编者按：谈以太坊的文章很多，但是从投资的角度对其进行全面分析的不多。在这一点上，这篇文章把各方面对以太坊的讨论文章做了很好的总结，并介绍了关键概念，最后给出了自己对以太坊的估值测算。本文来自编译，篇幅关系，我们分六部分刊出，此为第四部分。

现实世界

以太坊1.0的主要问题是gas费（交易成本）太高，交易时长太慢（完成交易所需的时间），以及交易吞吐量太低（每秒交易量）。任何扩展的尝试都需要在可扩性，保持安全以及去中心化三者之间做出权衡——也就是所谓的可扩性三难困境。

为了跟中心化的替代选择竞争，以太坊至少需要一样的快、一样的便宜，而且能够处理尽可能多的数据。在成本/交易规模方面以太坊已经在跟现有的支付提供商展开竞争了。不过，在成本/字节方面以太坊还没法跟非金融网络提供商和软件公司（如 CDN 和云提供商）竞争。去中心化的数据库的每交易成本本来就要比中心化的替代选择要高，因为需要变更/维护的账簿状态所在的“地方”数量更大。如果交易费用只占总交易的一小部分的话，问题还不大。但是连续地跑复杂的智能合约的成本非常高，因为这种情况下交易的是数据（而不是金钱）。

由于DeFi建立在可组合性与互操作性（“货币积木”）的理念之上，所以扩展解决方案不会抑制这些属性带来的创新就显得尤为关键。有两种主要的扩展方式：一是改进Layer 1（Ethereum2.0），二是建立Layer 2（如zk -rollups）。

目前，Ethereum1.0 要落后于几个更中心化的Layer 1（开发dApp的基础协议）解决方案。不过，Eth2.0 可能会胜过它们当中的很多，而且一旦添加Layer 2（L2）扩展解决方案进来时，那些开发不到位的链将很难在不牺牲去中心化或互操作性的情况下跟以太坊竞争。

需要指出的是，尽管比特币和以太坊可能会存在很长一段时间（前者作为货币，后者作为平台），但区块链的未来很可能是多链的。Solana 和 Polygon 等协议已经为不同的链搭建起关键的“桥梁”。这对整个生态体系，尤其是对于以太坊来说都是极好的。

以太坊可集成的替代品越多，gas费就可以降得越低，吞吐量增加得越多。从而鼓励在那些只有绝对需要时才跟以太坊交互的链上开发dApp。虽然在短期内这会牺牲gas费的收入，但从长远来看，这可以建立起弹性以及对以太坊的关键依赖。如果每个app在某个时候都要高跟以太坊接口，哪怕是最低限度的接口，那么新的开发者就别无选择，只能对接，否则就要冒失去互操作性的风险。

然而，以太坊不仅要胜过第一层的竞争的对手，还得胜过现实世界的支付系统。作为一种价值转移协议，Etherum1.0 只比 Visa 或 PayPal 要便宜些。你也可以说它更安全，但对于既有者来说，安全只是系统层面的风险。要想竞争，以太坊需要处理更多的交易，成本和时间大概要降到现在的十分之一，而且必须被大致相等数量的人所接受。随着 Eth2.0 的推出，在金额超过 25 美元的交易上，以太坊显然是技术赢家。不过，它的网络效应仍严重滞后于支付巨头。

以太坊要想把网络发展到可以跟对手匹敌的规模，不仅要在技术能力方面跟支付处理竞争，而且还要在以下方面进行竞争：

• 用户体验

• 金融系统集成（尤其是跟 Stripe 与 B2B 集成商等的集成）

• 准确预测成本、交易价值、交易时间

• 公众情绪（商户接受度、资产可信度），以及

• 支付提供商提供的欺诈保护、KYC/AML 以及更好的法律保护。

尽管这对采用来说是必要的，但这些元素都是辅助性的，而且可以说在技术优越的基础上建立起来要容易得多。

如果按照Evan McFarland的说法，“区块链的元目的是成为去中心化的互联网。而做到这一点唯一的办法就是替换掉云”的话，那么以太坊面临的最大挑战将是规模化计算基础设施的提供商。

当前约 60% 的以太坊节点都是运行在 AWS、阿里云以及GCP 上，因为完全规模的节点的设置成本对个人用户来说太贵了。此外，大多数设备/浏览器/应用商店都是在MacOS 、Windows 或 Android 上运行的，随着 Facebook、苹果与谷歌进军可穿戴设备，它们也会成为家庭物联网领域的领先者。

要想竞争，以太坊需要在计算、存储和互操作性方面击败大型科技公司。在互操作性方面进展顺利。通过分片和rollup，以太坊也许在 1-2 年内就能拥有计算成本上的竞争力，尽管这在很大程度上仍是推测性的。

家庭计算本质上是一种实用程序。在 CDN 提供商与云IaaS （如阿里云、fastly或 AWS）之间集中计算的计算成本相对于支付 ETH gas 费用几乎可以忽略不计。对于某些开发者来说，完全去中心化的计算优于需受检查/中心化的计算可能是一个合理的权衡，但如果以太坊希望成为真正的“世界计算机”的话，那就得相应降低计算成本。

在存储方面，跟存储成本几乎可以忽略不计的 CDN 或 AWS 相比（<0.001 美元），以太坊数据存储的历史存储成本达到了大约 1.8 k美元/MB，所以在存储方面的差距更大。这是因为以太坊区块链从来都没打算成为一种存储设施。事实上，让协议对存储更加友好是从未达成共识的提议分叉之一。如果每个人都要存储上链的每一个字节的数据的话，节点的容量要非常庞大才行。这会导致去中心化的价格对于很多节点运营商来说遥不可及——对于价值主张的核心来说，这是站不住脚的。此处的解决方案是将打包的、加密的以及重要的数据存储在链上，其余的放在侧链。这样也是安全的，因为链下数据需要链上数据才能操作，所以仍然是去中心化的。

稍微总结一下可扩性（你现在可能已经忘记了）——当交易需要绝对可验证时，以太坊目前在互操作性和成本/交易方面胜过所有的替代方案。也许未来的扩展能解决这个问题。作为存储平台的以太坊可能永远不会有竞争力。它可能有朝一日会通过将存储外包给侧链来跟对手竞争，但目前这只是推测。

虽然第一层和第二层扩展解决方案可以大幅缩短交易时间、降低 gas 费用并提高吞吐能力，但这也会带来自己的问题。如果没有像 Polygon 这样的可互操作的“L2 桥接”层，L2 解决方案会令流动性碎片化，并在不同的 L2 之间进行交换时产生太多的阻力，从而限制互操作性。

以下是Vitalik对可扩展性面临的问题的看法：

“扩展区块链可以尝试两种方法：做出根本性的技术改进以及增加参数。咋看之下，增加参数似乎很有吸引力：如果你用餐巾纸上粗略算一下的话，很容易就能让自己相信消费类笔记本电脑每秒就可以处理数千笔交易，不需要 ZK-SNARK 或rollup或分片什么的。但不幸的是，因为很多微妙的原因，这种方法存在根本缺陷。

运行区块链节点的计算机不可能把 100% 的 CPU 能力都用来验证区块链；因为需要预留很大的安全余量来抵御意外的DoS攻击，而且还需要备用能力来处理内存池里面的交易等任务，还有，你不希望在计算机上运行一个节点会导致机器没法同时用于任何其他应用。此外，带宽同样也有开销：10 MB/s 的连接并不意味着一秒钟就能得到 10 MB 的区块！每 12 秒大概得到 1-5M字节的块还有可能。存储也是一样。提高对运行节点的硬件要求并将节点运行限制给专门的参与者不是解决方案。要想将区块链去中心化，普通用户能够运行节点，并拥有一种运行节点是一种常见活动的文化至关重要。

另一方面，根本性的技术改进是可行的。目前，以太坊的主要瓶颈是存储大小，而无状态与状态到期可以解决这个问题，最多可增加约 3 倍——但不会更多，因为我们希望运行节点要变得比现在更容易。对区块链分片还可以进一步扩大，因为分片区块链里面没有任何一个节点需要处理每一笔交易。但即便是这样，容量仍有限制：随着容量的增加，最小安全用户数量也会增加，而且对链进行归档的成本（以及如果没有人关心归档的话数据丢失的风险）也会上升。但是我们不必太过担心：这些限制已经足够高，高到我们大概每秒可以处理超过 100 万笔交易，同时具备区块链的完全安全性。但是在不牺牲（让区块链如此有价值的）去中心化的情况下，要做到这一点需要付出努力。”

目前，提议的改进第一层的扩展解决方案是 Ethereum2.0 和 EIP1559。前者会将链分成多个分片，每个分片会由专用节点随机提供服务。通过创建有效协调的新链，可以减少网络拥塞并增加每秒的交易量。

第2种第一层的解决方案 EIP1559效果没那么直接，不会带来更好的吞吐量或更低的成本，但可以支持更准确的供需定价，并通过算法优化吞吐量的可变费用。这可以让 gas 费用更加确定，并让开发者更好地制定预算——希望也能减少拥堵。

第二层解决方案一般是这样的协议：先收集交易并进行批处理，然后再放上主链。这些包括：

• Rollups，在链下计算，但输出存储在链上。这仍然是去中心化的，因为密码输出（为了让数据有意义必需这个）是存在链上的。这些预计大概可带来10-100 倍的可扩展性改进。

• State Channels是参与者在链上“质押”ETH，开辟了一个单独的链下通道，然后可以自由频繁地进行交易。交易完成后，最终数据存储在链上，质押的 ETH被偿还。

• 侧链（Side Chains）是专门用于跟以太坊互操作，并用“桥”来传输最终数据的其他区块链（技术上属于L1）。这些的去中心化程度通常没那么强，而且有替代性的共识机制。

• Plasma，这是锚定在以太坊主网上的迷你“子”链，主链可以对其进行检查，看是否存在欺诈。这些链不能促进一般计算，但可用于更基本的、预设性的活动（如代币交换等），从而卸下主网的一些“脏累”活。

综合来看，扩展是很多以太坊开发者的关注焦点，有众多独立项目都在致力于解决这个问题。但距离问题解决还有很长一段路要走，如果以太坊希望把自己的去中心化当作关键，那任何一个解决方案都不会轻易实现。乐观一点的消息是，虽然交易的使用量和容量一直在增加，但每笔交易的成本仍保持相对稳定。

译者：boxi

来源：36kr