以太坊的可扩展性危机：探索执行层的瓶颈

导读：以太坊执行层承担着交易处理、智能合约执行以及保持一致和安全状态的维护等工作。Fuel Labs 撰文解析了以太坊执行层的工作原理，及其在可扩展性方面的发展瓶颈和影响。

Fuel Labs: 执行是指在区块链上执行交易和执行状态更改所需的计算。此计算通常涉及通过检查签名和代币余额来验证交易，并执行更新状态所需的链上逻辑。当全节点更新其账本副本以反映新的代币转移、智能合约代码更新和数据存储更改时，就会发生状态更改。执行层的主要功能包括：交易处理、智能合约执行以及状态管理。可扩展性的目标是通过提高交易速度和交易吞吐量来提升性能。在执行层扩展的挑战在于，在不显著提高验证区块中交易的单个全节点硬件要求的情况下，增加每秒的计算量。

执行层瓶颈：

1）延迟瓶颈：延迟是从提交交易到交易被确认并包含在区块链中所经过的时间。延迟瓶颈包括：区块时间和确认延迟、区块链同步（共识）。

2）吞吐量瓶颈：吞吐量直接指的是网络在给定时间内高效处理和管理大量交易的能力。吞吐量瓶颈包括：单线程执行、执行浪费、状态管理、gas 计量开销、节点容量限制以及状态增长。

执行瓶颈对可扩展性的影响：

1）对可扩展性的影响：网络拥堵、高昂的 gas 费用、可扩展性挑战。

2）对可用性和采用的影响：对用户：网络拥堵可能会导致交易确认延迟，给用户带来糟糕的体验；对开发者：优化智能合约以最大限度地减少 gas 消耗的需求增加了开发过程的复杂性和时间。他们还需要应对优化基础设施的问题，通常是通过第三方提供商（例如 Infura）来实现。这可能是比单纯优化智能合约更大的障碍。

3）对现实世界的影响：一些区块链项目被迫迁移到其他区块链或完全关闭。