分析區塊鏈的技術發展趨勢

性能方面，跨鏈及高性能的需求日益凸顯。讓價值跨過鏈和鏈之間的障礙進行直接的流通是區塊鏈越來越凸顯的需求之一。跨鏈技術使區塊鏈適合應用于場景復雜的行業，以 實現多個區塊鏈之間的數字資產轉移，如金融質押、資產證券化等。 目前主流的跨鏈技術包括：公證人機制（Notary schemes）、側鏈/中 繼（Sidechains/relays）和哈希鎖定（Hash-locking）。

表 ：跨鏈技術對比

為了提高區塊鏈系統的吞吐量，區塊鏈技術和學術專家提出多種高性能方案，如下表所示。

表：高性能方案對比

第一類高性能方案是改變塊鏈式拓撲結構為基于交易的有向無環圖（Directed Acyclic Graph，簡稱 DAG）。在這種拓撲結構下，交 易請求發起后，廣播全網確認，形成交易網絡，無打包流程，交易可 以從網絡中剝離出來或者合并回去。基于 DAG 的設計沒有區塊的概 念，擴容不受區塊大小的限制，其可伸縮性取決于網絡帶寬、CPU 處理速度和存儲容量的限制10。這種拓撲結構可以應對安全問題、高并發問題、可擴展性問題和數據增長問題，以及適應小額支付場景。

第二類高性能方案是改變共識策略，通過減少一次參與共識的節 點數量以提高吞吐量。這類方案中，為了提高性能，盡量在不影響安 全的前提下減少參與共識的節點數，用算法控制一次參與共識的節點 不被提前預知。雖然這種方案可以提高性能，但保證安全性的策略實 現起來難度較大。

第三類高性能方案是通過提高系統橫向擴展能力來提高系統整 體吞吐量，代表有分片、子鏈、多通道等技術。對于這類技術，片區 內、子鏈內、通道內需保持數據同步，片區間、子鏈間、通道間則是 異步的。分片技術（Sharding）是把整個 P2P 網絡中的節點分為若干 相對獨立的片區，以實現系統水平擴展。分片的情況下，通過把交易 導引至不同節點，多個網絡片區并行分擔驗證交易的工作。目前的分 片策略包括網絡分片（Network Sharding）、交易分片（Transaction Sharding）和計算分片（Computational Sharding）。子鏈技術是在主 鏈上派生出來的具有獨立功能的區塊鏈，子鏈依賴主鏈而存在，并且 可以定義自己的共識方式和執行模塊。通過定義不同的子鏈，系統的 可擴展性、可用性和性能均得到提高。多通道技術是系統中多個節點 組成一個通道，每個節點也可以加入不同的通道中，通道之間互相隔 離，通過錨節點互相通信。多通道技術可以消除網絡瓶頸，提高系統 可擴展性。