區(qū)塊鏈是計算機(jī)和經(jīng)濟(jì)學(xué)結(jié)合的產(chǎn)物，通過經(jīng)濟(jì)學(xué)原理，利用計算機(jī)技術(shù)實現(xiàn)生產(chǎn)關(guān)系的變革，從而減少信任的成本，提升合作的效率。從根本上來說，區(qū)塊鏈技術(shù)是由多個獨立的層級組成的，包括存儲層、網(wǎng)絡(luò)層、擴(kuò)展層和應(yīng)用層。

　　存儲層是區(qū)塊鏈最底層技術(shù)，首先應(yīng)該考慮的是性能和易用性，系統(tǒng)的整體性能，主要取決于網(wǎng)絡(luò)或數(shù)據(jù)存儲的I/O性能，網(wǎng)絡(luò)I/O優(yōu)化空間不大，但是本地數(shù)據(jù)存儲的I/O是可以優(yōu)化的。比如，比特幣選擇的是谷歌的LevelDB，這個數(shù)據(jù)庫讀寫性能很好，但是很多功能需要開發(fā)者自己實現(xiàn);網(wǎng)絡(luò)層就是各種共識算法、加密簽名算法等;存儲層和網(wǎng)絡(luò)層更像是計算機(jī)操作系統(tǒng)，而擴(kuò)展層更像是計算機(jī)的各種驅(qū)動，智能合約，側(cè)鏈，狀態(tài)通道等屬于這一層;應(yīng)用層類似于電腦中的各種軟件程序，是消費大眾可以使用的產(chǎn)品，這一層除了各類的錢包，市場上幾乎沒有什么應(yīng)用。

　　業(yè)界總結(jié)了區(qū)塊鏈目前面臨的可擴(kuò)展性三難困境

　　可擴(kuò)展性三難困境：單個區(qū)塊鏈系統(tǒng)只能擁有可擴(kuò)展性、安全性及去中心化三種屬性中的兩種。結(jié)論是，我們必須依靠更復(fù)雜的工具來兼得三者。

　　結(jié)合可擴(kuò)展性三難問題，小編總結(jié)如下提高擴(kuò)展性的方法：

　　1 分片

　　1)網(wǎng)絡(luò)分片：也可以叫多鏈技術(shù)或者是側(cè)鏈技術(shù)，就是將很多區(qū)塊鏈異構(gòu)組成區(qū)塊鏈集合。其中每一條鏈都可以有自己的加密貨幣和共識算法。

　　2)交易分片;交易分片技術(shù)就是把網(wǎng)絡(luò)上的交易分成不同的碎片，網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點也分成不同的碎片，交易碎片由網(wǎng)絡(luò)上的不同節(jié)點碎片處理，因此每個節(jié)點碎片只需處理一小部分傳入的交易，并且通過與網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點碎片并行處理就能完成大量的驗證工作。

　　3)狀態(tài)分片：也叫狀態(tài)通道，本質(zhì)上是通過在不同用戶之間建立一個雙向通道，把區(qū)塊鏈上的許多操作在鏈外進(jìn)行管理，等完成鏈外操作后多方簽名確認(rèn)后，才將最終結(jié)果上鏈。閃電網(wǎng)絡(luò)和雷電網(wǎng)絡(luò)就是基于這個原理。

　　2 隔離見證

　　比特幣提升擴(kuò)展性的一種方式，交易信息和見證信息分離。

　　3 增加區(qū)塊大小

　　區(qū)塊越大，每秒處理量就越高。但這在具體實踐中是有問題的，創(chuàng)建塊時，必須將其傳送給網(wǎng)絡(luò)中的其他人，而網(wǎng)絡(luò)無法快速處理龐大的文件，所以這種解決方案的能力是有限的。

　　4 共識層面進(jìn)行改進(jìn)

　　pow改為pos，DPOS，PBFT等。

　　1)POS：持有的token越多，參與記賬的概率就越大，就有機(jī)會挖到礦。

　　2)DPOS：你持有token就有了選舉權(quán)，可以選取你信任的節(jié)點參與記賬。

　　3)PBFT：客戶端發(fā)送請求給主節(jié)點，主節(jié)點廣播請求給其他節(jié)點，節(jié)點收到請求后會選擇接受和不接受，若接受則會向其他結(jié)點發(fā)送prepare消息，若一段時間之后收到2f+1個不同節(jié)點的prepare消息就向其他節(jié)點發(fā)布commit消息，若一段時間之后收到2f+1個不同節(jié)點的commit消息后達(dá)成共識，執(zhí)行請求寫入數(shù)據(jù)。無人作惡，容錯節(jié)點(N-1)/3。

　　若假設(shè)消息內(nèi)容不會被篡改，無拜占庭將軍問題!則可以把共識機(jī)制變?yōu)镽AFT，PAXOS。

　　4)RAFT：follower，candidate，leader，領(lǐng)導(dǎo)者選舉：獲得大多數(shù)節(jié)點的票;日志復(fù)制：leader發(fā)送日志副本給follower，follower把日志副本拷貝到自己數(shù)據(jù)庫給leader發(fā)送確認(rèn)，leader告訴follower已確認(rèn)。無人作惡，故障節(jié)點(N-1)/2。

　　5)PAXOS：少數(shù)服從多數(shù)。確定提議者，誰報的號大誰就是提議者;提議者提出意見，接受者反饋意見，多數(shù)接受者接受則提議通過。無人作惡，故障節(jié)點(N-1)/3。