门为 PCHAIN 构建 DApp，使用他们已经精通的相同编码语言。

与PCHAIN相比，其他多链系统不提供支持EVM的能力，通常基于NodeJS、Java或互联网编程语言等传统软件和虚拟环境进行计算。 基于传统的语言，笔者认为可能存在一些缺陷：一方面，他们没有很好的定价机制，因此系统很容易陷入死循环而停止； 另一方面，也使得智能合约的整个过程无法追踪。

2. 支持多链和子链，可灵活适应复杂的应用平台接入

目前，大多数传统的区块链系统都是单链系统。 比如大家熟知的比特币和以太坊系统就是典型的单链系统。

单链系统的设计简洁大方。 然而，包括比特币和以太坊在内的单链系统在大规模区块链应用中遇到了性能瓶颈。 如果不进行扩展，他们就很难像传统的互联网应用程序级流量那样有效地处理事务。 于是，自然而然的诞生了多链和侧链的想法。

PCHAIN 是一个有多条子链的系统。 有点类似于侧链，是比特币核心团队提倡的一个众所周知的概念，允许一条区块链（称为侧链）“挂钩”到另一条区块链（主链），以便它们可以通过某种方式进行交互。

示例：如果要为单链系统（如比特币）添加智能合约支持，一种方法是启动一个支持智能合约的新区块链并将其“对等”到比特币主链。 “挂钩”的工作方式大致如下：为了运行智能合约，需要将一些比特币转移到特定地址。 一旦币到位，就会触发“挂钩”，智能合约就会在侧链上运行。

我们也可以把每条子链想象成一个 Chrome 扩展（比如下载管理器）区块链和以太坊的关系，主链想象成一个 Chrome 浏览器。 如果有人破解并窃取了子链中的所有代币，主链或其他子链不会受到任何影响。

此外，通过采用子链和多链技术，如果主链出现拥堵，系统可以通过调度算法自动将相关智能合约转移到子链上，从而缓解主链的流量压力。 在这个多链系统中，大多数情况下，衍生链之间不需要通信。 一方面大大降低了通信成本，另一方面非常容易形成流水线结构，使得不同子链之间的通信和计算完全可以并行化。

因此PCHAIN交易处理速度可以随着多链系统中子链的数量线性增加区块链和以太坊的关系，PCHAIN系统在普通机器上可以获得更高的整体TPS。 这使得PCHAIN能够支持大规模的区块链应用。

思考

事实上，区块链的每一种扩容方案都有利有弊。 EVM以太坊虚拟机屏蔽了底层操作系统，智能合约“运行”在其上，保证了系统的封闭性、可追溯性和安全性，但也带来了灵活性不足。 目前还不适合将一些非常复杂的操作（比如自定义密码学）直接集成到以太坊虚拟机中。

多链和侧链技术的引入也带来了新的技术风险，给系统的稳定运行带来了不确定性。

本文由 Txy_in 原创。 Txy_in 是区块链专家和技术爱好者。 专注于区块链区块链项目底层研究。 请留言联系我们。

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