第13讲：以太坊的问题与挑战

你好，我是朱嘉伟，欢迎收听由虫洞社区和火币集团共同打造的《从0到1，全面学透区块链》V3.0最新版。

上节课我们一起学习了以太坊运用的5种运用场景：去中心化自治组织DAO、2款现象级游戏以太猫和Fomo 3D、预测市场Gnosis等、浏览器钱包MetaMask和虚拟现实Decentraland，如果你记得不是特别清楚了，建议你再回去听听，对你了解以太坊生态非常有价值。

今天来学习以太坊所面临的问题与挑战。

一、先来盘点以太坊的存在的问题：

1、以太坊吞吐量太低。

吐出量即每秒可以支持多少笔交易（在dapp合约中，状态的变化也是算作一笔交易），可以说当前的以太坊主链速度的确是挺慢，平均每秒能向区块链中装入30笔交易。

2、拓展性差。

所有合约，交易都跑在一个相同的主链上，无法满足定制化需求，且一个主链速度过慢，会影响平台上所有的应用。

3、对安全性的质疑

区块链智能合约是图灵完备的，也就是说具备完整的编程能力，而以太坊的智能合约学习门槛又特别低，这也造成了很多人直接上手，忽略了许多细节，有权限的问题，溢出问题等等。最有影响力的是The DAO事件，由于黑客利用了The DAO的智能合约安全漏洞，盗取了大量的ETH，以太坊也不得已进行了分叉。

4、对以太坊gas机制的质疑

以太坊的gas机制，是Gavin Wood博士设计的，其充分考虑了以太坊主链资源有限，如何防治滥用资源，如果防治恶意攻击的问题，以及考虑到ETH币价涨幅不稳定，如果保障币价浮动不影响对以太坊网络使用等问题。

gas机制，即模拟现实中对能源消耗制定一个消耗单位，同时不定死能源单位（gas）单价，把这个消耗单位的价格交给市场定制。

gas机制，也分别对开发者和以太坊用户本身带来了困扰。开发者在开发过程中需要计算gas的消耗，而用户每次都要面对gas价格的不确定性，适用成本很高。

二、面对这些问题，让我们一起看看以太坊2.0计划是什么？

1、以太坊的pos-casper

casper是以太坊的pos方案, 任何人通过抵押一定数量的ether，即可成为casper共识记账节点。

采用casper后，将不再消耗过多的能源，同时达到去中心化的效果，同样也提升了吞吐量。pos并不是简单的持有币越多权益越大。实现起来还是复杂的很的，同样它让每个持币人都有机会参与记账（挖矿）。

2、Sharding -分片

分片是在casper机制之上的一个扩容方案。

以太坊分片非常的简单，就是单节点不再保存全部数据，而是整个区块的数据分给多个节点去承担。类似数据库的分片概念，但是在以太坊中，分片链将主链区块拆解开来。在分片链中，每个分片节点，都有负责的工作，每笔交易都是分到一部分节点去处理。

简单理解：我们知晓区块链网络同时所有节点只做一件事，这也就意味着节点多，并不等于完成的任务也多，没能发挥人多力量大的优势。而sharding完美的解决了这个问题，它允许不同节点同时做不同的事，最后聚少成多。

sharding和casper将以太坊的吞吐量大幅度提升。预计他们上线后，以太坊主链吞吐量将实现巨大的提升。

3、Plasma

区块链本身是可编程自运行状态机，以太坊主链本身提供状态的通道，即便sharding，casper升级完成，仍旧满足不了特定业务需要，例如内容，例如快速实时的消息通道等等。

幸运的是以太坊正在计划实施plasma，提供了子链和以太坊主链连接的方式。plasma提供统一规范，开发者可以利用plasma开发以太坊的侧链（layer2）。plasma在以太坊主链上有智能合约。我们可以简单理解：我们使用plasma开发特定业务需要的链，可以做实时、快速的响应等，好比我们是地方政府，企业（直接面向用户，面向dapp开发者）。而以太坊主链上的plasma智能合约好比终极的法院。

我们可以想想到以后的Ethereum2.0，我们根据业务需要连接不同的以太坊子链，他们或免费，或收费，或提供文件存储，或高速。而通过以太坊主链作为一个统一的通道，不同子链的数据实现互通。目前的loom network正在采用plasma，而OMG作为plasma的开发方，也是最早采用plasma协议的项目。

然而以太坊2.0的这些工作仍需时日，问题却很急迫。这时候，为了特定业务需求，适时的出现了一批以太坊帮手，帮助以太坊解决状态的缓存，开发上易用性，解决gas的问题等。

三、以太坊帮手

1、雷电网络&SmartMesh：

比特币有闪电网络，而raiden则是以太坊上的链下状态通道。使用raiden可脱离主链实现转账的即时确认和低手续费。

而smt作为以太坊主网络的拓展层，可以实现将以太坊区块链的轻节点实现在手机里，smartmesh主网上线后将可以使用smt开发各种应用，这些应用可以走raiden通道进行交易。

2、Loom network ：

Loom也被称为DApp链，其作为ETH的侧链，本身采用DPOS共识机制，Loom提供易用的开发工具包，帮助开发者开发DApp。

DApp合约在Loom上运行，不用受到以太坊主链速度的影响，同时开发者也无需关心以太坊的gas费用。

事实上从Loom上也能感知到以后plasma上线后的影子。

3、其他truebit， poa，0x等：

这些或协议或侧链或中间层。和上述帮手类似，也弱化了对以太坊主链速度的依赖，其中0x本身是一个token兑换协议，其也提供了一个token兑换的中间通道。

truebit，poa则和Loom类似的侧链，可帮助主链缓存数据，也可以做一些主链不方便做的业务。

四、以太坊生态

以太上至今只出现过类似加密猫的现象级应用，很多人也就吐槽以太坊上也没有高质量的DApp，所以也没有什么门槛，这样新公链可以轻易抢占市场。

然而，以太坊本身作为一个去中心化应用的后端，以太坊智能合约是给开发者用的。而当前以太坊上已经出现许多服务于开发者的解决方案或工具：

1、基础设施项目：

1）Status

status考虑到以太坊的分片，目前仍在开发，其也将开发面向移动设备，智能硬件的分片客户端。当然大家也可以使用到他们的测试版本了。status提供完整的钱包功能，同时可以满足用户之间的社交，消息状态的传递。即钱包+社交+DApp平台的结构，恩，挺微信的吧。

status的社交和转账整合的很好，且可定制，在转账过程中可以执行智能合约（即发送一个合约给对方，对方做一定操作后，合约即生效等）

现在小程序很火，status将来也提供类似的小程序的功能。访问以太坊网络请求dapp的合约交给status处理。dapp的代码在status中执行即可。

status目前也有孵化器，为dapp开发者创造提供sdk api等技术上的支持，以及资金上的扶持。

2）0x

接触过去中心化交易所的，都知道去中心交易所在以太坊上是怎么回事，即通过智能合约做中间人，满足双方的token兑换。而0x是就是这样token兑换的协议合约，它是一个可以供众多合约，dapp调用的合约协议。

除此之外，他提供了一个拓展层（也是一个状态通道），使用0x协议的用户无需受以太坊主网的速度限制，以及gas费用的影响。当然提现还是要有手续费的。

开发者都可以使用0x的合约去做自己的交易所，或者把token兑换集成到自己的应用上。而使用0x合约，数据是互通的（使用它的dapp相当于充当它的网关），这就意味着，使用0x合约的应用越多，0x的交易对就越多。交易也就更容易匹配。

好消息是，当前0x协议是充分落地的，众多去中心化，钱包都在使用0x.而0x的状态层也是其门槛。

3）OMG

OmiseGo是第一个使用plasma的项目，当然plasma也是omg的团队和v神共同完成的项目。 团队经验丰富，技术底蕴通过plasma即可见一斑。 OmiseGo公司在ico之前就很有钱，而omg币价也相当高，所以总之就是有钱，可以专心搞技术！

OmiseGo是解决支付服务提供商、网关和金融机构之间基本协调问题。什么跨境支付，转账，资产管理等都不在话下。

omg本身也是以太坊社区基金会重要成员，它也在支持以太坊生态发展。

好，总结下。今天的信息量有些大，有些知识点有点难度，并且有少部分与开发相关的内容。总的来说，以太坊2.0的实施，主链本身的吞吐量、去中心化程度、稳定性都会获得一次新的提升。而plasma的实施，将为侧链打通和以太坊主链的通道。而主链是根基，一个去中心化中立的根基，总结以太坊2.0的生态如下：

1、无数第三方侧链，可在不影响主链的情况下，做各种的拓展功能，为相应的业务服务。

2、主链的gas机制提供了细粒度的资源单位和收费机制。可方便的为侧链做数据统计上的支持，侧链根据自身业务需求可以方便的定制自身的收费标准（或免费或包月等）。

3、主链的智能合约开发足够灵活，而侧链可定制易用的sdk，甚至不需要写侧链上开发者写合约等。

4、繁荣的开发工具，开发框架，为开发者服务的协议，都是以太坊这个大生态抗衡其他公链提供支持。即便以太自身解决不了，也有足够多的帮手。

照例，留一个思考题给你：你如何思考以太坊的存在的问题？你如何看待以太坊2.0？你认为它未来会被颠覆嘛？为什么？

最后，恭喜你完成《从0到1，全面学透区块链》第13讲的学习。接下来，我们将一起学习第14讲：以太坊竞争对手（1）EOS。