區塊鏈不可能三角是由 Vitalik Buterin（以太坊的創始人之一）在2017年提出的一個理論，他指出了在區塊鏈中存在的去中心化、安全性和可擴展性之間的平衡難題。這三個特性在區塊鏈中互相交織影響，一個特性的增強往往會伴隨着其他特性的減弱，由此形成了不可能三角。

區塊鏈不可能三角

去中心化

“去中心化”是區塊鏈的典型特性之一，區塊鏈通過使用分布式儲存與算力，使得整個網路節點的權利與義務相同，每個人都可以公開透明地看到數據與交易。同時，去中心化的特性使得區塊鏈中的數據副本分布在多個節點，而不是集中在單一實體或服務器上，這種分布式結構確保了數據的安全性和穩定性。
由於該規則基於密碼算法而不是信用證書，因此區塊鏈不需要中介與信任機構背書，從根本上簡化了傳統的信任機制，在沒有第三方參與的情況下，交易雙方也可以通過區塊鏈的特性實現互信與協作。
但由於去中心化的網路需要所有節點達成共識，導致處理速度較慢，交易確認時間較長，在很大程度上會限制系統的性能和可擴展性。

安全性

安全性是區塊鏈網路的首要支柱，一個穩健的區塊鏈網路必須具備能夠抵抗惡意攻擊的能力，缺乏安全性將使區塊鏈失去其真正的價值。
以比特幣區塊鏈的安全性爲例，比特幣區塊鏈結合了密碼學技術和工作量證明（PoW）的共識機制。在密碼學的角度上，每個區塊都有獨特的數字籤名，即“哈希值”，任何數據的篡改都會導致哈希值的變化，因此可以保證數據以無法被篡改的方式連接在一起。而工作量證明（PoW）是通過節點解決復雜數學問題來確認交易和創建新區塊，攻擊者需要掌控超過一半的計算能力才能成功攻擊，保障了數據的安全性和網路的穩定性。除此之外，網路中參與者的增加也有助於提升安全性，隨着參與者數量的增加，不法分子更難掌控整個系統，避免了“51%攻擊”的風險。
盡管安全性的保障非常重要，但與此同時，無論是PoW還是密碼學等技術，都會因爲算力復雜而導致效率降低，對區塊鏈的可擴展性造成影響。

可擴展性

可擴展性是指區塊鏈系統處理交易信息的能力，區塊鏈的可擴展性極大程度上取決於交易處理性能即TPS（每秒處理交易筆數），由於現有的區塊鏈系統在處理大規模交易時面臨嚴重的性能問題，因此可擴展性是當前區塊鏈發展的一個重要瓶頸，
在去中心化的區塊鏈系統中，每一筆交易都需要在所有節點上達成一致，這種方式保證了系統的安全性和去中心化，但同時也限制了系統的可擴展性。隨着節點數量的增加，驗證交易所需的時間和帶寬成本也會相應增加，導致系統性能下降。目前，比特幣網路TPS約爲7，以太坊網路約爲14，對比全球支付平台Visa平均每秒63000TPS的效率，主流區塊鏈系統的TPS顯得過於低下，是實際應用中的最大障礙。
雖然可以通過採取一些技術和機制來提升交易效率，如Solana的平均TPS可以達到2000，ICP的平均TPS可以達到3000，但這些技術必然會在一定程度上對區塊鏈的去中心化造成影響。

區塊鏈不可能三角的現狀

據彭博社2022年報道：“截至9月，比特幣每秒難以處理超過7筆交易，而第二熱門的以太坊網路每秒交易量在15筆左右。與傳統交易平台對比，這簡直慢得讓人懷疑人生。”
如果區塊鏈技術未來要服務於更廣泛的社會，面對和傳統平台同樣數目的用戶，可擴展性是區塊鏈升級的必經之路。但如果想要擴展網路，則需要減少參與網路的參與者數量，但這樣就會影響區塊鏈去中心化的核心。同時，參與者變少還會導致受到攻擊的幾率增加，使得安全性降低。
當出現三者無法兼顧的情況時，人們在這個“不可能三角”中仍然會選擇區塊鏈核心目標的去中心化和作爲網路基石的安全性。在這樣的現狀下，單鏈處理交易數量嚴重受限，可擴展性成爲了區塊鏈發展的瓶頸。
綜上所述，在目前的區塊鏈中，當去中心化與安全性這兩項重要特性緊密綁定時，可擴展性往往難以實現，三者此消彼長，不可能三角由此形成 。

區塊鏈三元悖論的解決方案

在實際應用中，盡管仍未出現兼顧三者的完美方案，但通過不斷努力和嘗試，已經誕生了一些廣泛使用的解決方案。

Layer-1解決方案

Layer-1解決方案指的是在區塊鏈技術中，針對底層協議進行改進和優化，以提高整體網路的性能、安全性和可擴展性的解決方案。通過對區塊鏈底層協議的調整和升級，可以實現更高的交易吞吐量、更低的交易費用以及更好的去中心化程度。
較爲典型的Layer-1解決方案是以太坊2.0，它採用了Proof of Stake（PoS）共識機制取代了原來的Proof of Work（PoW），從而提高了交易確認速度和網路的可擴展性，同時降低了能耗。除此之外可以參考Solana區塊鏈，它通過採用一種名爲Proof of History的新型共識算法，實現了高達每秒幾千次的交易處理能力，同時保持了較低的交易費用。

Layer-2解決方案

Laye-r2解決方案是建立在區塊鏈底層協議之上的擴展性解決方案，旨在提高交易處理速度、降低成本並改善用戶體驗，同時減輕底層區塊鏈網路的負擔。這些解決方案通過在鏈下進行交易結算和數據處理，實現高效的擴展，同時不會直接影響主鏈，保留了底層區塊鏈的安全性和去中心化特性。
較爲典型的Layer-2解決方案是用於比特幣網路的閃電網絡（Lightning Network），它允許用戶進行快速且低成本的微支付，減輕了比特幣主鏈的交易壓力。另一個例子是Rollups，這是一種用於以太坊上的Layer2解決方案，通過將大量交易數據壓縮在一個單一的區塊中，顯著提高了以太坊的擴展性和吞吐量，同時保持了安全性和去中心化。這些Layer2解決方案爲區塊鏈網路帶來了更高的效率和可擴展性，爲用戶提供更好的交易體驗。