什麼是區塊鏈可擴展性？ （新手入門完整指南）
區塊鏈技術透過實現安全透明的交易，且無需依賴單一的控制機構，為傳統的中心化帳本系統提供了另一種選擇。其安全性基於強大的加密技術和去中心化的網路架構，可防止資料篡改和審查。
儘管有這些優點，區塊鏈仍面臨顯著的可擴展性和效能挑戰，這限制了其有效處理大量交易的能力。與傳統的 Web 2.0 系統相比，有限的交易吞吐量和較慢的處理速度，阻礙了該技術在高需求應用中的廣泛採用。
近年來，出現了大量的研究和開發，旨在解決區塊鏈的可擴展性問題，特別是透過模組化架構，將主要的區塊鏈層級——結算、執行和資料可用性——分離成不同的組件。
雖然最頂尖的區塊鏈在可擴展性方面仍不及最快的 Web 2.0 系統，但這一差距已逐漸縮小。目前業界的重點是實現與 Web 2.0 系統（例如 Visa 著名的高吞吐量網路）相當的可擴展性，同時不犧牲安全性。
在本文中，我們將探討區塊鏈可擴展性的概念，解釋其根本問題，並概述改善此問題的主要技術，同時維持網路完整性。
重點摘要：
區塊鏈可擴展性是指網路處理日益增長的交易數量，同時不影響速度、成本、安全性或去中心化程度的能力。
提高可擴展性的主要方法包括模組化架構、平行執行、分片、Layer 2 Rollup 以及特定平台的實作，例如以太坊的 Proto-Danksharding 和 Solana 的 Firedancer。
截至 2026 年初，模組化區塊鏈設計 —— 尤其是基於外部化資料可用性層的設計 —— 已成為 Web3 可擴展性提升的主要驅動力。
什麼是區塊鏈可擴展性？
區塊鏈是一種去中心化的數位帳本，可以安全、透明地記錄交易，且無需中心化機構。當比特幣 (BTC) 於 2009 年推出時，它標誌著第一個由密碼學保護的可行去中心化網路的到來，實現了點對點的數位貨幣轉帳。雖然比特幣的去中心化模型是個革命性的概念，但人們很快就發現，其區塊鏈每秒只能處理大約七筆交易 (TPS)。因此，與傳統的企業級 Web 2.0 系統相比，其可擴展性受到限制。
在此背景下，區塊鏈可擴展性指的是網路在維持速度和安全性的同時，提高交易吞吐量的能力。TPS 是衡量此容量的關鍵指標，表示在網路層級每秒可以處理多少筆交易。更高的 TPS 能讓區塊鏈支援更多用戶和應用程式，而不會出現瓶頸或產生過高的成本。
在區塊鏈上實現可擴展性的挑戰，與所謂的區塊鏈不可能三角有關。這個概念強調了要同時優化區塊鏈的三個核心屬性：去中心化、安全性和可擴展性，在過去一直很困難。在傳統的單體式區塊鏈設計中，改善其中一或兩個參數，通常需要犧牲第三個參數。例如，透過中心化控制來提高 TPS，可能會損害去中心化和安全性。
模組化區塊鏈——將結算、執行和資料可用性層分離成不同組件——在解決區塊鏈不可能三角問題上，通常比單體式區塊鏈更成功。
近期區塊鏈發展
2020 年，隨著 Solana (SOL) 的推出，區塊鏈可擴展性迎來重大突破。這個 Layer 1 網路通常被認為是熱門公鏈中，最具可擴展性的區塊鏈。該網路聲稱在理想條件下，最高可支援 65,000 TPS。
2025 年 12 月，Solana 整合了備受期待的 Firedancer 驗證者客戶端軟體，該軟體在測試環境中已達到超過 100 萬的 TPS。這次升級可能會進一步鞏固 Solana 作為區塊鏈產業中最具可擴展性的 Layer 1 鏈的地位。如果 Firedancer 能展現出測試中所達成的一小部分吞吐量，那麼至少會有一個區塊鏈，終於能號稱其可擴展性水平，足以媲美最快的 Web 2.0 網路。
其他高度可擴展的區塊鏈，例如 Sui (SUI) 和 Monad (MON)，近年來也相繼問世。Solana 的 Firedancer 和這些新鏈正在快速縮小與高效能 Web 2.0 環境之間的差距。
業界其他主要區塊鏈尚未達到這種可擴展性水準。相較之下，像亞馬遜網路服務 (AWS) 和 Google Cloud 等主要雲端服務供應商，可以透過將工作負載分散到龐大的資料中心，每秒處理數百萬筆交易或請求。這些數字讓比特幣的 7 TPS——或甚至是以太坊有史以來最高的 TPS 紀錄（於 2025 年 12 月 1 日達成，不到 33,000）——都顯得極為遜色。
然而，區塊鏈產業與領先的 Web 2.0 基礎設施之間的整體效能差距正在迅速縮小——這要歸功於模組化設計、Layer 2 網路、轉向透過數千個獨立節點進行去中心化處理的趨勢，尤其要歸功於各界對 Solana 最近推出的 Firedancer 驗證者客戶端軟體寄予厚望。
為什麼可擴展性在區塊鏈中很重要？
區塊鏈的可擴展性至關重要，因為緩慢的交易速度和有限的容量會造成瓶頸，阻礙了這項相對較新技術的廣泛採用。上述區塊鏈可擴展性的近期進展，促成了在區塊鏈上開發高效能、工業級的應用程式，特別是在去中心化金融 (DeFi) 和遊戲等利基市場。
DeFi 平台仰賴快速的交易確認來執行交易、貸款和其他金融操作。處理速度緩慢可能會導致用戶請求和實際執行之間出現延遲，並可能讓用戶面臨風險，例如價格滑點或交易失敗。區塊鏈可擴展性的近期改進，有助於解決許多困擾早期區塊鏈系統的問題。
例如，截至 2026 年初，就 DeFi 採用率而言，Solana 和 Sui 是成長最快的Web3平台之一。隨著 DeFi 領域的發展，區塊鏈產業現正實施越來越多的現實世界資產(RWA) 代幣化專案。由於可擴展性的提升，交易失敗和高滑點的風險，已不再是 DeFi 和 RWA 鏈上採用的主要障礙。
遊戲和商業應用
與 DeFi 類似，區塊鏈遊戲需要快速、流暢的互動以維持玩家的參與度。體驗到延遲或回應緩慢的遊戲往往會很快流失用戶，因為其體驗未達到傳統遊戲平台設定的即時期望。 近期區塊鏈可擴展性的改進也為 Web3 帶來了數千款遊戲。歸功於模組化架構和平行執行環境，鏈上遊戲現在可以處理數百萬筆微交易，例如升級和外觀交易。
除了這些面向消費者的應用程式，近期區塊鏈可擴展性的改進也為企業界創造了鏈上機會。許多企業需要能夠立即處理大量交易，同時保持安全性和透明度的系統。 高效能的現代區塊鏈，特別是私有網路，已深度整合到各行業企業的營運模式中。例如，金融業巨頭所營運的高需求全球應用程式正在使用區塊鏈技術進行支付、結算和金庫業務。
簡而言之，區塊鏈可擴展性的改進正在協助釋放該技術在金融、遊戲、社群媒體、企業和眾多其他領域的全部潛力。
區塊鏈可擴展性的演進
Layer 2、模組化設計、平行處理等創新正在推動區塊鏈可擴展性取得驚人的進步。傳統上阻礙去中心化網路採用的幾個關鍵限制，如今正被打破。
這些限制主要包括 Layer 1 的吞吐量、高昂的交易手續費和漫長的確認時間。
底層吞吐量限制
像比特幣這樣的早期區塊鏈，其單體式結構和緩慢的驗證機制，導致其吞吐量受限且未達標準。比特幣微不足道的 7 TPS 常被視為此類限制最明顯的例子。像萊特幣 (LTC) 和卡爾達諾 (ADA) 這樣的網路表現也沒好多少，其最大 TPS 分別為 56 和 250。
Layer 2 Rollup 網路和分片架構的出現，已有助於大幅提升新型區塊鏈的 TPS。Layer 2 Rollup 將交易處理轉移至鏈下更高效能的環境中，然後將處理過的交易批次發布到底層的 Layer 1 鏈上。
分片也是一項有助於提升區塊鏈可擴展性的實用創新，儘管其程度不如 Layer 2 鏈。分片是指將區塊鏈分割成多個子網路，這些子網路稱為分片。每個分片都會在整體網路上與其他分片獨立且平行地處理交易。平行處理有助於實現比單體式設計的區塊鏈更高的吞吐量。
高昂的交易手續費
高昂的交易手續費一直是許多區塊鏈的特點。這個問題在以太坊 (ETH) 上尤其明顯，它是一個被視為智能合約功能和去中心化應用程式 (DApp) 先驅的網路。
然而，以太坊在 2025 年底的 Fusaka 升級有助於將 Gas 費用與網路活動脫鉤，從而導致區塊鏈上的交易成本大幅下降。相較之下，升級前以太坊的典型交易手續費平均為幾美元，在網路壅塞期間會上升到兩位數。在 Fusaka 升級後，手續費已降至 0.10 至 0.20 美元左右。
除了這次升級，以太坊區塊鏈上的幾項技術實施——proto-danksharding (EIP-4844) 和 PeerDAS (EIP-7594)——也促成了手續費的降低。這些創新讓與以太坊連結的 rollup 得以高效擴展，透過發布大量的交易資料，同時不會造成第一層驗證者節點的負擔。
其他一些去中心化網路提供更低的交易手續費。舉例來說，Solana 一直以來都以相對較低的手續費著稱，費用介於不到一美分到 0.02–0.03 美元之間。此外，許多第二層網路收取的交易手續費通常不到一美分，這讓企業和個人用戶都能以極低的成本進行大量或頻繁的交易。
確認時間過長
與早期區塊鏈時代相比，交易確認時間已大幅改善。Solana 的歷史證明 (PoH) 共識機制，是其驗證機制中不可或缺的一環，與權益證明 (PoS) 並行，有助於將確認時間縮到最短。
分片技術也透過實現平行交易處理，改善了確認時間。
最後，使用軟性最終確認是另一項關鍵工具，可用於大幅縮短平均交易確認時間。「軟性最終確認」指的是區塊鏈上交易近乎即時的初步確認，在交易達成不可逆的「硬性最終確認」並記錄於網路的不可變帳本中之前。
區塊鏈擴展性解決方案：解決不可能三角問題
各種區塊鏈擴展性解決方案已被提出並實施，以提供更快、更便宜的交易、快速的最終確認和高吞吐量。這些解決方案通常著重於對底層 Layer 1 鏈進行架構修改，或是使用模組化設計和 Layer 2 網路。
Layer 1 解決方案
Layer 1 解決方案是協議層級的變更，直接修改區塊鏈的架構，以提高吞吐量並提升效能。這些變更會影響交易在整個網路中處理、驗證和儲存的方式。
共識機制的改進
共識機制決定了區塊鏈中的節點如何就交易的有效性和帳本狀態達成一致。世界上最古老且可行的鏈，即比特幣區塊鏈，使用工作量證明 (PoW) 共識機制，該機制提供強大的安全性，但存在吞吐量低和能耗高的問題。作為業界最初實施的共識模型，PoW 仍然廣受歡迎，除了比特幣之外，也被比特幣現金 (BCH)、狗狗幣 (DOGE)、萊特幣等許多網路所採用。
在 Layer 1 上實現更佳擴展性的一個關鍵方法，就是從 PoW 轉向更新、更具擴展性的共識演算法。其中最常見的或許是 PoS，目前以太坊和許多其他具備智能合約功能的網路都採用這種機制。
PoS 讓驗證者能根據其權益（即鎖定在網路上的代幣持有量）來處理並驗證交易區塊，藉此減輕運算負擔。相較之下，PoW 要求區塊驗證者（在 PoW 鏈上通常稱為礦工）解決複雜且耗能的加密「難題」，才能將新區塊新增至網路的帳本中。從 PoW 到 PoS 的轉變提高了新型區塊鏈的效率、降低了能源消耗，並改善了整體可擴展性。
其他以效能為導向的共識機制——例如委託權益證明 (DPoS)，應用於 TRON (TRX) 等網路，以及歷史證明 (PoH)，應用於 Solana (SOL)——進一步優化了區塊生成和可擴展性。這些替代方案優先考慮更高的交易容量，因此對於需要即時或近乎即時效能的應用程式來說，相當具有吸引力。
Proto-danksharding
分片是一種將區塊鏈網路分割成更小、更易於管理的部分 (稱為分片) 的方法。每個分片會處理自己的一組交易，並維護總數據的子集，從而減少任何單一節點的負載，並提高整體網路吞吐量。
分片不需要所有節點驗證每筆交易，而是允許多個組件進行平行處理。這大幅增加了可同時處理的交易數量。
雖然使用分片架構有助於提高區塊鏈的可擴展性，但基於標準分片的 L1 平行執行所帶來的效益相對有限。
然而，隨著 2024 年以太坊引入 Proto-Danksharding，這一趨勢發生了根本性的改變。Proto-Danksharding 讓 L2 鏈能夠將大型的臨時數據 (稱為「blob」) 發布到以太坊，而無需分割 L1 的執行。相比之下，傳統分片是將 L1 本身分割成多個平行分片，每個分片都獨立處理交易。
Proto-Danksharding 讓 L2 能夠在鏈下處理龐大的交易吞吐量，從而大幅提升了可擴展性，且無需以太坊網路進行分割或管理多個分片。
Proto-Danksharding (EIP-4844)、blob 和 PeerDAS (EIP-7594) 等創新技術，已將與以太坊連結的現代 L2 Rollup 的可擴展性提升到全新的高度。
隔離見證 (SegWit)
隔離見證 (Segregated Witness，簡稱 SegWit) 的引入是為了解決比特幣的區塊大小限制，它將稱為簽章資料的關鍵元數據從核心交易資料中分離出來。透過將簽章移出主交易區塊，可以釋出更多空間來容納額外的交易，進而有效提高吞吐量。
SegWit 降低了交易規模，並有助於防止特定類型的交易干擾。這次升級增加了每個區塊的交易數量，並提高了區塊在整個網路中傳播的效率。
SegWit 最初是為比特幣網路提出的，於 2017 年 5 月首次在萊特幣上啟用，幾個月後比特幣也跟進啟用。SegWit 的實施為比特幣生態系的創新鋪平了道路，例如閃電網路 Layer 2 平台以及 Ordinals 協議，這也開啟了基於比特幣的 NFT 時代。
平行交易執行
先前在我們討論傳統分片時，我們曾提到平行執行的概念。以太坊最初的平行處理實作是基於分片的概念。然而，一些較新的區塊鏈已經直接在其 Layer 1 上實作平行交易處理，無需將其基礎平台分割成分片。
這類鏈的例子包括於 2023 年 8 月推出的 Sei (SEI)，以及主網於 2025 年 11 月上線的 Monad。
Layer 2 與模組化解決方案
早期為了解決 Layer 1 低吞吐量的嘗試，著重於可擴展、具成本效益的 Layer 2 網路和側鏈。近來，模組化區塊鏈設計已成為應對可擴展性挑戰的首選解決方案。
側鏈
側鏈是一個獨立的區塊鏈，與主要的 Layer 1 鏈平行運行。它透過雙向橋接或錨點進行連接。資產可以在主區塊鏈網路和側鏈之間移動，從而允許在後者上執行交易和智能合約。
側鏈能夠實驗不同的共識模型、區塊大小或特定應用程式的邏輯，而不影響主鏈的穩定性。它們可以更快、更低成本地處理交易，然後將最終結果提交到主區塊鏈。 側鏈通常可以實現比 Rollup 更高的可擴展性。
側鏈的一個限制是，與 Layer 2 Rollup 不同，它們不會繼承主鏈的完整安全保證。安全性取決於側鏈自身的驗證者集或共識模型，這引入了一個獨立的信任層。 因此，側鏈對於 Web3 遊戲等低風險、高吞吐量的應用程式而言，是相當合適的解決方案。
Rollup
Rollup 會將多筆交易捆綁（或「彙總」）成單一批次，然後發布到主區塊鏈上。計算和儲存都在鏈下處理，而只有摘要數據和證明會記錄在鏈上。這大幅減輕了底層的負擔，同時保留了主網路的安全性。
目前使用的 Rollup 主要有兩種類型：Optimistic Rollup 和零知識 (ZK) Rollup。Optimistic Rollup 預設發布到底層區塊鏈的交易為有效，並依賴第一層驗證者提出的詐欺證明來揪出任何無效活動。與此同時，ZK Rollup 則使用密碼學證明來驗證批次中的所有交易，交易結算速度比 Optimistic Rollup 更快，但技術複雜性也更高。
Rollup 已在以太坊上部署，並取得顯著成效，為用戶實現了更快、更便宜的交易，同時緩解了底層網路的壅塞問題。它們代表了擴容領域中最有前景的方向之一，且無須犧牲去中心化和安全性。
資料可用性 (DA)
解決區塊鏈擴展性問題的最新方法著重於模組化設計，其中區塊鏈的一些關鍵層級——結算、執行和資料可用性 (DA)——由獨立的模組處理，每個模組都針對其層級的最佳效能進行了最佳化。一種流行的方法是將結算和執行保留在 Layer 1，但將 DA 層外部化。該層儲存了驗證者檢查和驗證交易所需的所有資料。
隨著 Fusaka 升級和以太坊上 proto-danksharding 的推出，以太坊網路已轉向使用 blob (由 rollup 發布的大型臨時資料塊)，從而將 DA 層與執行層分離。
專門的 DA 鏈也隨之興起，為其他平台提供了外包其 DA 操作的能力。這類鏈的例子有 Celestia (TIA) 和 Avail (AVAIL)。
連接層：互操作性與鏈抽象化
網路之間互操作性的提升也有助於解決擴展性問題，它將碎片化的區塊鏈世界轉變為一個統一的環境，讓速度、成本和容量的優勢可以更容易地共享。
像 鏈抽象化 這類的技術，已大幅擴展基礎區塊鏈可相容的 Layer 2 選擇。得益於 Polygon 的 AggLayer 和 Optimism 的 Superchain 等大量利用鏈抽象化並打造多鏈宇宙的平台，Layer 1 網路現在可以存取更多 Rollup 進行整合。
此外，像 LayerZero (ZRO) 和 Wormhole (W) 等平台實現了統一的流動性，協助 Layer 1 鏈存取更多資產和跨鏈機會。
結語
雖然比特幣和萊特幣等早期區塊鏈網路為去中心化系統奠定了基礎，但其有限的容量促使人們努力提高吞吐量、降低手續費並實現大規模採用。Solana 的登場 (及其 Firedancer 升級)、以太坊對 proto-danksharding 的實施、平行處理的興起、Layer 2 平台和模組化架構，都為現今 web3 平台所享有的大幅提升的可擴展性做出了貢獻。截至 2026 年初，模組化區塊鏈架構尤其已成為推動這些改進的主要驅動力之一。
#LearnWithBybit