Hedera 与传统区块链的比较：性能、吞吐量与公平性

Yael

/2025年11月4日

要点总结

• Hedera采用Hashgraph结构，提供高吞吐量和快速最终确定性。

• 传统区块链如比特币和以太坊依赖于不同的共识机制，存在性能和公平性挑战。

• Hedera的设计旨在减少交易排序操纵，提供协议级别的公平性。

• 选择区块链技术应基于应用需求，如延迟、吞吐量和治理结构。

公开账本早已超越了「一刀切」的区块链模式。Hedera Hashgraph 作为其中一个备受瞩目的替代方案，以其基于有向无环图（DAG）的共识机制，承诺提供高吞吐量、快速的最终确定性和可验证的公平性。本文将 Hedera 与比特币和以太坊等传统区块链进行比较，重点关注性能、吞吐量以及交易排序的公平性，并探讨这些差异对开发者、企业和用户意味着什么。

核心摘要

架构： Hedera 采用 Hashgraph DAG 和虚拟投票；区块链则使用线性区块和基于领导者或委员会的共识。
性能： Hedera 侧重于高吞吐量和低延迟的最终确定性；以太坊通过 Rollups 进行扩展；比特币则在原始 TPS 之外优先考虑简洁性和安全性。
公平性： Hedera 的共识时间戳和虚拟投票旨在减少排序操纵；在区块链上，MEV（矿工可提取价值）和矿工/验证者排序权仍然是积极的缓解领域。
治理： Hedera 目前由一个理事会运行许可制的验证节点；比特币/以太坊是无需许可的，拥有更广泛的验证者集合。
适用场景： 根据您的应用程序在一致性、延迟、排序和去中心化方面的需求进行选择。

架构：Hashgraph 与链

传统区块链由一系列按顺序排列的区块组成。共识通常需要网络提议一个区块（由矿工/验证者完成）并获得网络接受，这在每一轮都会产生一个固有的领导者或提议者角色。相比之下，Hedera 的 Hashgraph 结构允许节点「八卦」交易，构建事件历史的 DAG，并通过虚拟投票达成共识，而无需在链上广播投票。其底层设计在 Leemon Baird 的原始论文中有所阐述，该论文也对其 aBFT（异步拜占庭容错）属性进行了形式化。详情请参阅《Swirlds Hashgraph 共识白皮书》。

阅读： 《Swirlds Hashgraph 共识白皮书》（关于 aBFT、公平性、虚拟投票） https://www.swirlds.com/downloads/whitepapers/hashgraph-consensus-whitepaper.pdf
背景： Hashgraph 概述 https://en.wikipedia.org/wiki/Hashgraph

数据结构和投票机制上的这种差异，是 Hedera 性能和公平性特点的基础。

共识与安全：aBFT 对比概率性最终确定性

比特币： 工作量证明（Proof-of-Work）机制，具有概率性最终确定性。交易在经过多次确认后变得「最终」，使得重组风险微乎其微，但并非数学上不可能。背景参考：比特币可扩展性。
以太坊（合并后）： 权益证明（Proof-of-Stake）机制，采用 Casper FFG 最终确定性。以太坊还依赖 Rollups 来提高吞吐量和优化成本；2024 年的 Dencun 升级（EIP-4844）降低了 Rollups 的数据成本，并为进一步扩展奠定了基础。 https://blog.ethereum.org/2024/03/13/dencun-on-mainnet
Hedera： 异步拜占庭容错（aBFT）共识，通常在几秒钟内提供快速、确定性的最终确定性。其设计旨在应对任意网络延迟和拜占庭攻击者，具体细节请参阅上述白皮书。

每种方法在开放性、复杂性、性能和操作要求之间都存在权衡。

实际的吞吐量与延迟

比特币： 其基础层吞吐量有意受到限制，以优化基础层的去中心化和安全性。支付通道和 Layer 2 解决方案等概念虽然存在，但并未改变 L1 的基本特性。参考：比特币可扩展性。
以太坊： 其策略是模块化的：将执行层推送到 Layer 2 Rollups，并将 L1 作为安全的结算层。如今，Rollups 处理了大部分活动，其持续吞吐量可以在 L2Beat 的活动追踪器等公共仪表板上看到。 https://l2beat.com/scaling/activity
Hedera： 其网络服务（用于代币的 HTS、用于共识消息的 HCS 以及与 EVM 兼容的智能合约）专为高吞吐量和低延迟的最终确定性而设计，实时交易数量可在 Hedera 浏览器上查看。 https://hashscan.io/mainnet

虽然原始 TPS（每秒交易量）数字常被用作营销缩略语，但最终确定性延迟和负载下的稳定性更有意义。Hedera 的 DAG 设计和虚拟投票帮助其快速确认交易，而无需等待多个区块确认；相比之下，以太坊目前的性能来自于众多 Rollups 的聚合吞吐量（L1 最终确定性是另一个独立考虑因素）。

公平性与交易排序

公平排序是 Hedera 设计的核心支柱。通过结合「八卦的八卦」和共识时间戳，Hedera 旨在反映交易在网络中的实际到达顺序，从而更难让任何单一方为了牟利而操纵排序。请参阅上述 Hashgraph 论文中的学术论述。

在传统区块链上，排序由区块提议者（矿工/验证者）控制。这导致了 MEV（矿工可提取价值）的出现，即复杂的参与者通过重排、插入或审查交易来获取价值。以太坊社区已开发出诸如提议者-构建者分离（PBS）和订单流拍卖等概念来缓解 MEV，但这仍然是一个持续的挑战和研究前沿。概览请参阅： https://ethereum.org/en/developers/docs/mev/

简而言之：

Hedera： 共识时间戳和虚拟投票创建了一种协议级别的公平排序概念。
区块链： MEV 感知的工具和市场机制试图减少有害的排序，但提议者的权利仍然是控制的焦点。

成本与能源消耗

比特币： 其能源消耗源于其设计上的工作量证明机制。
以太坊： 转向权益证明极大地降低了能源消耗，Rollups 进一步提高了用户层面的成本，尤其是在 Dencun 升级之后。
Hedera： 其共识不依赖于挖矿，并且网络强调环境效率。请参阅 Hedera 的可持续性资源： https://hedera.com/sustainability

费用和成本的可预测性也各不相同：

比特币： 拥堵时费用会飙升。
以太坊： 基础层费用变动较大；Rollups 提供更便宜的执行，但以概率性时间和跨域考虑结算到 L1。
Hedera： L1 服务费用低廉且可预测，确认速度快，且无外部排序器。

治理与去中心化权衡

比特币和以太坊： 是无需许可的。任何人，只要满足硬件和质押/挖矿要求，都可以参与验证，这有助于抵抗审查和保持中立，尽管实际操作中规模和专业化仍然具有优势。
Hedera： 目前采用一个由全球性组织组成的理事会来运行许可制的验证节点，理事会负责网络的方向和稳定。请参阅： https://hedera.com/council

这种模式对偏好问责制治理和可预测运营的企业具有吸引力，但它与比特币/以太坊的开放验证者集合有所不同。

开发者体验与工具

以太坊： 其 EVM 拥有最丰富的工具和开发者社区。随着 Rollups 的发展，部署模式越来越多地首先针对 L2，并将 L1 用于结算。Dencun 升级通过降低数据可用性成本加速了这一趋势。 https://blog.ethereum.org/2024/03/13/dencun-on-mainnet
Hedera： 提供与 EVM 兼容的智能合约服务，以及原生的代币和服务（HTS/HCS），这些服务在性能和成本上可能优于在智能合约中实现相同逻辑。原生服务通常非常适合高吞吐量的代币、稳定币、供应链证明和合规的企业工作流。 https://hedera.com

在 Hedera 上选择原生服务还是 EVM 智能合约，通常取决于性能需求、复杂性和可移植性。

何时选择何种方案

如果您的应用程序需要以下特性，可以考虑 Hedera：

可预测的低延迟和一致的最终确定性
高吞吐量的原生代币或消息操作
协议级别的公平排序
企业级的治理保障

如果您的应用程序需要以下特性，可以考虑传统区块链（加上 Rollups）：

最大的无需许可性和验证者去中心化
Rollups 上丰富的 EVM 流动性和组合性
与以太坊的模块化路线图和 MEV 感知工具保持一致

在许多情况下，跨链策略是明智的：使用 Hedera 进行高速、公平排序的操作，并桥接到以太坊 L2 以获得流动性和 DeFi 可组合性。

风险与待解问题

Hedera 目前的验证者集合是在理事会的许可下运行的；进一步去中心化的程度和时间表对某些用例很重要。请关注官方路线图的沟通： https://hedera.com
在以太坊上，MEV 缓解、包含列表和 PBS 的完善是活跃的研究领域；应用程序构建者必须保持对 MEV 的警惕。 https://ethereum.org/en/developers/docs/mev/
跨链桥和互操作性会引入新的信任和延迟假设；在组合网络时要仔细设计。

构建者的实用建议

基准测试： 根据您的实际工作负载进行基准测试（突发 vs. 持续吞吐量、最终确定性延迟、排序敏感性）。
排序公平性： 决定您是否需要协议强制执行的公平性，还是可以依赖 MEV 市场和缓解工具。
以太坊 L2： 如果在以太坊上部署，请使用社区指标和活动仪表板评估 L2。 https://l2beat.com/scaling/activity
Hedera 原生服务： 在 Hedera 上，测试原生服务（HTS/HCS）是否能以更快的速度和更低的成本替代链上合约逻辑。 https://hashscan.io/mainnet

跨网络资产安全

无论您使用何种执行环境，私钥安全都是不容谈判的。如果您持有跨 DAG 网络和区块链的资产或管理金库，请考虑使用硬件钱包，将密钥与您的在线堆栈隔离。OneKey 提供开源固件、多链支持和安全元件保护，使其成为需要可靠冷存储的团队和个人在 Hedera 或 EVM 生态系统中进行构建和运营的实用选择。在 OneKey 官方网站了解更多信息。