区块链以去中心化存储、去中介化信任的技能特点将深刻改变当前社会组织形式，尤其在数字经济时代，数据已经成为新的出产要素，区块链也将从头界说出产干系，奠基数字经济的信息基本设施。

当前区块链研究偏向已经逐渐形成两层（layer 1和layer 2）技能体系，第1层为基本协议层，只需提供须要的支撑成果，保持足够简朴，第2层为应用扩展层，可以或许提供更多的成果满意业务应用。从久远来看，两层同时举办扩容技能研究虽是须要之举，但在当前区块链急需打破无法实现财富级贸易场景落地的环境下，从技能可行性思量，第2层扩容方案更适合当前技能应用需要，第1层和第0层扩容技能涉及更多已经相对成熟的底层协议，短期内不易取得打破。因此，在将来几年内，区块链扩容技能有望在第2层首先取得打破性希望。

区块链技能使得任何用户可以在不需要第三方信任机构的环境下成立信任干系，这样的信任干系源于用户对整个系统的信任，而无需信任单个节点，这样的技能特性将对组织间协作干系、各规模贸易模式带来极大厘革，然而当前的区块链系统普遍存在严重的机能可扩展性瓶颈：生意业务吞吐量不敷。

02近况

04展望

引文信息

区块链链下（off-chain）扩容，是对区块链合约层和应用层举办调解，将合约与巨大计较放到链下，淘汰链上事情量以晋升区块链系统机能，链下扩容不改变区块链根基协议；链上（on-chain）扩容，是从区块链数据层、网络层、共鸣层和鼓励层举办区块链根基布局、模子、算法的优化和改造，等于对区块链自身体系布局举办优化完善，进而晋升区块链机能；第0层扩容，是对互联网体系架构OSI模子的网络层与传输层协议举办数据传输协议优化，不改变区块链的体系架构与生态法则，因此合用范畴有限。区块链3层扩容技能逻辑架构对应干系详细如下图1所示。

传统漫衍式系统中一直存在CAP理论：系统最多只能满意数据一致性、可用性和网络分区容忍三个特性中的两个。区块链担任了漫衍式系统架构，同样存在雷同的三元悖论，即机能扩展、非中心化和安详性这三个特性不能同时获得满意，现有区块链系统就是选择牺牲机能，以担保生意业务记录的多方可信与安详存储。

今朝，各类扩容技能尚处在观念阶段或验证阶段，同时陈设多种扩容方案也会带来更多的潜在风险和不行预测的隐患，详细哪种方案更安详高效、哪些方案组合更容易落地，需要经验时间的检讨。

01引言

链上扩容与链下扩容对比，链上扩容短期结果明明，可是跟着时间的增加，系统中心化的风险也会晋升；链下扩容对付区块链系统机能的晋升更大，可是实施周期过长，也将带来必然的安详风险。总之，各类扩容方案的黑白比拟环境详见下表1。

拥堵的区块链

因此，对区块链系统举办机能扩展时，需要综合考量非中心化和安详性，而传统漫衍式系统通过增加节点数量来晋升系统吞吐量的要领不单不能提高区块链系统处理惩罚数据交互的速度，反而会低落共鸣效率，导致系统机能进一步下降。所以，需要开展针对区块链系统的机能晋升研究，即区块链扩容技能。

摘要

本文首先先容了区块链技能漫衍式共鸣运行机制；其次，先容了限制区块链机能晋升的内生原因，指出区块链技能在数据高频交互场景下存在的机能不敷的问题；随后，比拟阐明白当前区块链扩容技能方案以及各方案的优缺点；最后，提出区块链扩容方案研究展望。

按照区块链的6层架构模子，其扩容方案分为链下（第2层，layer 2）扩容、链上（第1层，，layer 1）扩容和第0层（layer0）扩容。

可是在大局限的应用中，尤其在数据高频交互的场景中，还面对着可扩展性不敷，存在系统机能瓶颈等问题。因此，区块链机能扩展成为制约区块链深化应用的掣肘，有须要开展区块链扩容技能研究，晋升区块链系统效率，使区块链技能真正处事于社会民生。

03方案

一文读懂区块链链上扩容和链下扩容

LI Yang, MEN Jinbao, YU Han, et al.  Overview of Blockchain Capacity ExpansionTechnology[J]. Electric Power Information and Communication Technology, 2020,18(6): 1-9.

区块链优异的技能特性使其成为全球研究热点，但尚存在商用壁垒，尤其是系统机能不能满意当下高频数据交互的实际需求。为此，学术界及财富界努力开展区块链扩容技能研究，提出链下扩容、链上扩容和第0层扩容3类区块链扩容方案。本文通过梳理区块链扩容技能，比拟阐明各方案黑白，提出区块链扩容方案大概的实现方法。

区块链的机能限制

李洋, 门进宝, 余晗, 等. 区块链扩容技能研究综述[J].电力信息与通信技能, 2020, 18(6): 1-9.

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