分析区块链的技术发展趋势

性能方面，跨链及高性能的需求日益凸显。让价值跨过链和链之间的障碍进行直接的流通是区块链越来越凸显的需求之一。跨链技术使区块链适合应用于场景复杂的行业，以 实现多个区块链之间的数字资产转移，如金融质押、资产证券化等。 目前主流的跨链技术包括：公证人机制（Notary schemes）、侧链/中 继（Sidechains/relays）和哈希锁定（Hash-locking）。

表 ：跨链技术对比

为了提高区块链系统的吞吐量，区块链技术和学术专家提出多种高性能方案，如下表所示。

表：高性能方案对比

第一类高性能方案是改变块链式拓扑结构为基于交易的有向无环图（Directed Acyclic Graph，简称 DAG）。在这种拓扑结构下，交 易请求发起后，广播全网确认，形成交易网络，无打包流程，交易可 以从网络中剥离出来或者合并回去。基于 DAG 的设计没有区块的概 念，扩容不受区块大小的限制，其可伸缩性取决于网络带宽、CPU 处理速度和存储容量的限制10。这种拓扑结构可以应对安全问题、高并发问题、可扩展性问题和数据增长问题，以及适应小额支付场景。

第二类高性能方案是改变共识策略，通过减少一次参与共识的节 点数量以提高吞吐量。这类方案中，为了提高性能，尽量在不影响安 全的前提下减少参与共识的节点数，用算法控制一次参与共识的节点 不被提前预知。虽然这种方案可以提高性能，但保证安全性的策略实 现起来难度较大。

第三类高性能方案是通过提高系统横向扩展能力来提高系统整 体吞吐量，代表有分片、子链、多通道等技术。对于这类技术，片区 内、子链内、通道内需保持数据同步，片区间、子链间、通道间则是 异步的。分片技术（Sharding）是把整个 P2P 网络中的节点分为若干 相对独立的片区，以实现系统水平扩展。分片的情况下，通过把交易 导引至不同节点，多个网络片区并行分担验证交易的工作。目前的分 片策略包括网络分片（Network Sharding）、交易分片（Transaction Sharding）和计算分片（Computational Sharding）。子链技术是在主 链上派生出来的具有独立功能的区块链，子链依赖主链而存在，并且 可以定义自己的共识方式和执行模块。通过定义不同的子链，系统的 可扩展性、可用性和性能均得到提高。多通道技术是系统中多个节点 组成一个通道，每个节点也可以加入不同的通道中，通道之间互相隔 离，通过锚节点互相通信。多通道技术可以消除网络瓶颈，提高系统 可扩展性。