问题

尽管区块链领域飞速发展，但仍有一些关键问题限制了去中心化技术的潜能。为了理解Fuel的重要性，我们必须首先审视当前区块链面临的主要挑战。

性能瓶颈

性能瓶颈可以通过不同的方式来衡量，例如最终性速度、总执行负载容量、每秒交易量（TPS）和成本效益。然而，像以太坊这样的传统网络在这几个方面难以高效地扩展。

关键问题之一是负载。以太坊的计算开销限制了其处理能力，从而限制了每秒交易数（TPS）、每个Gas单位的计算单元和整体执行能力。证明交易的加密证据占据了大部分计算资源。例如，EVM承担了显著的加密负担，因为它需要在每次交易后验证和更新状态树。以太坊的执行层通过未能优化底层硬件进一步加剧了这种低效，造成了不必要的计算开销。

这些计算的顺序执行进一步限制了吞吐量。如果去除状态树而只关注EVM计算，以太坊理论上可以达到每秒10,000 TPS。但实际上的瓶颈来自于执行侧和为状态验证所需的加密证据。Fuel通过移除对状态树的需求并使计算能够并行运行，大幅提升了效率。Fuel不仅提高了执行效率，还允许横向扩展，使得系统对用户更加友好，不会增加成本或限制吞吐量。

成本效益依然是个问题。以太坊的交易费常有波动，尤其在网络拥堵时会急剧上升。这种不可预测性对开发者和用户都造成了伤害，限制了他们可以扩展的应用类型。

区块链可拓展性的困境

许多区块链项目试图通过增加节点的硬件要求来实现可扩展性。这种方法往往让用户参与变得更加昂贵，排挤了小型用户，并危及去中心化。可扩展性不仅仅需要渐进式的改进；它要求对交易和区块处理进行根本性的改变，以提高效率而不增加网络的计算负担。

像以太坊这样的早期区块链是以串行方式处理交易，逐个执行。这种线性模型严重限制了现代多核处理器上本应具有的并行处理性能。

并行性，即同时处理多个交易的能力，是解决区块链可扩展性的最有希望的方法之一。但是，启用并行交易执行需要谨慎管理状态访问。如果两个交易尝试访问相同的状态（比如尝试花费相同的资金），它们就不能并行处理。这导致了许多区块链中的复杂机制，要么试图预测状态冲突，要么重新处理冲突的交易。

Fuel通过采用UTXO模型而不是以太坊的账户模型解决了这些问题。在这种模型中，每一笔交易定义了自己的状态形式，即未花费的交易输出，消除了冲突状态访问的风险。因此，Fuel可以安全地并行化交易执行，大幅提高吞吐量而不影响安全性。对于开发者而言，这种复杂性被抽象掉了，使得他们可以无缝构建应用，无需直接管理UTXOs。

Fuel的架构引入了称为谓词的无状态原语，增强了效率并简化了状态管理。这种无状态性使得谓词可以轻松并行处理，实现了高并发的交易执行。谓词可以在单个交易中执行多个操作，同时确保与其他交易的冲突避免。谓词不在执行之间维持状态信息，从而实现高效的并行处理，极大地提升了吞吐量。Fuel的独特架构实现了重要的性能提升，推动了可扩展的真实世界去中心化应用。

状态增长以及可持续性

区块链的增长膨胀了状态大小。状态涵盖了区块链存储的数据：账户余额、智能合约字节码和dApp互动。不受控制的状态增长呈指数级爆炸，威胁到系统的稳定性。每个新交易都会添加更多数据，这种积累增加了节点运营商的负担。随着状态变大，节点必须存储和管理越来越多的数据，导致更高的硬件要求，可能威胁到去中心化。

以太坊目前正面临着状态膨胀的问题，许多核心开发者认为这是网络最紧迫的扩展问题。随着状态的增长，节点必须存储越来越多的数据，增加了硬件要求。生态系统持续探索可能的解决方案，如无状态和状态过期，但尚未完全实施任何方案。以太坊的向后兼容性限制了激进的创新，而Fuel的灵活性则允许更多的灵活性和可扩展的解决方案。

Fuel直接应对状态增长，通过操作码定价最小化不必要的数据累积，鼓励开发者优化他们的应用程序。通过精简数据存储和管理，Fuel减少了节点必须维护的状态，减轻了运营商的负担。其架构高效地处理数据，确保即使在处理交易时状态也保持可控。我们的方法保留了去中心化和易用性，使得网络可以在不受控的状态增长挑战下扩展。

区块链间的互操作性以及流行性碎片化

当今多链世界的另一个主要问题是互操作性。以太坊统一的状态机通过启用应用组合、通用资产访问和无缝的dApp互动而取得了巨大的成功。然而，以太坊的拥堵已经驱使用户迁移到其他L1和L2，导致了生态系统的碎片化。每条新链都带来了自己的一系列挑战，包括需要单独的钱包、代币桥接和入门流程。

Fuel旨在通过将互操作性作为核心重点来重新统一碎片化的生态系统。尽管有关于短期碎片化的担忧，Fuel的新VM和工具集旨在长期减少生态系统的分割。与多数受限于EVM的rollup项目不同，Fuel的架构更加灵活，允许创新的设计选择，以实现跨多个链的无缝交互，同时保持与以太坊的完全兼容性。Fuel的交易模型和区块设计简化了跨链集成，使得资产和数据在链间的移动更容易管理。

Fuel提议的共享排序器设计优先考虑速度和效率，快速处理跨链交易。快速的排序机制让开发者得以构建多功能且低延迟的跨链应用，缓解了常见的多链碎片化现象。

Fuel独特的交易和区块架构进一步增强了互操作性，通过提供收据根和智能合约状态根的形式的执行证据。可验证的证明促进了与Fuel的跨链互动，提升了用户体验和跨链流动性。

未来：一个去中心化以及模块化的世界

性能限制、糟糕的可扩展性、不可持续的状态增长和最低限度的互操作性困扰着当前的区块链景观。这些问题威胁着区块链的去中心化，并限制了蓬勃发展的应用。Fuel的创新——基于UTXO的并行性、模块化架构和跨链能力——克服了这些限制，设定了新的区块链基础设施标准。