區塊鏈可擴展性問題的來源及解決方向
什么是區塊鏈？
區塊鏈是一個技術術語，解決（或者說顛覆）了現有的依賴第三方中心的交易體系：如果有一個水果市場，我們在市場上用100新臺幣購買了一個芒果，其實是新臺幣的發行方（央行）為這一張薄薄的紙作了信用背書--因為水果銷售者信任這100新臺幣可以在他需要的時候，購買等值的其他用品。
第三方中心的存在，解決了交易雙方的信任問題，但是帶來了新的問題，如果第三方作惡（比如說央行濫發貨幣）怎么辦？最終極的解決項目就是不需要第三方，這個就是區塊鏈產生的根本動機。
在沒有第三方的情形下，怎么實現交易？區塊鏈實現了一個去中心化的帳本實現項目：
- 我們有一個公開的帳本，任何人都可以獲取這個帳本，帳本上有每個人的余額；
- 當Alice向Bob購買商品的時候，Alice向Bob開具一張有一定數額的支票；
- Alice向所有人公示這個支票，大家確認確實是Alice的簽名后，在賬本上記錄 Alice的余額減，Bob的余額加；
- 每隔一段時間，大家交換一下帳本的內容，讓大家的帳本信息同步。
可以看出，區塊鏈是一個完全自治的體系，但是現在有幾個問題：
- 為什么會記帳，每個人都可以指望別人記帳，自己使用別人的帳本才是最節省成本行為；
- 當交易帳本內容的時候，如果兩個人的帳本不一致，該以誰的為準；
- Alice如果賬戶里只有10塊錢，在市場的這一側花了8塊購買后，飛速跑到另外一頭購買另外一件8塊的商品，這時候另外一側的帳本還沒有來得及記錄前面的購買記錄，同樣的錢Alice是不是可以花了兩次？
為了解決這些問題，區塊鏈作了最基本的設計：
- 把所有的交易按時間段組織成區塊；
- 區塊內使用一個哈希防止修改；
- 每個區塊內記錄前一個區塊的哈希，保證永久無法修改；
- 當同時有多個區塊出現時，按某種指定的算法選擇一個區塊為準。
使用此項目后，每次交換帳本，只需要交換總帳本中的一個區塊，大大減少的交換的數量；當多個區塊同時出現時，使用某種約定的算法--這個算法在區塊鏈中被稱為共識，以符合算法條件的某個區塊為準；而Alice同樣的錢花兩次的想法也會落空：商戶只有在支票信息被納入到共識后的區塊里時，才會向Alice提交商品。至于大家為什么愿意記帳呢？注意圖上區塊中有個記帳人，每個被共識承認的區塊的記帳人都會得到一定的獎勵。
這時候，貨幣只是一個數字了（類似于銀行內的存款數字），由于帳本是公開的，因此可以在帳本開始前，大家約定好總共的貨幣數字和記帳人的獎勵項目，在任何一個時間點上，可以流通的數字都是可預測的，而且是不可更改的。
區塊鏈的共識機制
當區塊進行同步時，有可能會同時產生多個區塊，需要一種預先定義的項目來確定使用哪一個區塊，這個項目在區塊鏈中稱為共識機制。而在在一個去中心化的系統中，有什么是可信的？每個人信自己嘛，交易和出塊的結果數據到達我這里的時刻，是無法作假的：數據可能會延時到達（由于網絡延時），但絕對不會提前到達（除非時光倒流）。我們可以設計一種機制，讓每個節點的記賬結果必須達到某個條件，每個節點都認第一個達到這個條件的節點的記錄。
PoW機制
Proof-Of-Work，工作量證明機制。
每個節點在記賬的同時，按照某種規則找一個隨機數，通過這個隨機數可以算出某個符合條件的（哈希）值，誰第一個找到的，他就出塊成功。這個找隨機數的過程就是不斷調整隨機數-->計算的過程，只要這種算法能夠足夠離散（這一次和下一次的計算沒有任何關聯，隨機數的變化導致計算結果變化足夠離散），那么就能夠實現出塊節點的隨機化。
舉個簡單的例子，如果算法得到的哈希值總是在0-10000之間，而算法要求得到的（哈希值）小于1，一臺機器如果一秒鐘能夠計算一次,那么平均計算一萬次，就有一次值可能小于1；或者反過來說，每次計算，有萬分之一的機會小于1. 如果有一萬臺節點同時在計算，那么每秒都有可能有一臺節點得到符合條件的結果，得到符合條件結果的節點就是出塊成功。而每一秒，得到結果的機器都可能不一樣。這樣就獲得了足夠隨機的結果。
POS
Proof-Of-Stake，權益證明機制。
PoW機制很好用，但是有個問題，軍備競賽后，太耗電了，都是做些無意義的計算，除了這個結果和到達時間之外，還有什么可信的數據作為隨機值的呢？有想到一個新的點子，每個人存在賬號里的幣的數量是不一樣的么，是不是可以用來作為一種隨機數呢？
想想也可以啊，每一次出塊的時候，出塊節點（賬號）里誰的幣最多，就認誰的。但這樣有個問題：幣最多的豈不是一直在出塊？
