了解每秒交易數(TPS):區塊鏈性能的關鍵

當你透過傳統銀行渠道進行國際匯款時,常常會遇到延遲數天的情況。支付系統處理請求的速度成為衡量效率的關鍵指標。這也是每秒交易數(TPS)作為評估區塊鏈網路的基本指標進入討論的原因。與傳統金融的模糊不清不同,加密貨幣能提供實時數據,顯示其處理交易的速度,使TPS成為一個透明且可衡量的基準。

TL;DR - 快速概述

  • 每秒交易數(TPS)衡量區塊鏈在一秒內能執行的交易數量
  • 網路性能直接影響用戶體驗,處理速度慢會導致擁堵和交易費用上升
  • 區塊鏈維持平均TPS(正常狀況下)與最大TPS(高峰需求時)
  • 能夠處理大量交易的能力對於區塊鏈的擴展性和主流採用至關重要
  • 主要網路如Solana、SUI和BSC展現不同的高TPS實現策略

為何速度在區塊鏈網路中如此重要

在資訊以光速傳遞的時代,用戶期望金融交易的速度也能匹配。數十年前建立的傳統銀行基礎設施並非為即時全球轉帳設計。跨洲匯款透過SWIFT或類似系統可能需要一週或更長時間。比特幣作為第一個加密貨幣,平均交易處理時間仍在一小時以內。

然而,這仍不符合現代數位用戶的期待。隨著加密貨幣的用戶數以百萬計,基礎設施必須相應擴展。每新增一位用戶都會產生更多需要處理的交易。當網路無法高效應對這些交易量時,就會出現排隊和延遲——也就是所謂的網路擁堵。

當擁堵發生,用戶面臨兩難:要么無限等待交易被處理,要么支付較高的手續費以插隊。這種情況在高峰期常使交易成本飆升,讓一般用戶望而卻步,也限制了網路的普及性。

定義TPS:不僅僅是一個數字

每秒交易數(TPS)代表區塊鏈的吞吐能力,即在固定時間內能完成的操作量。然而,這個概念不僅僅是數字。

大多數區塊鏈維持兩個不同的性能水平。平均TPS反映網路在正常需求下的穩定運作狀態。最大TPS則是峰值能力,代表網路在完全壓力下的最高處理能力。這個區分很重要,因為現實中需求會波動。在價格波動或重大市場公告期間,交易量可能劇烈激增,交易者和用戶會同時急著執行訂單。

影響TPS轉化為實際用戶體驗的兩個技術因素是:第一是原始吞吐量——系統每秒處理的交易數;第二是交易最終確認時間——交易在區塊鏈上被永久確認所需的時間。比特幣約需一小時結算,而現代Layer-1網路則能在幾秒內完成最終確認。

比較不同區塊鏈架構及其TPS權衡

不同的區塊鏈設計優先考量不同價值,這些選擇直接影響TPS能力。

比特幣是一個偏重去中心化的網路範例。其架構故意限制TPS約為每秒5筆交易,最高約7TPS。自比特幣誕生以來,出現過多種提案試圖提升此數字——擴大區塊大小或修改共識機制。但比特幣社群大多拒絕這些改進,認為網路的穩定性和不可篡改性比處理速度更重要。

以太坊最初也面臨類似限制,透過工作量證明(PoW)機制每秒約處理12-15筆交易。2022年9月的轉向權益證明(PoS)是架構上的根本改變。升級後,以太坊的理論容量大幅擴展,預計可處理2萬到10萬筆交易每秒,視實作而定。

較新的區塊鏈則採用不同理念。Solana以擴展性為核心設計原則,聲稱理論最大吞吐量達710,000TPS。雖然測試環境尚未完全驗證這些最高數字,但Solana已穩定展現超過6萬5千TPS,根據性能追蹤數據,日均最大值甚至超過1,050TPS。其區塊最終確認時間約21-46秒,較比特幣的每小時明顯改善。

項目如何實現高TPS

最快的網路採用多種技術策略來最大化TPS。

SUI於2023年5月3日啟動主網,採用驗證者並行處理交易。與逐一處理不同,驗證者同時處理不衝突的交易,大幅提升吞吐量。該網路聲稱最高可支援每秒125,000筆交易,日均最大值約854TPS。交易驗證即時完成,消除人工瓶頸。

BNB智能鏈(BSC)在2023年底測得實際速度約378TPS。BSC結合智能合約功能與以太坊虛擬機(EVM)相容性,能運行以太坊應用,同時保持較高的處理速度。這種性能與生態系統的雙重優勢,使其成為從擁擠網路遷移開發者的熱門選擇。

更廣泛的生態系:其他高性能解決方案

2022年後,以太坊值得重新評估。升級至以太坊2.0後,其最大TPS容量較之前的12-15TPS提升約6600倍。儘管如此,以太坊仍被大量使用,證明市場對能支持複雜應用和微支付的高容量網路的需求。

Ripple的原生加密貨幣XRP運行在RippleNet架構上,而非傳統區塊鏈。RippleNet能處理約5萬筆交易每秒,遠超SWIFT,並與許多原生區塊鏈相媲美。儘管Ripple曾面臨中心化的批評,但其技術性能仍是業界最快之一。

傳統金融與現代區塊鏈之間的性能差距凸顯了TPS成為關鍵指標的原因。傳統的VISA每秒處理6.5萬筆交易,長期以來是去中心化網路難以企及的天花板。如今,多個區塊鏈已超越或接近這一數字,顯示行業已經大幅成熟。

區塊鏈交易容量的未來

隨著加密貨幣採用率的提升,TPS需求將持續攀升。未來的交易量可能遠超今日的峰值,帶來新的擴展挑戰。然而,從比特幣的有限5TPS到Solana聲稱的71萬TPS,技術解決方案已經存在。

Layer-2解決方案和側鏈提供額外的擴展途徑,有望在區塊鏈生態系中實現更高的整體交易處理能力。行業持續專注於提升吞吐量和縮短最終確認時間,預示著TPS將在未來相當長一段時間內仍是區塊鏈發展的核心指標。

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