為方便討論，我們將重點說一說迄今為止最為廣泛使用和研究的區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用的代表一比特幣和以太坊。YIi-Huomo等人的研究成果可以用作檢驗區(qū)塊鏈技術(shù)的重要參考。其中總結(jié)了近期區(qū)塊鏈技術(shù)的進展，并指出了區(qū)塊鏈系統(tǒng)固有的局限性。雖然他們的研究完全集中在討論比特幣的文獻上，但這一發(fā)現(xiàn)在我們的討論中也同樣適用， 其中一些關(guān)鍵指標來自于Swan。

研究指出了現(xiàn)今區(qū)塊鏈系統(tǒng)的七大局限性：

- Throughput交易吞吐量

-Latency延遲

-Size and Bandwidth大小和帶寬

-Security 安全性

-Usability可用性

-Wasted Resources浪費資源

-Versioning， Hard Forks， and Multiple Chains版本控制、硬分叉和多鏈

Throughput交易吞吐量

典型的區(qū)塊鏈（如比特幣）需要10分鐘或更長的時間來確認交易，平均交易速率約為每秒4個交易，最高可達每秒7個交易。以太坊每秒可以處理10個或更多交易，確認時間也比在比特幣網(wǎng)絡(luò)上快10倍。然而對比VISA交易網(wǎng)絡(luò)，就能青楚看出當前區(qū)塊鏈交易吞吐量的局限性，VISA 可在幾秒鐘內(nèi)確認交易，平均每秒處理2000個交易，每秒交易量最高可達65000個。從這些指標可以看出，與傳統(tǒng)的中心化支付網(wǎng)絡(luò)（如VISA）相比當今使用最多的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的交易吞吐量也還存在著很大的差距。限制區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)交易吞吐量的主要因素是節(jié)點間的延遲。人們雖然已經(jīng)做出一些積極的嘗試，并試圖解決這個問題，比如比特幣所采用的閃電網(wǎng)絡(luò)，以及已經(jīng)作為一個微版本在以太坊區(qū)塊鏈上運行的雷電網(wǎng)絡(luò)等，但就一個可行的長期解決方案各方還沒有達成共識。

Latency延遲

如上所述，因為網(wǎng)絡(luò)的最大交易吞吐量受到節(jié)點間延遲的限制，延遲也就成為了區(qū)塊鏈的限制因素。如果節(jié)點之間存在較高的延遲，礦工則更有可能是在舊塊上進行采礦。在比特幣網(wǎng)絡(luò)上，一個塊同步到50%的節(jié)點的平均時間不到2秒，同步到90%的節(jié)點大約需要13秒（截至2017年4月）。而在以太坊上，同步到50%的節(jié)點的平均時間小于1秒，同步到90%的節(jié)點大約在10秒內(nèi)。對于比特幣來說，出塊時間與網(wǎng)絡(luò)同步時間的比值很大，說明節(jié)點間的延遲尚不構(gòu)成一個大的限制因素，而以太坊的出塊間隔時間較短，在同步上耗費過多時間就會更有問題。不過以太坊采用了基于GHOST協(xié)議的算法來激勵礦工在最長的鏈上進行采礦，而不是試圖使用高延遲和低間隔時間去產(chǎn)生分鏈。

Size and Bandwidth大小和帶寬

在討論大小和帶寬時，必須考慮到兩個問題：整個區(qū)塊鏈的物理數(shù)據(jù)的大小，以及通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的單個塊的大小。根據(jù)要求，作為一個能挖出新塊并與區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)交互的完全節(jié)點，必須保留- -份完整區(qū)塊鏈的本地副本。很顯然，對保留這份副本的存儲空間大小的要求是與鏈上的區(qū)塊數(shù)量成正比的，這就有可能導(dǎo)致中心化，因為如果區(qū)塊鏈變得足夠大時，將只有少數(shù)幾個節(jié)點有能力進行塊的操作。此外，當交易量開始突破可用帶寬的限制，再加上塊容量大小的限制，礦工費會顯著增加，為了達到更大的吞吐量，這可能需要修改核心協(xié)議，獲得更大的塊容量或更短的塊確認時間。面對這種情況，必須進行核心協(xié)議的修改，但是導(dǎo)致的硬分叉通常又是很難接受的。

Security安全性

工作量證明（PoW）區(qū)塊鏈的最大賣點就是技術(shù)上很難被破解。攻擊者若想要修改已經(jīng)出現(xiàn)在區(qū)塊鏈上的塊，他們需要重做該塊以及后續(xù)所有塊的工作量證明。為了實現(xiàn)這樣的攻擊至少需要全網(wǎng)51%的哈希算力，因此也稱為“51%攻擊”。而這顯然不太可能發(fā)生，因為擁有51%的算力所產(chǎn)生的采礦收益遠比用來攻擊獲得的收益大。

Usability可用性

在比特幣區(qū)塊鏈上，大約每十分鐘就會打包交易生成區(qū)塊，但是之后通常需要等待50分鐘甚至更久來進行后續(xù)對交易的確認。這就類似于在現(xiàn)實世界中，從商店買了東西，卻要等待-個小時排隊付款。 對于一個希望在真實世界中實時應(yīng)用的程序，這顯然是不可接受的。

Wasted Resources浪費資源

比特幣對電力乃至環(huán)境的影響相當大。按照現(xiàn)在的估計，驗證一筆交易需要249千瓦時的電力，比特幣區(qū)塊鏈上的礦工每年要消耗32太瓦時的電力來持續(xù)不斷地開采出新的塊。雖然相對來說以太坊消耗電力較低，但其能量消耗和對環(huán)境的影響仍然很大。實際上，如果將維持比特幣和以太坊正常運作的電力加起來，足以為新西蘭供一年的電力。 目前已經(jīng)有人試圖改變工作量證月（PoW） 的區(qū)塊鏈，取而代之的是權(quán)益證明（PoS）， 以太坊就是其最突出的支持者。

Versioning， Hard Forks， and Multiple Chains版本控制、硬分叉和多鏈

區(qū)塊鏈分叉帶來的主要問題是共識機制和安全性的缺失。舉兩個極端的例子，-邊是一個嚴重膨脹、占用了地球100%的可用算力的區(qū)塊鏈，另一邊是100個互相競爭的鏈，各自擁有1%的可用算力。硬分叉通常是由于共識機制被破壞導(dǎo)致的另一種不太受歡迎的結(jié)果。區(qū)塊鏈會因為其生態(tài)系統(tǒng)中不同干系人的不同意識形態(tài)產(chǎn)生分裂，或分叉鏈。比較著名的例子有因為比特幣的擴展問題致使其不能成為一種便捷廉價的電子現(xiàn)金，從而分裂出比特現(xiàn)金（BCH），以及以太坊經(jīng)典（ETC）， 也是從以太坊區(qū)塊鏈中各種意識形態(tài)不一致，無法達成共識的基礎(chǔ)上分裂而來。不過硬分叉并不總是因為意識形態(tài)的分裂，很多時候也來自區(qū)塊鏈系統(tǒng)核心協(xié)議的變更，比如以太坊2017年的大都會升級。硬分叉形成后，原鏈上的哈希算力仍然存在。但是在無法達成共識分裂產(chǎn)生的硬分叉中，哈希算力被分給兩條互相競爭的鏈，使得鏈安全級別都降低了且易受到攻擊。