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作者：德尔顿·罗兹
翻译：易段妮
来源：加密谷
区块链是Web 3时代的重要应用之一，加密谷长期以来一直关注这一话题。
Web 1 是互联网的早期形式。当时，互联网是静态HTML 页面的只读目录，用户之间的交互非常有限。 Web 2 始于2004 年左右，由社交媒体、博客和在线社区组成，允许最终用户实时交互和协作。
Web 3 比Web 1 和Web 2 更难定义。这在很大程度上是因为Web 3 仍处于起步阶段。以太坊是Web 3时代领先的区块链网络，2015年才推出。时至今日，许多致力于改善Web 3最终用户体验的实用技术仍在开发中。
尽管如此，Web 3.0的一些关键属性已经达成共识，业界普遍认为它是新互联网时代的开始。 Web3 的目标是在无中介的读写网络中提供更加以用户为中心的体验。技术使个人能够默认控制数据隐私和数据所有权。 Web3还引入了去中心化的互联网，过去致力于“寻租”的第三方逐渐减少了对用户交互和价值转移的控制。从本质上讲，Web3技术为P2P通信、支付以及其他服务和市场提供了基础。区块链技术和数字资产在塑造当前Web 3 和去中心化运动的发展中发挥着重要作用。
自BTC 于2009 年推出世界上第一个区块链以来，区块链技术在几个关键领域取得了发展。到2019年中期，以太坊的发展已经取得了丰硕的成果。开发者数量最高达到25万至35万，开发者数量为——人；去中心化应用数量最多，超过2200个，月活跃用户约为1.4万人。以上数据被视为迄今为止区块链生态发展的最好体现。
尽管取得了如此成功，Web 3应用程序的采用仍然远远落后于Web 2。对于以太坊和其他区块链社区来说，Web 3要成为全球互联网的标准或目标还有很长的路要走。
2019年以太坊区块链生态系统最突出的技术挑战是什么？可以实施哪些解决方案来推动用户采用？以下是需要考虑的三个主要领域。
提高可扩展性
挑战缺乏可扩展性是以太坊区块链目前面临的最大困境之一。每当以太坊区块链接收更多流量时，相关成本（汽油费）和完成交易的时间都会显着增加，这最终会阻碍主流采用。截至2019 年8 月，以太坊主网每秒只能处理15 至25 笔交易。当然，有些区块链网络可以处理更多交易，但这通常是有代价的（例如，牺牲去中心化或安全性）。
目前使用的大多数区块链仍然无法达到Web 2 或法定数据库技术提供的可扩展性水平。例如，Visa 始终达到1,700 tps，并声称能够处理高达56,000 tps。以太坊的近期目标是达到至少100,000 tps。
解决方案尽管以太坊一直致力于推广可扩展性解决方案，但其中大多数仍处于开发或测试网阶段。
二层扩展使离线交易成为可能。总而言之，这保留了区块链的固有优势（安全性、不变性、去中心化），同时降低了成本（确认时间慢、波动性/gas 成本等）。子链和状态通道是以太坊社区近年来开发和实施的两个最令人印象深刻的第2 层扩展解决方案。
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分片是另一种可扩展性解决方案，它是一种数据库分区，可将较大的数据库分割成更小、更快且更易于管理的部分。这称为“数据分片”。
在Web 2时代，分片非常简单。例如，根据用户的地理位置将与不同客户相关的信息放置在不同的服务器上。
然而，在区块链中实现分片要复杂得多。传统区块链要求所有节点携带给定链的所有历史交易数据。这使得区块链速度变慢，但也使交易更加安全并解决了“双花”问题。分片允许节点仅使用区块链交易数据历史记录的一部分来安全地处理交易，从而加快交易速度。分片链预计将于2020 年在以太坊主网上可用，包括Serenity 的第一阶段（即以太坊2.0）。然而，在第一阶段的初始版本中，分片链不一定能作为立即的可扩展性解决方案。
在以太坊之外，有一些项目已经实现了分片。 Zilliqa 于2019 年1 月推出主网，成为第一个采用可操作分片区块链的项目。目前，Zilliqa 区块链每秒可以处理2,828 笔交易。
上图是Serenity（以太坊2.0）引入分片后的示意图
在PoW机制中，大约90%到95%的算力被用来生成哈希值（随机数）。随机数一旦生成，就没有其他用途。从计算的角度来看，这不仅造成资源浪费，还会导致其他问题，例如无法成功挖矿的矿工的交易验证成本更高，以及能源密集型硬件挖矿设备等。环境污染。
以太坊2.0的核心基础设施信标链正在对分片状态进行重大调整，让DApp开发者可以选择调用模仿以太坊1.0执行环境的信标链合约，在熟悉的开发环境中进行2.0开发。此次调整的基本思路是：合约和ETH作为基础层概念只存在于信标链上，而分片可以继续维持自己的执行和状态。信标链由以太坊创始人Vitalik Buterin提出，由分片开发团队Prysmatic Labs开发。 2019年5月，PrysmaticLabs宣布信标链测试网络正式上线，可公开访问，并提供公共共识节点社区。
信标链预计将于2019年底正式上线，这标志着以太坊主网的交易验证方式从PoW转向PoS。
目前，几个主要的区块链项目（EOS、Tezos、Tron、Lisk 等）都已经实现了PoS。与PoW 区块链相比，PoS 区块链每秒可以处理更高的平均交易数量。以太坊转向PoS 可以为区块链和其上运行的Web 3 应用程序提供更好的可扩展性。 Casper CBC（以太坊PoS 解决方案）的研究自2014 年以来一直由Vlad Zamfir 领导。PoS（第0 阶段）和分片（第1 阶段）是Serenity 路线图不可或缺的组成部分。
解决数据隐私问题
挑战Web 2 时代有一些典型特征：中心化服务器容易遭受大规模黑客攻击、商业模式过度依赖广告而需要出售敏感用户数据、数据隐私成为顽疾（诸如此类的规则）。因为GDPR 是基于的）。在以上层面上，Web 3就展现出了其突出的优势。
当然，新的挑战也随之出现。由于存储在公共区块链上的数据可以在区块浏览器上公开查看，因此数据很难像Web 2 时代那样被中心化实体商品化。此外，只要知道特定对象的公开地址，就可以轻松实时查看其交易历史和总资产价值，这引发了新的隐私问题。在传统金融行业，上述情况是绝对不可能的。
是的，公共区块链可以支持私人交易，同时仍然保持合规性。然而，对于大多数公链来说，私密交易并不是默认标准。在以太坊区块链上，私人交易的矿工费通常远高于公开交易。
解决方案AZTEC Protocol 是一个为金融机构提供私密以太坊交易的项目。该项目的零知识隐私协议已在以太坊主网上上线。其背后的逻辑是通过同态加密和范围证明技术来加密“价值”，同时允许交易验证。其中，同态加密对加密数进行算术检查，范围证明保证负数（有限域内的大正数）不能破坏“双花”验证机制。
AZTEC 的标准交易成本需要800,000 到900,000 Gas。虽然这仍在合理的交易费用范围内，但随着以太坊区块链的未来更新，这些类型的私人交易将变得更便宜。如果EIP 1108实施，AZTEC提供的私人交易的Gas成本可能会下降到300,000或更少。
除了AZTEC之外，以太坊上还有其他隐私交易解决方案。以Zether为例，它是斯坦福大学研究人员开发的一种完全去中心化的保密支付机制。此外，还有安永开发的EY Ops链的公共版本。
AZTEC 协议使用同态加密和范围证明来支持以太坊上的私人交易。
改善用户界面/用户体验
Challenge Web 2 有其自身的优势。例如，图形界面的大量使用，使其更具交互性，大大提高了用户体验。在这一点上，Web 3 的界面通常不如Web 2 那样易于访问，至少对于普通用户来说是这样。
对于那些习惯使用简单Web 2 密码的人来说，使用私钥访问数字钱包中存储的资金是一个新的学习曲线。此外，如果资金被盗或钥匙丢失，基本上没有有效的恢复方法。即使对于熟悉区块链技术的人来说，由于输入不正确的十六进制代码而损失资金也很常见。
移动体验如何与浏览器提供的体验保持一致也需要解决。当然，客观地说，UI/UX 问题比可扩展性和数据隐私问题要多得多。
此外，判断Web 3应用程序是否易于使用的标准是相当主观的，并且纯粹基于每个用户的意见。这使得识别主流采用所需的“未知因素”变得更加困难。
解决方案目前有几种有效的技术可以解决Web 3的UI/UX问题。例如，MetaMask简化了存储资金的过程并在确保安全性的同时提高了可访问性（dApp连接到MetaMask）。用户可读的钱包地址现在可以通过以太坊名称服务（ENS）实现。这不仅使人们更容易记住他们的钱包地址，还减少了资金被发送到错误地址的可能性。
总体而言，通过不断改进UI/UX，Web 3 应用程序将变得更易于访问。
2018 年11 月，MetaMask 的Google Chrome 浏览器扩展用户数量超过130 万
接下来怎么办？
区块链技术已经有很多实际用例，“Web 3”一词不再只是一个神话。但实现其雄心勃勃的愿景还需要一些时间。幸运的是，我们已经看到变化正在发生。
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