您是否曾发现自己要等待数小时才能完成一笔加密货币交易，或者支付高昂的交易费用？您很可能经历过区块链拥堵。
与可以简单地增加容量来应对峰值负载的集中式网络不同，区块链由于协议设置的固定块大小和间隔，自然会限制每秒处理的交易数量。
因此，当需求超过固定容量时，交易就会被排队（通常称为内存池），等待到达队列最前端，或者用户只需支付更高的费用即可加快处理速度。区块链拥堵不仅会影响用户，还会影响开发者、公司以及利用区块链基础设施的服务提供商。
什么是区块链网络拥堵？
当发送到区块链的交易数量超过其在合理时间范围内处理交易的能力时，区块链网络就会出现拥堵，同时确认时间也会不够理想。
从结构上讲，区块链是一个去中心化的账本，它处理交易并以区块的形式记录到账本中。由于每个区块都有最大大小/空间，因此它在预定的时间范围内能够处理和记录的交易数量受到限制。
当许多用户同时尝试交易时，区块链网络就会出现拥堵，导致网络中积压大量未确认的交易。区块链网络的拥堵与我们观察到的流量拥堵并无二致，流量拥堵会给所有人带来延迟和拥堵。
过去的拥堵事件已经证明了这些缺陷。例如， 2017，比特币网络变得非常拥挤，牛市期间交易费用超过 50 美元。
以太坊在 2020-2021 年 DeFi 热潮期间也遇到了类似的拥堵挑战， 2021 年的 NFT 狂潮，平均每笔交易的 Gas 费用超过 200 美元。即使是 Layer 2 解决方案和其他区块链，当用户活动异常增长时，也会出现拥堵或 Gas（费用）激增的情况。
区块链网络拥堵的原因
区块链网络拥堵并非偶然发生。它可以归因于一系列技术和行为问题。随着区块链应用需求的增长，这些限制就越发明显。区块链平台拥堵最常见的原因包括：
- 高交易量（NFT 空投、代币空投和 DeF）
区块链上一些更常见的拥堵来源是交易量和需求的意外激增，这些需求是在热门事件期间产生的，例如
- NFT掉落：许多 NFT 系列同时上线，成千上万的用户试图铸造、购买或竞拍 NFT，导致网络拥堵。交易请求激增，导致网络不堪重负。
- 代币空投例如，向加密项目钱包持有者分发代币的空投通常会导致网络用户操作总数增加。每个人都争相领取免费代币，导致网络拥堵。
- 限制块大小或块速度
去中心化或分布式账本技术的限制旨在确保其去中心化和安全。当无法放入区块的交易提交时，它们会被添加到名为“内存池”的存储区。
随着内存池规模的扩大，用户开始提供更高的交易费（gas），以期更快地完成交易。这引发了竞价战，导致提供较低费用的用户交易延迟，并增加了网络的平均使用成本。
- 构建欠佳的去中心化应用程序（dApps）
并非所有区块链应用程序都以相同的方式构建。一些 dApp 可能包含低效的智能合约代码，消耗过多的 Gas，或者为了产生一个最终结果而调用多个交易。
在拥挤的环境中，优化不佳的 dApp 只会加剧这一问题，因为网络中充斥着不必要的、资源过多的交易，而这些交易本来可以以更有效的方式实现。
例如，一款去中心化游戏可能需要调用多个合约才能更新分数或移动物体，而实际上一个函数就能以简洁、精简的方式完成同样的任务。这种低效率在大型 dApp 生态系统中迅速累积，加剧了拥堵。
- 机器人活动和垃圾邮件攻击
机器人是造成区块链拥堵的另一个重要原因。DeFi 中，自动化脚本（机器人）被用来抢先交易、窃取 NFT 铸币或利用套利机会。
他们在几毫秒内提交数千笔交易，并支付更高的 煤气费 让他们的交易优先执行。这会导致网络拥堵，并提高合法用户的 Gas 费用。
如何测量拥堵？
通过了解区块链拥堵情况，用户、开发者和协议可以深入了解网络健康状况，利用高效的交互，并精准地调整交易。通常，拥堵可以通过多种指标来评估：
- 内存池大小
A 内存池 是一种在区块链上存储和维护的数据结构，它临时存储所有已提交但尚未包含在区块中的待处理交易。
内存池越大，尝试发送交易的用户就越多，很可能是同时发送的，拥堵意味着网络无法足够快地处理这些交易。在 DeFi 活动高峰期或以太坊上 NFT 发行期间，内存池可能会变得非常庞大，达到数万笔交易，从而导致确认延迟。
- 汽油价格
Gas 价格是指用户为了完成验证者（矿工或质押者）的处理而愿意支付的金额或交易成本。以太坊上的 Gas 价格以 Gwei 为单位。
随着区块空间需求的增加和供应的增加，用户会提高他们愿意支付的 Gas 价格，以便验证者知道优先处理他们的交易。本质上，当网络变得拥挤时，Gas 价格就会上涨。
- 平均出块时间
平均区块时间是指区块被挖出之间的平均时间间隔 （工作量） 或已验证（PoS）。比平时慢的出块时间会导致交易确认率下降，从而造成网络拥堵。常见代币的平均出块时间：
- 比特币：约 10 分钟
- 以太坊（PoS）：约 12 秒
- 索拉纳：~0.4秒
- 交易吞吐量（TPS）
TPS（每秒交易数）是指区块链每秒能够处理的交易数量。TPS 直接定义了区块链的处理能力。一旦交易量超过 TPS，就会形成积压。部分币种的 TPS 如下：
- 比特币：~7 TPS
- 以太坊：约 15-30 TPS
- Solana：2,000+ TPS（理论值）
- Polygon PoS：约 65 TPS
| 米制 | 测量内容 | 拥堵指标 | 成果 |
| 内存池大小 | 待交易 | 高 | 等待时间更长，费用飙升 |
| 汽油价格 | 每单位 gas 的交易费 | 高 | 交易成本更高 |
| 阻止时间 | 创建/验证区块的时间 | 比平常慢 | 网络吞吐量较慢 |
| TPS | 处理速度 | 相对于产量而言，TPS 较低 | 积压和延误 |
网络拥塞的影响
区块链网络拥堵是一个严重的运营问题，会对整个加密货币生态系统产生实际的经济影响。这些影响可能包括：
- 交易确认延迟
主要缺点之一是交易确认延迟。在执行某些任务（例如跨境支付、交易、铸造 NFT 等）时，可能会产生紧迫感。拥堵可能意味着你错失良机，甚至更糟的是，完全丢失交易、价格滑落等等。
2024年XNUMX月， 比特币网络 拥堵严重，平均交易确认时间超过 2000 分钟（33 小时以上）。用户陷入困境，无法及时完成基本交易。
- 更高的交易费（Gas）
拥堵会导致交易费用（有时也称为 Gas 费）增加。每当需求超过供应时，用户就会支付更高的费用，以便在矿工或验证者的队列中获得优先服务。
例如，在 Board Ape Yacht Club 的 Otherside 活动高峰期 NFT 2022年5月发生的mint事件，以太坊的Gas费飙升至每笔交易400美元以上，而用户仅Gas费一项就支付了超过157亿美元。这一飙升几乎让小用户无法参与，除非他们愿意支付溢价。
- 因出价过高导致交易失败
如果网络拥堵，Gas 费用较低的交易将永远不会被处理，而是会一直停留在内存池中，直到被丢弃或取消。当你的比特币处于危险之中，分秒必争时，这也可能成为一种风险模式。
交易失败的风险可能导致资金损失、智能合约无效以及用户沮丧，特别是在 DeFi 网站中，几毫秒的时间就可能决定胜负。
- 用户和开发者的失望
经常遇到拥堵会导致用户失去信心，并可能阻止开发人员在拥堵的区块链上进行开发。开发人员可能会离开该区块链。
例如，Electric Capital 在 2023 年的报告中指出，由于成本和拥堵等原因，大多数 dApp 都无法在以太坊上启动，因此开发人员和用户迁移到了 Avalanche、Polygon 和 Solana 等其他链。
区块链网络拥堵的解决方案
拥堵对生态系统中最大的区块链（例如比特币和以太坊）的影响最大，尤其是在需求高峰期。以下是一些管理拥堵和提高可扩展性的解决方案：
- 二层扩展解决方案
第 2 层 (L2) 解决方案运行于第 1 层链之上，主要在链下处理交易负载，最终将证明提交回链。L2 解决方案的优势在于其成本显著降低、速度更快，同时仍保留了基础层的安全性。
据 L2Beat 称，Layer 2 解决方案 Arbitrum One 承担了超过 40% 的以太坊 Layer 2 交易量，日交易量超过 500 亿美元。它通过单一证明批量处理数千笔交易，并将结果返回以太坊。
- 拆分
分片是一种 Layer 1 可扩展性解决方案，它将区块链拆分成更小的区块（或称“分片”），从而实现交易的并行处理。这显著提高了吞吐量，并减轻了网络压力。NEAR 协议已经实现了动态分片，并在压力测试中达到了 100,000 TPS 的基准水平。
- 共识机制的转变
共识机制的改变可以提高吞吐量并降低能耗。例如，Solana 的历史证明机制会为交易添加时间戳，这样就无需浪费时间即可对交易进行整理和验证，从而在不影响可追溯性的情况下实现极高的吞吐量。
用户如何应对拥堵
许多区块链用户在使用以太坊和比特币等热门网络时，可能会经常遇到区块链拥堵。值得庆幸的是，以下是一些帮助用户解决区块链拥堵问题的实用方法：
- 利用第 2 层解决方案和/或侧链来避免拥堵
避免区块链拥堵的众多方法之一是使用二层网络和/或侧链。Optimism 和 Arbitrum 提供的二层解决方案可以将您的交易从主链上移除，并批量处理以在主链上进行结算。这可以避免拥堵，并使交易更快、更便宜。
- 将交易安排在非高峰时段
区块链网络并非全天候运行。自然，它们在最活跃的日子里会更加拥堵，尤其是在美国和欧洲的工作时间。如果您希望避免交易延迟并节省 Gas 费用，那么请在低活跃时段安排交易。使用 Etherscan Gas Tracker 或以太坊 Gas Station 等工具来帮助您确定合适的交易发送时间。
- 自行调整 Gas 费用或使用钱包的估算器
大多数加密钱包（包括 MetaMask 和 Trust Wallet）允许用户手动设置 Gas 费用，或选择自动估算器查看建议价格。如果交易对时间要求不高，设置较低的 Gas 费用并等待网络结算可能是值得的。
- 利用 Gas 费用优化工具
许多第三方工具可以帮助用户节省交易费用。例如 Blocknative、GasNow 和 TxOptimizer。它们提供 Gas 价格预测、交易批处理，甚至实时警报，帮助用户获得最佳交易价格。
- 将多个交易合并为一个
批量交易是减少区块链拥堵和 Gas 费用的另一种明智方法。一些钱包和 dApp 允许用户将多个操作（例如代币兑换或代币转账）合并到一笔交易中。这将减少区块链上的交易数量，并为用户节省相当多的 Gas 费用。
- 使用可扩展区块链作为以太坊的替代品
以太坊是使用率最高的智能合约平台，然而，它也意味着拥堵。在流量高峰期，用户可以考虑其他 Layer 1 区块链，例如 Solana、Avalanche、Fantom、Algorand 和 Near Protocol。
结语
区块链网络拥堵影响着许多去中心化系统。从简单的转账到复杂的智能合约，拥堵会导致更长的确认时间/间隔、高昂的费用以及低效的吞吐能力。
虽然目前正在开发众多扩容解决方案，但网络拥堵表明了去中心化、安全性、可扩展性以及它们之间相互关系的局限性。总而言之，更好地理解拥堵将使用户和开发者能够更好地驾驭加密生态系统，从而在拥堵时期更好地运用交易策略。
常见问题
- 什么会造成区块链网络拥堵？
当交易需求超过网络处理能力时，就会发生区块链拥堵，导致等待时间更长、费用更高。这种情况的发生是因为区块大小受限（例如，比特币的区块大小上限为 1-4MB，以太坊的每个区块的 Gas 上限约为 15 万，所有这些都取决于 Gas 价格的计算）。
- 第 2 层解决方案如何帮助减少拥塞？
第 2 层 (L2) 解决方案，例如 汇总、状态通道和侧链能够在链下处理交易，然后在主链上结算交易证明，这有助于减少对第 1 层的需求（例如以太坊），提高吞吐量并降低费用。
- 分片如何解决可扩展性问题？
分片是指将区块链分割成更小的链或分片，使其能够在同一时间段内处理大量交易，同时保持独立性。以太坊上的分片计划采用 Danksharding 技术，它可以结合分片和 Rollup 技术，从而提高处理效率和数据可用性。
- 为什么以太坊从工作量证明（PoW，通过合并）转向使用权益证明（PoS）作为共识机制？
PoS 可将能源使用量减少 99% 或更多，并实现更快的交易速度（2-3 倍）。
- 区块链拥堵问题能否彻底解决？
没有单一的解决方案可以彻底解决拥堵问题，但可以采用 L2 + 分片 + 销售点 + 费用优化将极大地帮助提高区块链的可扩展性。
