以太坊每秒能处理多少笔交易？深入解析TPS与性能升级

在区块链领域，尤其是以太坊这样备受关注的智能合约平台，每秒交易处理能力，即TPS（Transactions Per Second），一直是衡量其性能和可扩展性的关键指标，它直接关系到网络能否在高并发场景下流畅运行，为用户提供快速、低成本的交易体验，以太坊每秒究竟能“传送”多少笔交易呢？答案并非一个简单的数字，它涉及到以太坊的当前状态、技术架构以及未来的升级规划。

以太坊的“原生”TPS：从15到约30的演进

在以太坊从工作量证明（PoW）转向权益证明（PoS）的“合并”（The Merge）之前，其基于PoW的共识机制决定了其TPS相对有限，在早期，以太坊的TPS大约在15笔左右，这主要是因为PoW依赖矿工竞争打包区块，每个区块的大小和出块时间（约13-15秒）都限制了交易的处理速度。

随着网络的发展和优化，以及一些改进措施的实施，比如区块大小的调整（如伊斯坦布尔升级等），以太坊的TPS在PoW末期有所提升，理论上可以达到约30笔左右，这个数字在实际网络拥堵时往往难以达到，且交易费用（Gas Fee）会因竞争而飙升,用户体验不佳。

“合并”与“上海升级”后的TPS现状

2022年9月完成的“合并”升级，将以太坊的共识机制从PoW转变为PoS，这不仅是能源效率的革命,也对网络性能产生了深远影响。

1. 共识层的效率提升：PoS机制下，验证者通过质押ETH来创建新区块，其过程比PoW更高效，能耗极低,理论上为TPS的提升扫清了部分障碍。
2. 当前实际TPS：在“合并”及随后的“上海”升级后，以太坊的TPS有了较为显著的提升，根据公开的区块链浏览器数据（如Etherscan），以太坊目前的平均TPS通常在15-30笔之间波动，在某些网络负载较低、区块未被完全填满的情况下，甚至可能暂时达到40笔或更高，但在网络高峰期，例如NFT项目热销、DeFi活动频繁时，TPS可能仍显不足,导致交易排队和费用上涨。

需要强调的是，这里的“笔”交易指的是标准的转账交易（如ETH transfer或简单的ERC-20代币转账），复杂的智能合约交互（如去中心化交易所的交易、复杂的NFT铸造）会消耗更多的Gas,从而在单位区块内能处理的交易数量会减少。

突破瓶颈：以太坊扩容方案与未来TPS展望

为了从根本上解决TPS瓶颈问题，以太坊社区正在积极实施一系列扩容方案,这些方案将共同推动以太坊的TPS实现数量级的飞跃：

1. Layer 2 扩容方案（链下扩容）：这是目前以太坊扩容的主流方向，通过将大量交易移至链下处理，仅将最终结果提交回以太坊主网（Layer 1）,主要包括：

   • Rollups（Rollups）：如Optimistic Rollups（如Optimism、Arbitrum）和ZK-Rollups（如zkSync、StarkNet），Rollups可以将TPS提升至数百甚至数千笔，一些ZK-Rollups项目声称可以达到数千TPS，而Optimistic Rollups通常也能达到数百TPS。
   • 侧链（Sidechains）：如Polygon PoS，它们是与以太坊主网平行的区块链，拥有自己的共识机制，可以独立处理大量交易,并通过桥接技术与主网交互。

2. Layer 1 扩容方案（链上扩容）：

   • 分片（Sharding）：这是以太坊2.0路线图中的核心升级之一，通过将以太坊网络分割成多个并行的“分片”，每个分片可以独立处理交易和智能合约，从而显著提高整个网络的并行处理能力，一旦分片技术全面实施，以太坊主网的TPS有望提升至数万甚至更高,这将从根本上解决可扩展性问题。

TPS只是其中一个维度

以太坊当前主网（Layer 1）的平均TPS大约在15-30笔左右，但在实际应用中会受到网络状况和交易复杂度的影响，这并不意味着以太坊的性能受限，通过Layer 2扩容方案的广泛应用和未来Layer 1分片技术的实施，以太坊的整体TPS将得到极大的提升,足以支撑大规模的商业应用和全球用户的日常使用。

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