区块链扩展技术现状与展望

来源：软件学报杂志2024年第2期北京时间：

作者：陈晶，杨浩，何琨，李凯，加梦，杜瑞颖

单位：陈晶，空天信息安全与可信计算教育部重点实验室(武汉大学 国家网络安全学院), 湖北 武汉 43007211,杨浩，空天信息安全与可信计算教育部重点实验室(武汉大学 国家网络安全学院), 湖北 武汉 43007202,何琨，空天信息安全与可信计算教育部重点实验室(武汉大学 国家网络安全学院), 湖北 武汉 43007203,李凯，空天信息安全与可信计算教育部重点实验室(武汉大学 国家网络安全学院), 湖北 武汉 43007204,加梦，空天信息安全与可信计算教育部重点实验室(武汉大学 国家网络安全学院), 湖北 武汉 43007205,杜瑞颖，空天信息安全与可信计算教育部重点实验室(武汉大学 国家网络安全学院), 湖北 武汉 43007206

摘要：近年来, 区块链技术引起广泛关注, 其作为一种分布式账本技术, 由于具备开放性、透明性和不可篡改性, 已经被应用到诸多领域. 但随着用户数量和访问需求的大幅增加, 现有区块链体系结构可扩展性不足导致的性能瓶颈, 制约了区块链技术的应用和推广, 如何解决可扩展性问题已成为学术界和工业界关注的热点. 对已有的区块链扩展方案进行分析和总结. 首先, 介绍区块链基本概念和可扩展性问题的由来, 定义可扩展性问题并提出衡量可扩展性的指标. 其次, 给出分类框架, 将现有方案按网络扩展、链上扩展、链下扩展3大类进行介绍, 通过对不同的区块链可扩展性方案进行分析, 比较各自的技术特点并归纳优缺点. 最后, 对亟待解决的开放性问题进行讨论, 展望区块链技术未来趋势.

关键词：区块链;可扩展性;交易吞吐量;区块链体系结构;区块链共识

基金资助：国家重点研发计划(2021YFB2700200);中央高校基本科研业务费(2042022kf1195,2042022kf0046);国家自然科学基金(62076187,62172303);湖北省重点研发计划(2022BAA039);山东省重点研发计划(2022CXPT055)