拆解Vitalik Buterin关于区块链可扩展性层级的结构

Vitalik Buterin，以以太坊创始人，阐述了他关于区块链可扩展性的观点，提出了一个分层框架，识别了三个具有不同难度的主要组成部分。这一方法为构建可扩展的区块链系统中的技术挑战提供了深入的见解。据Odaily报道，这种关于可扩展性的结构化理解成为设计高效且有效解决方案的关键。

三个层级的可扩展性：从计算到状态

Vitalik Buterin将区块链组件按其可扩展性难度划分为层级。顺序从最易扩展的部分到最复杂的部分。理解这种区分对于未来区块链技术的发展路径至关重要。每个层级都具有独特的特性，需要不同的解决方案。

计算：最易解决的可扩展性层

计算是区块链生态系统中最容易提升可扩展性的组成部分。现有的方法包括并行化——利用验证者或区块构建者提供的指示同时执行操作。此外，还存在创新方法，如用密码学证明（特别是零知识证明）替代计算，允许在无需重新执行全部计算的情况下进行验证。这些技术的结合使得计算成为区块链可扩展性中已成熟且易于优化的一个方面。

数据和状态：多层次的可扩展性挑战

如果计算是最容易解决的层级，那么数据和状态代表了更复杂的挑战。数据比计算更难扩展，但仍有明确的解决路径。区块链系统需要保证数据的可用性，以确保透明性和安全性。现有的解决方案包括数据分离技术、如PeerDAS的去除编码优化网络中的数据传播，以及“优雅降级”的实现——允许容量有限的节点在块大小调整的情况下继续参与验证。

状态：区块链可扩展性中最大的复杂性

状态（state）成为提升区块链可扩展性中最困难的挑战。每笔交易，无论多小，都需要节点访问和验证完整的区块链状态。虽然状态通常以默克尔树结构抽象，仅存储根节点，但对根节点的更新仍依赖于完整的状态数据。这一问题造成了显著的瓶颈，因为每个节点都无法在不牺牲安全性或去中心化的前提下进行优化。状态分片的尝试确实存在，但通常需要根本性的架构变革，难以在各种类型的区块链中普遍应用。

优化策略：用数据替代状态

基于对这三个层级的深入分析，Vitalik Buterin提出了区块链开发的战略原则。如果数据可以在不引入新的中心化假设的情况下取代状态的作用，那么应优先考虑这一方案。同样的逻辑也适用于计算——如果计算可以在不增加中心化风险的前提下取代数据功能，这一策略也值得认真考虑。这一思路体现了“最佳的可扩展性解决方案是既能保持去中心化，又能提升系统容量”的理念。理解这一难度层级，有助于区块链开发者做出更明智的设计决策，更有策略地分配资源，以实现可持续的可扩展性。