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每秒交易数(Transactions Per Second:TPS)详细拆解

每秒交易数(TPS)是指计算机网络每秒可以处理的交易数量。TPS是衡量不同区块链和其他计算机系统速度的关键指标。然而,TPS并不是用来衡量区块链速度的唯一指标。许多人认为,虽然TPS很重要,但最终性实际上是一个更重要的指标。最终性是指交易一旦确认并添加到区块链中,就永远不会改变,前提是网络没有受到成功的攻击。

区块链TPS不是静态的,通常在一定范围内测量。这是因为当前交易量越高,区块链处理数据的速度就越慢,导致每秒交易数减少。虽然每家宣称的都比较高,但实际应用,远不能达到预期的水准,这也是大部分链上层的应用无法大规模应用的主要原因。
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工作量证明(PoW)与权益证明(PoS)区块链的TPS比较

工作量证明(PoW)是最初的区块链共识机制,至今仍被比特币和几个比特币分叉币,如比特币现金所使用。PoW共识要求节点解决日益复杂的数学方程式,以获得挖掘下一个区块和获得挖矿奖励的权利——并且竞争验证一个区块的节点越多,方程式变得越复杂。大规模比特币挖矿需要大量的计算机处理器“农场”,称为ASIC(特定应用集成电路)。这使得比特币挖矿随着网络的持续增长变得越来越昂贵和能源密集。

比特币的工作量证明被认为是非常安全的共识机制,因为在工作量证明网络上执行51%攻击的成本非常高,因为验证任何规模的PoW网络上的区块都需要高水平的计算资源。例如,在比特币网络上执行51%攻击可能需要建立价值数十亿(如果不是更多)的ASIC。

与工作量证明相比,权益证明共识允许显著更高的可扩展性水平,因为交易可以更快地得到验证。权益证明不需要节点解决复杂方程式;相反,节点根据它们质押的区块链原生代币的数量(而不是它们的挖矿/哈希能力)来竞争验证交易。然而,这确实导致了潜在的安全风险,因为购买51%的区块链原生代币通常比建立大规模挖矿操作更容易。

证据表明,所有PoS网络都显著更快——或者至少有潜力显著快于PoW网络,正如我们将在下一篇文章部分讨论的那样。

区块链每秒交易数(TPS)与区块链最终性

虽然每秒交易数是衡量区块链速度的重要指标,但它可能不是最重要的指标。事实上,许多人认为区块链最终性实际上是衡量区块链速度的更好指标。虽然TPS衡量区块链每秒可以处理的交易数量,但最终性时间衡量交易一旦被确认并添加到区块链中,变得不可逆转所需的时间。这意味着,直到交易达到完全最终性,它理论上可以被逆转,尽管这种情况很少发生。

在比较TPS与最终性时间(有时称为TTF)时,最终性时间总是显著慢于TPS。例如,以太坊的TPS通常在15-25之间,但交易在网络中实际被最终确定可能需要大约15分钟。比特币交易甚至需要更长的时间,大约60分钟才能达到最终性。

还应注意,区块链最终性不一定是非黑即白的概念。事实上,大多数区块链网络只显示“概率性交易最终性”。这意味着交易不会立即被最终确定,但随着额外区块的确认,交易逐渐变得更最终(和更不可变)。

哪个是最快的链?

确定哪个区块链在绝对意义上是最快的可能很困难,这在很大程度上取决于如何真正衡量速度。如果按实际交易每秒来排名,Cosmos可以被认为是最快的链,其主网在现实世界条件下达到了大约10,000 TPS。Hedera也有类似的实际最大TPS,也大约在10,000左右。如果我们考虑理论TPS,许多链可能被认为是更快的,包括Aptos,在测试中达到了高达160,000 TPS,以及Solana,在测试中达到了大约710,000 TPS。

然而,如果我们考虑最终性作为衡量区块链速度最重要的因素,Avalanche可能是最快的链,其记录的最终时间低至大约0.15秒。因此,决定哪个区块链是最快的取决于用于衡量速度的指标。在单个区块链能够达到最高的TPS、理论TPS和最低的最终性时间之前,加密社区可能会继续辩论哪些链是最快的,这可能会持续多年。

区块链TPS与Visa TPS和万事达卡每秒交易数比较

许多人将区块链交易速度与传统金融网络的速度进行比较,特别是Visa,它拥有世界上最快的金融交易系统之一。许多人声称Visa可以处理高达24,000笔交易每秒,一些分析师声称该网络至少在理论上可以扩展到高达65,000 TPS。然而,其他分析师认为其真实速度更接近1,700 TPS,远低于24,000。

然而,Visa并不是唯一一个在交易速度上与区块链相比较的信用卡公司。万事达卡的每秒交易数目前估计约为5,000,这使其远远低于Visa的理论最大值,但远高于比特币和以太坊(以及速度中等的链,如Ripple)的速度,但低于像Cosmos这样的高速链。

区块链TPS与SWIFT TPS比较

除了将区块链速度与信用卡网络进行比较外,许多人还将区块链TPS水平与SWIFT(全球银行金融电信协会)进行比较,SWIFT是银行和其他金融机构用来执行全球金融交易的领先消息网络。确切的SWIFT网络TPS可能难以衡量。然而,我们可以根据现有数据进行一些有根据的估计。在2022年12月,SWIFT记录了令人印象深刻的4480万笔每日交易(总计超过6万亿美元),这意味着网络可能执行略多于每秒500笔交易。

然而,应当注意的是,SWIFT网络在过去几年中已经开始迅速整合区块链技术。最突出的是,Ripple区块链是少数几个目前符合ISO 20022标准(ISO 20022是SWIFT网络的最新消息格式)的链之一。这意味着可以使用Ripple区块链执行SWIFT交易,实现显著更快的交易时间,特别是考虑到Ripple的平均TPS为1,500,大约是传统SWIFT网络的三倍。一些高度投机的分析师甚至估计,如果所有SWIFT交易的10%通过Ripple区块链进行,XRP的价格可能会飙升至10,000美元,使其成为世界上市值最大的加密货币。

TPS是衡量区块链速度的重要指标,但远非唯一指标

随着区块链技术的不断发展,区块链正在变得越来越快——而每秒交易数(TPS)目前是衡量区块链速度最受欢迎的指标。

虽然像比特币和以太坊这样的早期链提供相对较低的每秒交易数,像Cosmos这样的链在现实世界条件下已经达到了高达10,000 TPS。然而,区块链TPS并不是衡量区块链交易速度和吞吐量的唯一指标,正如我们所讨论的,许多人认为区块链最终性(交易通常不能改变的时间)是衡量区块链交易速度的更重要指标。

随着区块链在TPS和最终性方面不断改进,区块链的可扩展性也将继续增加,允许区块链与Visa和万事达卡等传统数字网络竞争,使区块链能够更好地处理各种现实世界的应用。

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