處理量

吞吐量是判斷區塊鏈網路交易處理能力的重要指標，通常以每秒交易數（TPS）為標準計算。區塊鏈系統的核心效能參數之一就是吞吐量，它直接影響用戶體驗、應用相容性，以及網路整體效率。自加密貨幣與區塊鏈技術誕生以來，技術創新始終以提升吞吐量為主要驅動，尤其對於追求大規模商業落地的專案來說更為重要。

背景

吞吐量的概念起源於傳統電腦科學與網路工程，主要用來衡量系統在特定時間內可完成的任務量。隨著區塊鏈技術興起，吞吐量逐漸成為衡量區塊鏈網路效能的核心標準，特別是在 Bitcoin 等早期區塊鏈面臨擴展性瓶頸時尤為突出。

Bitcoin 網路的吞吐量約為 7 TPS，Ethereum 則約 15-30 TPS，與傳統金融系統如 Visa（可達 24,000+ TPS）相比，差距十分顯著。業界積極研發各種技術方案來提高區塊鏈吞吐量，包括創新共識機制、分片技術，以及鏈下擴容等。

近年來，Solana、Avalanche 等新一代區塊鏈專案將高吞吐量定位為核心競爭力，透過架構創新及演算法升級，積極解決區塊鏈的擴展性挑戰。

運作機制

影響區塊鏈吞吐量的主要因素包括：

1. 區塊大小：區塊越大，可容納的交易數量越多，但同時會增加網路傳播延遲與儲存壓力。

2. 區塊產生間隔：區塊產生速度越快，吞吐量越高，但分叉風險也會提升。

3. 共識機制：PoS 等權益證明共識方式，通常比 PoW 工作量證明具備更高吞吐量。

4. 網路連線性：節點間延遲會影響資訊傳播速度，進而左右整體吞吐量。

5. 交易驗證效率：優化驗證演算法可提升交易處理速度。

提升吞吐量的技術路徑包括：

1. 鏈上擴展：透過擴大區塊大小、縮短區塊產生間隔、優化共識演算法等方式提升效能。

2. 分片技術：將網路分割為多個子網並行處理交易，有效分散負載。

3. Layer 2 解決方案：例如 Lightning Network、側鏈技術、狀態通道等，將部分交易處理移至主鏈之外。

4. 跨鏈協議：使多條區塊鏈協同運作，分擔交易負載。

吞吐量的風險與挑戰

在提升吞吐量的過程中，常見的主要挑戰包括：

1. 去中心化與安全性取捨，也就是大家熟知的「區塊鏈不可能三角」。高吞吐量方案通常需犧牲部分去中心化或安全性。

2. 硬體門檻提高：高吞吐量系統對節點運算能力及設備要求更高，抬高網路參與門檻。

3. 資料儲存壓力：交易處理量提升導致區塊鏈資料快速膨脹，增加全節點維護難度。

4. 網路壅塞風險：即便設計高吞吐量，交易突增仍可能造成網路壅塞。

5. 永續性挑戰：部分高吞吐量方案依賴中心化元件或暫時性妥協，長期永續性值得關注。

6. 協議複雜度提升：為提升吞吐量而增加系統複雜性，可能導致新的安全漏洞。

不同應用場景對吞吐量的需求差異顯著。支付系統重視高吞吐量，而價值儲存或安全敏感型應用則優先保障安全性。

吞吐量依舊是區塊鏈技術邁向主流應用的核心瓶頸。隨著技術持續演進，創新方案正在突破傳統區塊鏈效能極限。不過，仍需在安全性、去中心化與效能之間取得動態平衡。高吞吐量對區塊鏈支援大規模商業應用至關重要，最終解決方案可能不是單一技術路線，而是根據不同應用場景靈活組合多種技術。