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每秒交易数（Transactions Per Second：TPS）详细拆解

article 2024/11/18 5:18:29

每秒交易数（TPS）是指计算机网络每秒可以处理的交易数量。TPS是衡量不同区块链和其他计算机系统速度的关键指标。然而，TPS并不是用来衡量区块链速度的唯一指标。许多人认为，虽然TPS很重要，但最终性实际上是一个更重要的指标。最终性是指交易一旦确认并添加到区块链中，就永远不会改变，前提是网络没有受到成功的攻击。

区块链TPS不是静态的，通常在一定范围内测量。这是因为当前交易量越高，区块链处理数据的速度就越慢，导致每秒交易数减少。虽然每家宣称的都比较高，但实际应用，远不能达到预期的水准，这也是大部分链上层的应用无法大规模应用的主要原因。
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工作量证明（PoW）与权益证明（PoS）区块链的TPS比较

工作量证明（PoW）是最初的区块链共识机制，至今仍被比特币和几个比特币分叉币，如比特币现金所使用。PoW共识要求节点解决日益复杂的数学方程式，以获得挖掘下一个区块和获得挖矿奖励的权利——并且竞争验证一个区块的节点越多，方程式变得越复杂。大规模比特币挖矿需要大量的计算机处理器“农场”，称为ASIC（特定应用集成电路）。这使得比特币挖矿随着网络的持续增长变得越来越昂贵和能源密集。

比特币的工作量证明被认为是非常安全的共识机制，因为在工作量证明网络上执行51%攻击的成本非常高，因为验证任何规模的PoW网络上的区块都需要高水平的计算资源。例如，在比特币网络上执行51%攻击可能需要建立价值数十亿（如果不是更多）的ASIC。

与工作量证明相比，权益证明共识允许显著更高的可扩展性水平，因为交易可以更快地得到验证。权益证明不需要节点解决复杂方程式；相反，节点根据它们质押的区块链原生代币的数量（而不是它们的挖矿/哈希能力）来竞争验证交易。然而，这确实导致了潜在的安全风险，因为购买51%的区块链原生代币通常比建立大规模挖矿操作更容易。

证据表明，所有PoS网络都显著更快——或者至少有潜力显著快于PoW网络，正如我们将在下一篇文章部分讨论的那样。

区块链每秒交易数（TPS）与区块链最终性

虽然每秒交易数是衡量区块链速度的重要指标，但它可能不是最重要的指标。事实上，许多人认为区块链最终性实际上是衡量区块链速度的更好指标。虽然TPS衡量区块链每秒可以处理的交易数量，但最终性时间衡量交易一旦被确认并添加到区块链中，变得不可逆转所需的时间。这意味着，直到交易达到完全最终性，它理论上可以被逆转，尽管这种情况很少发生。

在比较TPS与最终性时间（有时称为TTF）时，最终性时间总是显著慢于TPS。例如，以太坊的TPS通常在15-25之间，但交易在网络中实际被最终确定可能需要大约15分钟。比特币交易甚至需要更长的时间，大约60分钟才能达到最终性。

还应注意，区块链最终性不一定是非黑即白的概念。事实上，大多数区块链网络只显示“概率性交易最终性”。这意味着交易不会立即被最终确定，但随着额外区块的确认，交易逐渐变得更最终（和更不可变）。

哪个是最快的链？

确定哪个区块链在绝对意义上是最快的可能很困难，这在很大程度上取决于如何真正衡量速度。如果按实际交易每秒来排名，Cosmos可以被认为是最快的链，其主网在现实世界条件下达到了大约10,000 TPS。Hedera也有类似的实际最大TPS，也大约在10,000左右。如果我们考虑理论TPS，许多链可能被认为是更快的，包括Aptos，在测试中达到了高达160,000 TPS，以及Solana，在测试中达到了大约710,000 TPS。

然而，如果我们考虑最终性作为衡量区块链速度最重要的因素，Avalanche可能是最快的链，其记录的最终时间低至大约0.15秒。因此，决定哪个区块链是最快的取决于用于衡量速度的指标。在单个区块链能够达到最高的TPS、理论TPS和最低的最终性时间之前，加密社区可能会继续辩论哪些链是最快的，这可能会持续多年。

区块链TPS与Visa TPS和万事达卡每秒交易数比较

许多人将区块链交易速度与传统金融网络的速度进行比较，特别是Visa，它拥有世界上最快的金融交易系统之一。许多人声称Visa可以处理高达24,000笔交易每秒，一些分析师声称该网络至少在理论上可以扩展到高达65,000 TPS。然而，其他分析师认为其真实速度更接近1,700 TPS，远低于24,000。

然而，Visa并不是唯一一个在交易速度上与区块链相比较的信用卡公司。万事达卡的每秒交易数目前估计约为5,000，这使其远远低于Visa的理论最大值，但远高于比特币和以太坊（以及速度中等的链，如Ripple）的速度，但低于像Cosmos这样的高速链。

区块链TPS与SWIFT TPS比较

除了将区块链速度与信用卡网络进行比较外，许多人还将区块链TPS水平与SWIFT（全球银行金融电信协会）进行比较，SWIFT是银行和其他金融机构用来执行全球金融交易的领先消息网络。确切的SWIFT网络TPS可能难以衡量。然而，我们可以根据现有数据进行一些有根据的估计。在2022年12月，SWIFT记录了令人印象深刻的4480万笔每日交易（总计超过6万亿美元），这意味着网络可能执行略多于每秒500笔交易。

然而，应当注意的是，SWIFT网络在过去几年中已经开始迅速整合区块链技术。最突出的是，Ripple区块链是少数几个目前符合ISO 20022标准（ISO 20022是SWIFT网络的最新消息格式）的链之一。这意味着可以使用Ripple区块链执行SWIFT交易，实现显著更快的交易时间，特别是考虑到Ripple的平均TPS为1,500，大约是传统SWIFT网络的三倍。一些高度投机的分析师甚至估计，如果所有SWIFT交易的10%通过Ripple区块链进行，XRP的价格可能会飙升至10,000美元，使其成为世界上市值最大的加密货币。