在区块链的世界里,一个常见且重要的问题便是:某个公链每秒钟能够处理多少笔交易?这个指标,通常被称为“每秒交易次数”(Transactions Per Second,简称 TPS),是衡量一条区块链网络性能和承载能力的关键参数,对于以太坊(Ethereum)—— 这颗加密世界的“超级巨星”而言,其TPS更是备受关注,因为它直接关系到用户的交易体验、网络拥堵状况以及整个生态系统的未来发展。

以太坊的“原版”TPS:一个动态的数字

要回答以太坊每秒能处理多少笔交易,首先需要明确的是,这个数字并非一成不变的固定值,它受到多种因素的影响,主要包括:

  1. 区块大小与出块时间:以太坊的每个区块能容纳多少笔交易,以及每隔多长时间产生一个新区块,是决定TPS的基础,在以太坊合并(The Merge)之前,采用的是工作量证明(PoW)机制,平均出块时间约为13-15秒,每个区块的“gas limit”( gas上限)决定了该区块能承载的交易总量和复杂程度,如果交易简单,gas limit高,单个区块就能容纳更多交易,TPS就会上升;反之则下降。

  2. 交易复杂度与Gas消耗:以太坊上的每一笔交易都需要消耗一定量的“Gas”(燃料),Gas的多少取决于交易的复杂程度,一个简单的ETH转账消耗的Gas较少,而一个涉及复杂智能合约交互(如去中心化交易所DEX交易、NFT铸造)的交易则会消耗更多Gas,在区块gas limit固定的情况下,简单交易占比高,TPS就高;复杂交易占比高,TPS就低。

  3. 网络拥堵程度:当以太坊网络非常拥堵时(比如热门NFT项目发售、DeFi协议高收益活动期间),大量用户同时提交交易,导致gas费飙升,为了确保交易被打包,用户会愿意支付更高的gas费,这使得矿工(或验证者)优先打包gas费高的交易,虽然可能仍有大量交易待处理,但由于每个区块的gas limit限制,实际确认的交易数量可能并不会显著增加,甚至因为gas费过高导致部分小额交易被延迟或丢弃,TPS感知上可能反而受影响。

以太坊合并之前,其平均TPS通常被认为在15-30笔左右,但在网络极度拥堵时,TPS可能会有波动,但受限于区块大小和出块时间,很难有质的飞跃,这个瓶颈也是以太坊社区积极推动升级的重要原因之一。

以太坊升级后的TPS:向着更高性能迈进

以太坊合并(从PoW转向PoS)以及后续的持续升级,如伦敦升级(EIP-1559)、柏林升级等,以及最重要的合并(The Merge)上海升级(The Shapella Upgrade),以及正在推进的分片(Sharding)计划,都旨在提升以太坊的性能和可扩展性。

  • 合并本身对TPS的直接提升有限:合并主要是将共识机制从PoW改为PoS,降低了能耗,并提高了网络的安全性和去中心化程度,但在TPS方面,初期并未带来数量级的提升,因为区块大小和出块时间等基本参数在合并后并未立即改变。
  • 未来分片(Sharding)是TPS飞跃的关键:真正能大幅提升以太坊TPS的核心技术是分片,分片技术将把以太坊网络分割成多个并行的“链”(分片),每个分片都能处理自己的交易和智能合约,从而显著增加整个网络的并行处理能力,据以太坊基金会预计,通过分片技术,以太坊的最终TPS有望达到数万笔甚至更高,这将极大地提升网络的承载能力,满足未来大规模应用的需求。

当前以太坊TPS的实际体验

尽管理论TPS有瓶颈,但用户在实际使用中感受到的TPS还与以下因素相关:

  • 确认时间:交易被打包进区块的速度。
  • Gas费:交易被优先处理的速度。 在非拥堵时期,以太坊的交易确认相对较快,Gas费也处于合理水平,用户体验良好,但在拥堵时期,即使TPS没有下降,用户也可能因为需要支付高额Gas费而感受到“慢”和“贵”。