在区块链的世界里,每秒交易量(Transactions Per Second,简称TPS)是衡量一个公链性能和承载能力的关键指标之一,长期以来,以太坊作为智能合约平台的领军者,其TPS问题一直是社区开发者、用户乃至整个行业关注的焦点,以太坊“最大的TPS”究竟是多少?这个问题答案并非一成不变,它既受限于以太坊当前的设计,也随着技术的迭代和升级而不断被改写。

以太坊的“原罪”:PoW共识下的TPS瓶颈

在以太坊从PoW(工作量证明)向PoS(权益证明)过渡之前,其TPS一直被广泛认为是“痛点”,在PoW机制下,以太坊的出块时间大约为13-15秒,每个区块的Gas Limit( gas消耗上限)也相对有限,这导致:

  • 理论TPS较低:简单计算,假设一个区块包含约1500万Gas,每笔简单转账(如ETH转账)约消耗21,000 Gas,那么一个区块大约可以处理714笔转账,按13秒一个区块计算,理论TPS约为55,如果考虑更复杂的智能合约交易,消耗Gas更多,实际TPS会更低,通常在15-30 TPS之间波动。
  • 网络拥堵与高Gas费:当链上交易需求旺盛时,Gas Limit会成为瓶颈,导致交易积压,用户为了让自己的交易被优先打包,不得不提高Gas Price,从而推高了网络费用,也使得“用不起以太坊”的抱怨屡见不鲜。

这个时期的以太坊,其“最大的TPS”受限于PoW共识的安全性与去中心化权衡,以及区块Gas Limit的设计,难以满足大规模商业应用的需求,也催生了Layer 2扩容方案的迫切需求。

The Merge:PoS带来的TPS“量变”

2022年9月,以太坊完成了“The Merge”升级,从PoW转向PoS共识机制,这一转变对TPS产生了直接影响:

  • 出块时间缩短:PoS共识下的出块时间稳定在12秒左右,比之前略有缩短。
  • 理论TPS小幅提升:出块时间的缩短直接提升了单位时间内可能处理的交易数量上限,如果区块Gas Limit不变,理论TPS会相应提升至约60左右。

PoS本身并没有从根本上解决以太坊主网的TPS瓶颈,区块Gas Limit依然是主要的制约因素,The Merge带来的TPS提升更多是“量变”而非“质变”,以太坊主网的“最大TPS”在PoS初期,依然在几十这个量级徘徊,未能实现突破性增长。

突破的关键:区块Blob与EIP-4844的“质变”

真正为以太坊TPS带来“质变”希望的,是EIP-4844(也称为“Proto-Danksharding”)提案的实施,EIP-4844引入了一种新的交易数据类型——“Blob交易”(Blob Transaction)。

  • Blob交易的作用:Blob交易允许Rollup等Layer 2解决方案将大量计算数据(称为“数据Blob”)存储在以太坊主网上,而不是将所有交易数据都直接记录在主链的Calldata中。
  • 大幅降低成本:Blob数据的存储成本远低于Calldata,这意味着Layer 2向主桥接数据的费用将大幅降低。
  • 提升Layer 2 TPS:Layer 2是解决以太坊TPS不足的核心方案,它们在主链之下进行交易计算和批处理,然后将结果提交到主链,Blob数据的低成本,使得Layer 2可以处理更多的交易,并将更频繁、更大量地提交数据到主链,从而极大地提升了整个以太坊生态(尤其是Layer 2)的总TPS。

虽然EIP-4844本身并不直接提升以太坊主网的“原生TPS”(即主网直接处理的交易数),但它通过赋能Layer 2,使得“以太坊生态系统”的最大TPS得到了数量级的提升,一些主流的Layer 2解决方案(如Arbitrum, Optimism, zkSync, StarkNet等)在EIP-4844实施后,其单链TPS已经可以达到数千甚至上万TPS,整个以太坊生态的总TPS更是轻松突破数万TPS,高峰时期甚至可达数十万TPS,这已经远超许多传统中心化支付系统的处理能力。

未来展望:分片与持续的性能优化

EIP-4844是扩容道路上的重要一步,但并非终点,以太坊的路线图中,还有更宏大的计划:

  • 分片技术(Sharding):这是以太坊扩容的“终极武器”之一,通过将以太坊网络分割成多个并行的“分片链”,每个分片链都可以独立处理交易和智能合约,从而将整个网络的TPS提升数倍甚至数十倍,虽然完全的分片实现尚需时日,但EIP-4844中的Blob可以被看作是“分片”的雏形,为未来的完整分片奠定了基础。
  • 持续的性能优化:包括但不限于改进共识算法、优化虚拟机(EVM)、提升网络效率等,这些都将从不同角度为以太坊TPS的提升贡献力量。

以太坊“最大的TPS”是一个动态变化的概念,在PoW时代,它受限于共识机制和区块设计,停留在个位数到数十位;The Merge使其略有提升;而EIP-4844及Layer 2的崛起,则使得“以太坊生态系统”的最大TPS实现了飞跃,达到了数万甚至更高的量级。