Hedera 與傳統區塊鏈：效能、吞吐量與公平性比較

Yael

/2025年11月4日

重點總結

• Hedera使用hashgraph架構，提供高吞吐量和低延遲的最終確定性。

• 傳統區塊鏈依賴於礦工排序，存在MEV問題。

• Hedera的共識時間戳記和虛擬投票確保交易排序的公平性。

• 根據應用需求選擇Hedera或傳統區塊鏈，考慮延遲、排序和治理等因素。

公開帳本已超越「一刀切」的區塊鏈模式。Hedera Hashgraph 是其中一個最突出的替代方案，透過基於有向無環圖 (DAG) 的共識，承諾高吞吐量、快速的最終確定性及可驗證的公平性。本文將 Hedera 與比特幣 (Bitcoin) 和以太坊 (Ethereum) 等傳統區塊鏈進行比較，重點關注效能、吞吐量和交易排序的公平性，以及這些差異對開發者、企業和用戶的意義。

簡而言之 (TL;DR)

架構： Hedera 使用 hashgraph DAG 與虛擬投票；區塊鏈使用線性鏈和基於領導者或委員會的共識。
效能： Hedera 優先考慮高吞吐量和低延遲的最終確定性；以太坊透過 Rollups 進行擴展；比特幣在原始 TPS（每秒交易數）之上優先考慮簡潔性和安全性。
公平性： Hedera 的共識時間戳記和虛擬投票旨在減少排序操作；在區塊鏈上，MEV（礦工可提取價值）和礦工/驗證者排序權仍然是積極的緩解領域。
治理： Hedera 的理事會 (Governing Council) 目前運行許可制的驗證節點；比特幣/以太坊是無需許可的，擁有更廣泛的驗證節點集合。
適用場景： 根據您的應用程式在一致性、延遲、排序和去中心化方面的需求進行選擇。

架構：Hashgraph 對比 Chain

傳統區塊鏈形成單一路徑的區塊鏈。共識通常需要提出一個區塊（由礦工/驗證者提出），並由網絡接受，從而產生每輪固有的領導者或提案者角色。相比之下，Hedera 的 hashgraph 架構允許節點「傳播」交易，構建事件歷史的 DAG，並透過虛擬投票達成共識，而無需在鏈上廣播投票。底層設計在其原始論文中有所闡述，該論文也詳細說明了其 aBFT（異步拜占庭容錯）特性。有關詳細資訊，請參閱 The Swirlds Hashgraph Consensus Whitepaper。

閱讀： The Swirlds Hashgraph Consensus Whitepaper (aBFT、公平性、虛擬投票) https://www.swirlds.com/downloads/whitepapers/hashgraph-consensus-whitepaper.pdf
背景： Hashgraph 概述 https://en.wikipedia.org/wiki/Hashgraph

數據結構和投票機制的這些差異，構成了 Hedera 效能和公平性特點的基礎。

共識與安全性：aBFT 對比機率性最終確定性

比特幣： 工作量證明 (Proof-of-Work) 結合機率性最終確定性。交易在多次確認後變得「最終」，將重組風險降至可忽略不計，但並非數學上不可能。有關背景，請參閱 Bitcoin scalability background。 https://en.wikipedia.org/wiki/Bitcoin_scalability_problem
以太坊 (合併後)： 權益證明 (Proof-of-Stake) 結合 Casper FFG 最終確定性。以太坊還依賴 Rollups 來提高吞吐量和優化成本；Dencun 升級 (EIP-4844) 在 2024 年降低了 Rollups 的數據成本，並為進一步擴展奠定了基礎。 https://blog.ethereum.org/2024/03/13/dencun-on-mainnet
Hedera： 異步拜占庭容錯 (aBFT) 共識，通常在幾秒鐘內提供快速、確定性的最終確定性。該設計旨在應對任意網絡延遲和拜占庭行為者的挑戰，如上述白皮書所述。

每種方法都會在開放性、複雜性、效能和營運需求之間做出權衡。

實際吞吐量與延遲

比特幣： 其基礎層吞吐量故意受限；它優先考慮基礎層的去中心化和安全性。支付通道和 Layer 2 解決方案等概念確實存在，但無法改變 L1 的基本原則。參考： https://en.wikipedia.org/wiki/Bitcoin_scalability_problem
以太坊： 其策略是模組化的：將執行推送到 Layer 2 Rollups，並將 L1 作為安全的結算層。如今，Rollups 處理大部分活動，持續的吞吐量可在 L2Beat 的活動追蹤器等公開儀表板上看到。 https://l2beat.com/scaling/activity
Hedera： 其網絡服務（HTS 用於代幣、HCS 用於共識消息，以及 EVM 兼容的智能合約）專為高吞吐量和低延遲最終確定性而設計，實時交易數量可在 Hedera 瀏覽器上查看。 https://hashscan.io/mainnet

雖然原始的 TPS 數字通常是市場行銷的簡稱，但最終確定性延遲和負載下的 itnesst_consistency_ 更有意義。Hedera 的 DAG 設計和虛擬投票有助於其快速確認交易，而無需等待多次區塊確認；而以太坊今天的效能來自於眾多 Rollups 的總體吞吐量（L1 最終確定性是另一獨立考量）。

公平性與交易排序

公平排序是 Hedera 設計的核心支柱。透過結合「傳播關於傳播」和共識時間戳記，Hedera 旨在反映交易在網絡上的實際到達順序，從而更難讓任何單一方操縱排序以獲取利潤。請參閱上述 hashgraph 論文中的學術論述。

在傳統區塊鏈上，排序由區塊提案者（礦工/驗證者）控制。這催生了礦工可提取價值 (MEV)，其中複雜的參與者重新排序、插入或審查交易以獲取價值。以太坊社區已開發出提案者-構建者分離 (proposer-builder separation) 和訂單流拍賣 (orderflow auctions) 等概念來緩解 MEV，但這仍然是一個持續的挑戰和研究前沿。概述請參閱： https://ethereum.org/en/developers/docs/mev/

簡而言之：

Hedera： 共識時間戳記和虛擬投票創造了一種協議級別的公平排序概念。
區塊鏈： 具有 MEV 意識的工具和市場機制試圖減少有害的排序，但提案者權利仍然是控制的中心。

成本與能源消耗

比特幣： 其能源消耗源於其工作量證明設計。
以太坊： 轉換為權益證明大大降低了能源消耗，而 Rollups 則提高了用戶層級的成本，尤其是在 Dencun 升級之後。
Hedera： 其共識不依賴於挖礦，網絡強調環境效率。請參閱 Hedera 的可持續發展資源： https://hedera.com/sustainability

費用和成本可預測性也各不相同：

比特幣： 擁塞時費用會飆升。
以太坊： 基礎層費用各不相同；Rollups 提供更便宜的執行，但以機率性時間和跨領域考量進行結算。
Hedera： L1 服務費用低廉且可預測，確認速度快，且沒有外部排序器。

治理與去中心化權衡

比特幣和以太坊： 是無許可的：任何符合硬件和質押/挖礦要求的參與者都可以參與驗證，有助於抵抗審查和保持中立，儘管實際營運仍然有利於規模和專業化。
Hedera： 目前使用由全球組織組成的理事會來運行許可制的驗證節點，理事會負責網絡的方向和穩定性。請參閱： https://hedera.com/council

這種模式對偏好可問責治理和可預測營運的企業具有吸引力，但它不同於比特幣/以太坊的開放式驗證節點。

開發者體驗與工具

以太坊： 其 EVM 擁有最豐富的工具和開發者關注度。透過 Rollups，部署模式越來越傾向於先針對 L2，然後將 L1 用於結算。Dencun 升級透過降低數據可用性成本加速了這一趨勢。 https://blog.ethereum.org/2024/03/13/dencun-on-mainnet
Hedera： 提供 EVM 兼容的智能合約服務，以及本地代幣和共識服務，這些服務比在智能合約中部署相同邏輯更快、更便宜。本地服務通常非常適合高吞吐量代幣、穩定幣、供應鏈證明和合規的企業工作流程。 https://hedera.com

在 Hedera 上選擇本地服務還是 EVM 智能合約，通常取決於效能需求、複雜性和可移植性。

如何選擇

如果您的應用程式需要以下條件，請考慮 Hedera：

可預測的低延遲和一致的最終確定性
高吞吐量的本地代幣或消息操作
協議級別的排序公平性
企業級的治理保障

如果您的應用程式需要以下條件，請考慮傳統區塊鏈（加上 Rollups）：

最大程度的無許可性和驗證者的去中心化
Rollups 上深厚的 EVM 流動性和可組合性
與以太坊的模組化路線圖和 MEV 意識工具保持一致

在許多情況下，跨鏈策略是有意義的：使用 Hedera 進行高速、公平排序的操作，並橋接到以太坊 L2 以獲取流動性和 DeFi 可組合性。

風險與未決問題

Hedera 目前的驗證節點集在理事會的許可下運行；進一步去中心化的程度和時間表對於某些用例很重要。請隨時關注官方路線圖的溝通： https://hedera.com
在以太坊上，MEV 緩解、包含列表和 PBS 的改進是活躍的研究領域；應用程式建構者必須保持 MEV 意識。 https://ethereum.org/en/developers/docs/mev/
橋接和互操作性會引入新的信任和延遲假設；在組合網絡時要仔細設計。

開發者的實用技巧

為您的實際工作負載進行基準測試（爆發與持續吞吐量、最終確定性延遲、排序敏感性）。
決定您是否需要協議強制執行的公平性，或者可以依賴 MEV 市場和緩解工具。
如果在以太坊上部署，請使用社區指標和活動儀表板評估 L2。 https://l2beat.com/scaling/activity
在 Hedera 上，測試本地服務（HTS/HCS）是否可以取代鏈上合約邏輯以提高速度和降低成本。 https://hashscan.io/mainnet

跨網絡資產安全

無論您的執行環境如何，私鑰安全都是不容妥協的。如果您持有資產或管理跨 DAG 網絡和區塊鏈的金庫，請考慮使用硬件錢包，將金鑰與您的在線堆棧隔離。OneKey 提供開源固件、多鏈支持和安全元件保護，對於需要可靠冷存儲以在 Hedera 或 EVM 生態系統上構建和運營的團隊和個人來說，這是一個實用的選擇。請在 OneKey 官方網站了解更多。