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0.著名的三元悖论
在介绍区块链TPS之前，先介绍一下，著名的三元悖论。
蒙代尔不可能三角（又称三元悖论）
其含义是：在开放经济条件下，本国货币政策的独立性(Monetary policy)，固定汇率(Exchange rate)，资本的自由进出(Capital mobility)不能同时实现，最多只能同时满足两个目标，而放弃另外一个目标来实现调控的目的。
延伸到分布式系统就是CAP定理和BASE思想
Consistency(一致性), Availability(可用性), Partition tolerance(分区容忍性) ，三者只能满足其二放弃其一，因此，任何分布式系统的设计只是在三者中的不同取舍而已。
CAP定义
C（强一致性）：所有的节点上的数据时刻保持同步
A（可用性）：每个请求都能接受到一个响应，无论响应成功或失败
P（分区容错）：系统应该能持续提供服务，即使系统内部有消息丢失（分区）
高可用、数据一致是很多系统设计的目标，但是分区又是不可避免的事情：
基于CAP定理的妥协，引出了相关的BASE思想
BASE模型牺牲高一致性，获得可用性或可靠性：
Basically Available(基本可用)：支持分区失败；
Soft state(软状态)： 状态可以有一段时间不同步，异步。
Eventually consistent(最终一致)：最终数据是一致的就可以了，而不是时时高一致。
BASE思想的主要实现有
1.按功能划分数据库 2.sharding碎片
BASE思想主要强调基本的可用性，如果你需要High 可用性，也就是纯粹的高性能，那么就要以一致性或容忍性为牺牲；
同样的，延伸到区块链领域类似。
延伸到区块链领域，就是SED妥协：
安全性Safety，扩容性Extendsion，去中心化Decentralization 三者只能满足其二，放弃其一。
下图用三围视图的方式展现了不同类别的区块链的CAP比较
1. “去中心化”与“点对点”
概念上的去中心化，其实就是因为底层使用的P2P协议，而P2P这个概念早就炒冷饭了，为什么现在用到了P2P底层技术的区块链会大火？
要知道，中本聪创造的比特币系统，论文原文标题为：《Bitcoin: A
Peer-to-Peer Electronic Cash System》这里说的是一个点对点的电子现金系统，压根就没有提去中心化，更没谈什么不可篡改的特性。个人感觉，这完完全全像是大众（实话实说，包括我本人），或者说非强权在握的P民的一种有声的反抗，那种终于找到了一种像强权宣战的宣泄口（而且，巧了，还有底层技术支持）。这种宣泄跟仇富心态是一个道理，当然，也跟现在的垄断的大环境有关，peer的的确确压抑太久了。
所以，区块链其实，更应该宣传的应该是点对点，但是没办法，没有噱头，点对点更是一个中性词汇，所以在技术领域，使用点对点更符合。
2.交易效率与TPS
以比特币为例子，它的的确确显著的提升了交易效率。
但是，我们也知道比特币网络能支撑的TPS平均也就不到7/s，以太坊约20笔/秒（目前主链的现状，至于改进措施后文会继续介绍），有个别项目号称达到上百笔/秒。对比VISA 平均5万笔/秒、支付宝峰值20w笔/秒（据说）来说差了好几个数量级。
传统中心化的交易流程的CASE
当我们使用某个中心化的交易平台，在平台内部，交易的承载有可能是巨大的，但是，我们会发现这个交易平台也许只是繁杂的交易流程中的某一个环节，平台和平台的协作几乎会成为整个流程的瓶颈。
比如，北京的房产交易，从签约买房开始，到房本到手为止，这其中需要经历多个跟传统的政府或者机构交互的节点，涉及到的审核很多，比如银行，比如房管局等。在这个流程中，房产交易平台的本身的交易TPS相对来说
已经不是那么重要了。（题外话：所以链家网一直在做的事是重塑交易流程标准，让房产交易不再难,刚上线的贝壳大平台也是基于这个最终目的）。
再比如，跨境交易，哪怕一笔1美分的跨境支付，这其中的繁琐程度也足够让人抓狂的。市值始终占据前三的Ripple就是为了解决跨境支付的难题而诞生的，而Ripple的TPS也不高。
去中心化的交易流程CASE
虽然，区块链点对点的交易模式，看似比较低效的交易TPS，但是它解决的是全局价值转移的无缝对接，省去了很多中间不必要的平台审核环节，这减少了整个生命周期的步骤。
3.再谈区块链TPS
虽然，区块链技术天生的TPS短板（见下文中的区块链TPS公式），但是追求高TPS似乎已经成为了“程序员与架构师”的一场没有理由的情怀。
“比特币信仰”：在区块链世界中，比特币是万链之祖，人们对比特币网络的要求总是那么超乎想象的忍耐，甚至比特币网络压根都不是图灵完备的。
从区块链1.0时代，一直到如今的区块链3.0时代，人们对区块链项目的高TPS追求从未停止过，下图列举了几个常见的区块链项目（BTC ETH EOS）的交易TPS平均参数.
区块链项目的TPS受到哪些参数的影响？
TPS指的是Transitions Per Second。
在区块链领域也就是：每秒区块链能确认的交易数;
TPS = Transitions个数/出块时间blockTime；
Transitions是由每个区块的大小和每笔交易的大小决定的
Transitions = blockSize区块大小/transitionSize单笔交易大小
PS：所以关于如何提升BTC的交易TPS，曾经发生过BTC扩容之争，目的就是为了通过扩容BTC每个区块的大小的方式来增加打包交易数（BTC设定每个区块1M）
区块大小blockSize又是由记账参与者（POW矿工或者POS见证者）的网络带宽决定
blockSize * witnessCount（矿工或者记账者的个数） = witnessCapability（矿工或者记账者的带宽性能）
所以：blockSize=witnessCapability/witnessCount
参与记账的节点越多，参与交易确认的节点越多，对网络的贷款要求也就越高。
TPS= (blockSize & 网络状况 & witnessCapability)/(witnessCount*blockTime)
其中，&含义是 参数正相关
由公式可以看到，如果我们想增加区块链的TPS表现，那么我们要努力提升分母大小，降低分子大小。
而分母中的blockSize & 网络状况 & witnessCapability 要么属于物理性能范畴或者要么由共识算法决定的，所以现在的各种共识算法都从分子参数入手，
降低witnessCount个数 或者 降低 blockTime出块时间。
PS：
1）基于POW或者POS的区块链比如BTC或者ETH的记账节点是无门槛的，任何节点都可以，所以witnessCount多导致了TPS也就个位数，而且，witnessCount越多，导致的网络环境越复杂。
2）基于DPOS的区块链比如EOS，规定了记账节点只有21个，出块时间大约1.5S
4.提升TPS的其他方式？
1）物理扩容区块大小
可以短暂的提升TPS，毕竟物理扩容有上限。
2）闪电网络
lightingNetwork是用来解决点对点账户之间的小微支付问题，闪电网络的主要思路十分简单 -- 将大量交易放到比特币区块链之外进行。该设计最早是 2015 年 2 月在论文《The Bitcoin Lightning Network: Scalable Off-Chain Instant Payments》中提出。
3）Sharding分片
在由中国IT技术社区CSDN和灵钛科技主办的“2018以太坊技术及应用大会”召开中，V神介绍以太坊将使用一套称为Casper的混合工作量证明（PoW）和权益证明（PoS）的激励执行机制。
Casper将分阶段部署，目前第一阶段已经完成。另外，他还介绍了分片技术（Sharding），直言“分片技术马上到来”，并展示了一种新型的代码库。V神认为，分片技术的优势主要包括：1. 提升交易速度；2. 改善交易吞吐量；3. 减少单笔交易的处理量，降低交易费用。
另外：关于Casper的分片技术底层原理解析，将在下一篇文章中介绍，敬请期待。
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下期预告《以太坊Casper+POS分片技术原理解析》
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