據媒體報道，目前EOS主網TPS最高達到3590次/秒，已經超過BTS的3300次/秒，但據EOS高調宣稱的百萬級仍相距甚遠。在公鏈激烈競爭的這一年，TPS一直是各家宣揚的代表高性能的重要指標，TPS是否真的是越高越好呢？
TPS通俗的定義是系統吞吐量，也就是每秒系統處理業務的數量。假如TPS每秒併發太低，很容易造成網絡嚴重擁堵；提升TPS處理速度，又會犧牲部分區塊鏈的安全性或穩定性。從現實應用來看，百萬TPS的處理速度在現有環境中的應用價值並不是那麼必須，並且區塊鏈技術不能僅僅依賴提升TPS去解決所有的問題。
業界已經達成共識，目前的區塊鏈處理速度無法滿足業務應用的要求。無論是年初的Cryptokitties事件、6月受Fcoin影響的天價Gas費、或是Fomo3D爆發後的擁堵，這類問題接二連三地將以太坊推上輿論的風口浪尖。因此，Sharding（分片技術）解決方案已成為過去兩年中最熱門的技術之一。
我們應該意識到，區塊鏈的誕生並不是為了盲目的高性能，有太多人走向極端，過度宣揚TPS的重要性，動輒上萬，甚至十萬百萬。很多時候甚至有些用力過猛：就比如一個小小的山村，人們卻想要從四面八方建立起通往村莊的16條公路。即使先不考慮可行性問題，如果16條公路都被建成，也不可能有這麼多車會在這些公路上行駛，因為村莊里居住往來的就幾十戶人家。
千位級的TPS已能滿足每天處理1億筆交易的需求
以下是一些主流公鏈及知名項目的數據：
我們可以看到，用戶數量與TPS並不是特別相關，而是與市場需求相關。
首先，開發技術和構建基礎設施（節點等）需要一定的時間。TPS不僅是唯一要解決的問題，其他區塊鏈技術也有待突破。需要明確的是，系統的吞吐量和TPS實際上是兩碼事。區塊鏈作為一個系統，最終量化性能的其實是吞吐量，即單位時間內成功傳輸數據的數量，這與CPU消耗、外部接口、IO等密切相關。區塊鏈的網絡節點更加分散，因此性能通常不如集中式高帶寬服務器的性能好。區塊鏈的TPS可能不是處理速度問題的瓶頸。
其次，從使用量的角度來看：假設x是每天的交易數量，所需的TPS是y。我們考慮簡單的80/20規則（帕累託二八原則）：80％的x交易記錄需要在20％的時間內完成，而y需要滿足峰值要求。得出：
y1 = x * 80％/（24h * 20％）* 3600）= x / 21600
如果節點完整且用戶數量穩定，我們可以進一步考慮平均用戶分佈，得出：
y2 = x /（24h * 3600）= x / 86400
從上表可以看出，即使公有鏈每天處理1億筆交易，千位級的TPS也足夠了。目前，區塊鏈正從發展過渡到高速井噴式階段。用以太坊做參考，目前的峰值仍保持在今年初1月4日，高達1349890筆交易，昨日交易量約為76萬筆。目前以太坊每秒30-40/筆交易的速度確實亟待提升，V神下一階段目標就是探索百位級甚至千位級的TPS解決方案。
對公有鏈而言，並不是TPS越高越好
當然，如果公有鏈需要支持Dapps的集中營銷，就另當別論了。想想淘寶每年的“雙十一”購物活動，全天可達14.8億筆交易，最高可達18萬/秒。除非你認為區塊鏈上的用戶將達到雙十一那樣的狂熱，否則不需要高達十萬級的處理速度。如果能夠建立真正的點對點經濟模型，那麼交易高峰集中的情況也不太可能發生。
應該注意的是，上面是對交易記錄數量的分析，交易記錄是指使用區塊鏈進行代幣轉移或部署智能合約的用戶。可以粗略的計算一下，假設一條公鏈上有很多Dapps，共有1000萬用戶，每個用戶可以使用不同的Dapps每天與鏈進行多達10次的交互（事實上，大多數人一天都不會有太多消費，也並不是Dapp上的用戶進行的每項操作都會發生代幣轉移）。假設有一個基於區塊鏈的淘寶等效Dapp，用戶可能會瀏覽商品，編輯購物車並與買家討價還價，但實際成交的訂單卻很少。
事實上，不同應用的用戶數、PV(page view)與TPS都存在一定的函數關係，這需要根據市場需求來具體建模。但系統TPS達到千位級別也是足夠承載的了。
還應該注意的是，獨立測試的TPS不是最終的TPS。有的項目方為了刷高TPS，購買數百萬的設備在一個實驗室內進行測試只是起到PR效果或者自娛自樂，沒有大規模被使用的公鏈，討論TPS是沒有意義的。
因此，就公有鏈而言，並不是“TPS越高越好”，它需要基於一定的市場需求。根據目前的市場情況，TPS過千已經能夠滿足大多數商業需求，過高的TPS反而會降低安全性並可能導致性能過剩。因此，TPS的速度不是公有鏈的最終目標。
TPS提速受哪些因素的制約？
對於區塊鏈系統，TPS是每秒生成新事務的記錄。礦工將“區塊”提交給網絡，每個區塊鏈上都包含了一定數量的交易記錄。想探尋提升TPS的方法，就要先了解區塊是如何生成的？步驟1：運行共識的節點：節點持續監視系統並啟動協商一致的算法。例如，PoW工作量證明機制運用了哈希現金算法
步驟2：廣播和驗證時間：當節點完成計算時，它將其提交給網絡中的對等體，然後在驗證後將其連接到區塊鏈，並繼續廣播直到網絡中的所有節點達成共識。類似老師帶頭並寫了答案，答案傳遞給第一排的同學，第一排的同學驗證並傳遞給第二排的同學……直到最後一排的學生完成驗證，達成共識
步驟3： 為了防止區塊鏈受到攻擊，通常會在幾次甚至幾十次安全確認後才進行代幣轉移。例如，某些交易所需要12次確認。這裡，“X次確認”是包含目標事務的區塊數，並且有X個區塊連續地接到區塊鏈上。X越大，表示區塊鏈越長，攻擊者就越難以攻破
這三步是有前後次序的，不能併發。事實上，區塊產生的時間僅為第一步與第二步，第三步是前兩步的循環往復，用於確認系統的安全。所以，TPS的計算公式為：
TPS = 一個區塊內包含的交易數量 / 區塊產生時間 = 一個區塊內包含的交易數量 / （共識算法運行的時間 + 廣播並驗證的時間 ）
區塊鏈面臨的“不可能三角定律”
通過研究上述增強TPS的方法，我們發現增加TPS可以通過減少驗證時間的方式，這樣就會犧牲安全性或分散性。如果TPS盲目增加，區塊鏈將完全犧牲“去中心化”。與此同時，對礦工的機器配置要求也會更嚴苛，如果它不能及時上傳交易，那麼將會產生更多未完成的交易，隱藏的危險也就越大。雖然EOS使用21個超級節點來實現高效率，但它也犧牲了部分“去中心化”和安全性，引入了DDoS等潛在風險。這就是著名的“蒙代爾不可能三角定律”：效率、安全性和“去中心化”無法同時實現。請記住，升級任何一個指標將不可避免地犧牲其他兩個指標。
如果選擇去中心化、高效率和低能耗，就必須犧牲安全性。在金融領域，這種解決方案几乎都被一票否決。如果選擇去中心化和安全性，放棄高效率和低能耗將不可避免地導致應用和場景的減少，這意味著從所有主要業務的應用程序中撤退。最後，如果選擇高效率、低能耗和安全性，它將破壞去中心化的願景。
“區塊鏈”等於許多人心中的分權，“去中心化”是其最具價值的一個特點，它支撐起了無信用交易。作為第一個區塊鏈應用程序，比特幣旨在分散，無需信任任何節點，通過共識機制的複雜設計將信任放入整個系統，從而防止攻擊。
“去中心化”的目的是使系統可信和安全，隨之而來的可能是交易緩慢、擁堵，但就像開篇所說的，那些吹噓千、萬量級的TPS其實對目前區塊鏈的用戶量來說是一種“產能過剩”，現階段的首要任務還是擴大區塊鏈Dapp的落地和普及。同時我們也有理由相信隨著軟硬件的不斷提升，不可能三角限制將逐漸弱化，行業將迎來總體性能的提升。
參考文章：
《The Seven Major Challenges of Public Chains — Maintaining High TPS with High Security》by Larry Liu
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