區塊鏈在比特幣和以太坊的身上都出現了效率問題，越分散的結構導致越低的效率，這一問題一段時間成了大家關注的焦點。因此如何為區塊鏈網絡提升效率一時間成了區塊鏈研究的重要方向。
那我們就來談談目前針對區塊鏈網絡的提速方向（即擴容方案）：
要談及提速，我們得先了解一下我們現在的網絡是什麼樣的模型，因為區塊鏈網絡是基於我們現有的寬帶網絡上運行的，所以理解了現有的寬帶網絡模型有利於我們對區塊鏈網絡擴容進行理解。
我們目前的寬帶網絡是被定義為OSI模型，OSI模型即：Open System Interconnect開放式系統互聯，它將網絡定義了7層網絡架構，即：物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層和應用層。
物理層是基礎設施建設，包括光纜、電纜等；數據鏈路層定義了通信方式，通過網橋確保通信能到達指定地點；網絡層可以引申為將數據鏈路層進行包裝，使數據處理和識別更加便捷；傳輸層定義了網絡傳輸協議，將網絡信息分類處理；這1-4層被稱為低層，也可以說是網絡傳輸的底層。
會話層不參與數據傳輸，但是用於數據安全校驗，以建立可靠的數據通信機制；
表示層用於信息轉換，將不同的語法轉換成可通過協議傳輸的數據，數據的壓縮、解壓縮、加密、解密等操作均在表示層處理；應用層專門負責應用程序的網絡處理，應用層可以理解為應用程序自身的網絡通信需求，提供網絡與應用程序之間的接口服務，如郵件收發的SMTP協議、FTP傳輸協議都是針對軟件自身的需求制定的，因此均屬於應用層協議。5-7層被稱為高層。 理解了互聯網7層架構，我們再來看看區塊鏈的擴容方案：
區塊鏈的擴容（提速）方案大體可以分為三種類型：第0層擴容（即Layer0擴容）、鏈上擴容（Layer1擴容）、鏈下擴容（Layer2擴容）。它們分別是什麼意思呢？
第0層擴容指在OSI模型的1-4層（低層協議）上提速，也就是提升互聯網的基礎設施效率，就如我們從2G升級為3G，再升級為4G、5G、6G等，這些都是對基礎設施的提速。因此要提高區塊鏈網絡的性能，從基礎設施的角度考慮，不為一種最根本的最簡單粗暴的擴容方案。
因此，第0層擴容是通過優化區塊鏈底層數據傳輸協議提升區塊鏈可擴展性，不改變區塊鏈的上層架構，是在一種保留原有鏈生態規則的性能提升方案。
鏈上擴容即Layer1層擴容，其對應的OSI模型為5-7層（高層協議），鏈上擴容分為“數據層優化”、“網絡層優化”、“共識層優化”和“激勵層優化”4種類型優化方案：
在區塊鏈設計時，已經既定了每個區塊的大小、打包時間、認證機制、傳播方式和分配方式等問題，因此，一個區塊鏈網絡在設計時如果某一項設計出現問題，都有可能影響整個區塊鏈網絡的性能。
比如最原始的擴容方案是從區塊承受大小去考慮擴容。如果一個區塊有4KB的數據，要傳輸1M的數據量就需要打包256次，相當於需要256個區塊，每個區塊產生時間設定為10分鐘，那1M的數據量傳輸就需要2560分鐘才能傳輸完成；而如果將一個區塊設定為16KB，那僅需打包64次，同樣區塊產生時間設定為10分鐘，傳輸1M的數據量就僅需640分鐘，這無疑是提升了網絡傳輸效率。
但是遺憾的是，擴塊的方案杯水車薪，擴容不可能無限制擴大塊的容量，那樣會造成資源浪費，所以擴塊的效果有限，因此這種方案很快大家就失去了興致。
後來人們又考慮從設計理念上改變，原來需要全網絡節點確認去做一件事，那能不能讓一部分確認一件事情，另外一部分人去確認另外的事情，這樣同時做，就可以更大限度的節約時間。相當於從單核CPU升級為多核CPU一樣，這就是現在比較流行的分片擴容概念，很現然這種思路擴容效果明顯。區塊鏈網絡設定一定數量的見證人即可分配資源，然而要針對全網絡節點動態分配資源的技術難度較高，應用落地困難，不確定性因素很多，所以直到目前還仍然是探索階段。
當然，也有人劍走偏鋒，從算法方面入手，從數學思想中提出DAG（有向無環圖算法），完全替代見證人方案，但是DAG網絡是脆弱的，失去了監控手段很容易產生造假的問題，因此雙花問題、影子鏈攻擊問題等成了DAG理念的難題。
從設計上擴容的方案很多，大體分為分叉設計、分級設計、分片設計、分層設計四大類，如下圖：
隨著時間推移，大家對“去中心化”思想也有了其他的認識，以前人們覺得“去中心化”就得讓大家找不到中心機構，但是漸漸的人們也認識到找不到中心機構的意義其實並不大，我們需要更關注于思想去中心化和架構去中心化，而非形式上的去中心化，因此PoS共識漸漸進入大眾視野，被大家漸漸認可。
共識理念的改變，大大降低了全網範圍確認難度大的問題，雖然這一改變也引發了大眾的激烈辯論：很多人認為PoS共識機制會導致區塊鏈走向中心化，因此針對共識層改進一直未曾停止過，期間產生過很多的研究項目，常見的共識機制如：
POW共識：Proof of Work，工作量證明，按照工作量和工作時間來分配，類似於礦場的礦工，憑運氣獲得獎勵
POS共識：Proof of Stake，股權證明，按照持有比例和持有時間來分配，類似於把錢存銀行收利息
DPOS共識：DPoS–Delegated Proof of Stake，授權權益證明，持幣人由投票選舉全，選舉出一些節點作為代表來記賬，類似於全國人民代表大會制度
BFT類共識：Byzantine Fault Tolerance，拜占庭容錯算法
PBFT共識：Practical Byzantine Fault Tolerance，實用拜占庭容錯算法，鏈上所有人進行投票，結果按照拜占庭共識算法來處理。類似的還有DBFT類共識、SBFT類共識等。
POI共識：Proof of Importance，重要性證明。使用賬戶重要性評分來分配記賬權的概率。
POP共識：Proof of Participation，參與度證明。結合了DPOS與POI的思想。
混合共識：POW+POS、POS+PBFT等
另外還有一些機構在思考從發行機制、分配方式上去擴容，這些就不一一想說了。
鏈下擴容即Layer2層擴容，其於Layer1層一樣對應的OSI模型為5-7層（高層協議）。其大體思想就是將數據處理分類處理，比如將緊急的事情先做、或者重要的事情先做等。
無論是採用側鏈技術還是鏈下計算的方案，都是類似的道理，只是站的角度不一樣。正如比特幣的擴容方案“閃電網絡”的設計思想一樣，從哲學的角度來考慮就是：林子裡面有棵樹倒了，可村子裡面的人是不在乎的。
也就是有人交易頻繁小額交易，對於大額交易的人來說，他們屬於小型金融，影響不了金融大局，但是他們會佔用網絡通道，所以將他們的交易先進行狀態位標記，然後再定期一次性處理，這樣就能提高一定的大額交易效率。
另外，以太坊網絡、墨客網絡的設計方案類似，就是在自身或藉助其他鏈來專門處理小額交易，大額走主鏈，小額在側鏈或內部子鏈中處理完成後再同步到主鏈上。
其實針對整個網絡的優化方案從哲學的角度上來看基本類似。
無論是第0層擴容還是鏈上擴容、鏈下擴容，目前都處於探索階段，沒有誰能確定哪種方案最好，每種方案都有其優缺點：第0層擴容最根本，對區塊鏈網絡的影響也最小，但是成本也最高，硬件科技技術難度也最大；鏈上擴容的方案種類最多，但是穩定性方面再面臨極大的考驗；鏈下擴容的思想比較新穎，但是跨鏈技術還未成熟，所以前面的路仍然還很長。
我們期待更多的思想和方法，區塊鏈現在還是一個孩子，他要面臨的問題還很多，要成長的路還長，讓我們共同期待吧！
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