區(qū)塊鏈的底層機(jī)制是非常復(fù)雜的，但是我們將通過以下幾點(diǎn)簡要概述區(qū)塊鏈的單項(xiàng)技術(shù)發(fā)展。

網(wǎng)絡(luò)層發(fā)展

網(wǎng)絡(luò)層是區(qū)塊鏈中的底層支持，控制著數(shù)據(jù)的開放權(quán)限與節(jié)點(diǎn)準(zhǔn)入等問題。由于對數(shù)據(jù)公開需求不同，區(qū)塊鏈發(fā)展出了不同的網(wǎng)絡(luò)組織形式，主要包括以下幾種：

· 公有鏈

公有鏈即區(qū)塊鏈最初始的網(wǎng)絡(luò)形式，任何人都可以讀取數(shù)據(jù)、發(fā)送交易且交易能夠獲得有效確認(rèn)的共識區(qū)塊鏈。它不受任何人控制，也不歸任何人所有，被認(rèn)為是”完全去中心化”的區(qū)塊鏈，比特幣、以太坊就就是典型的公有鏈。

然而由于每個(gè)人都可以記賬，交易確認(rèn)是時(shí)間會(huì)很長，整個(gè)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的效率較低，例如比特幣和以太坊的交易吞吐量分別僅為7TPS和30TPS。

· 私有鏈

私有鏈僅對單獨(dú)的個(gè)人或是實(shí)體開放，由一個(gè)實(shí)體來控制所有的交易，即寫入權(quán)掌握在某個(gè)人或是某個(gè)組織手中，其具有交易速度快、隱私性強(qiáng)、規(guī)則可修改、交易成本低等特點(diǎn)。私有鏈嚴(yán)格的準(zhǔn)入機(jī)制，鏈中的節(jié)點(diǎn)具有很高的可信度，因此交易確認(rèn)并不需要所有節(jié)點(diǎn)參與，這就使其具備了極高的交易速度，幾乎與常規(guī)數(shù)據(jù)庫速度在同一個(gè)量級。同時(shí)嚴(yán)格的準(zhǔn)入機(jī)制還為私有鏈帶來了高隱私性的特點(diǎn)，鏈上的數(shù)據(jù)不會(huì)被鏈外的任何人獲取。因?yàn)樗接惺潜粋€(gè)人或組織控制的，控制人可以修改鏈的規(guī)則，例如拋棄交易或還原交易等，而且所有節(jié)點(diǎn)受到控制人控制那么就不再需要為節(jié)點(diǎn)的記賬等工作發(fā)放獎(jiǎng)勵(lì)，且各個(gè)節(jié)點(diǎn)間也不需要完全的協(xié)議，因此私有鏈幾乎沒有交易成本。

· 聯(lián)盟鏈

聯(lián)盟鏈?zhǔn)侨ブ行幕潭冉橛诠墟溑c私有鏈中間的一種鏈，其只針對某個(gè)特定群體的成員和有限的第三方開放，其內(nèi)部指定多個(gè)預(yù)選節(jié)點(diǎn)為記賬人，每個(gè)塊的生成由所有的預(yù)選節(jié)點(diǎn)共同決定，其他的節(jié)點(diǎn)可以參與交易但沒有記賬權(quán)限?；蛘呤菞l件開放區(qū)塊鏈的根哈希與應(yīng)用程序接口，限制訪問次數(shù)或是訪問者身份。聯(lián)盟鏈往往被用于機(jī)構(gòu)間的協(xié)作，同時(shí)具備私有鏈和公有鏈的優(yōu)點(diǎn)，但又因?yàn)槠浒胨接械男问剑瑢?dǎo)致其各方面的優(yōu)點(diǎn)都不突出，是對去中心化、隱私性與區(qū)塊鏈性能的一種折中方案。聯(lián)盟鏈因?yàn)榭梢越鉀Q機(jī)構(gòu)間合作問題，是目前金融領(lǐng)域運(yùn)用最多的一種區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)形式。

除了數(shù)據(jù)公開性的差異化發(fā)展，區(qū)塊鏈擴(kuò)展性的也有一定的發(fā)展，一定程度上解決了不同區(qū)塊鏈間信息孤島的問題，具體在以下幾種不同的解決方案中有所體現(xiàn)：

· 跨鏈

跨鏈?zhǔn)峭ㄟ^特定的數(shù)據(jù)同步機(jī)制，將價(jià)值在不同區(qū)塊鏈之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)區(qū)塊鏈間的價(jià)值流通?？珂溨饕ㄙY產(chǎn)兌換與資產(chǎn)轉(zhuǎn)移兩種，資產(chǎn)兌換的本質(zhì)與貨幣兌換有些類似，兌換時(shí)不會(huì)改變每個(gè)區(qū)塊鏈上的價(jià)值總值，只是以跨鏈機(jī)制為中介，在不同持有人之間進(jìn)行了價(jià)值兌換；而資產(chǎn)的轉(zhuǎn)移則是直接鎖定原鏈上的資產(chǎn)，并在目標(biāo)鏈上鑄造相同價(jià)值的資產(chǎn)。目前主流的跨鏈機(jī)制有選舉一組節(jié)點(diǎn)在兩條鏈之間進(jìn)行驗(yàn)證和證明的公證人機(jī)制、通過資產(chǎn)鎖定并設(shè)置解鎖時(shí)間與條件的哈希鎖定機(jī)制、分布式控制資產(chǎn)私鑰并映射的分布式私鑰控制機(jī)制等。

· 側(cè)鏈

與側(cè)鏈相對應(yīng)的概念是主鏈，早期的側(cè)鏈主要是為提高比特幣吞吐量，而當(dāng)前主要應(yīng)用在數(shù)字資產(chǎn)在不同的區(qū)塊鏈的轉(zhuǎn)移，也就是主鏈與側(cè)鏈之間的價(jià)值轉(zhuǎn)移。轉(zhuǎn)移原理為通過雙向錨定凍結(jié)主鏈上的資產(chǎn)，并通過特定的協(xié)議使資產(chǎn)在側(cè)鏈上產(chǎn)生并流通，當(dāng)側(cè)鏈完成流通之后資產(chǎn)再回到主鏈中，即解除主鏈資產(chǎn)的凍結(jié)。因此從原理上看，側(cè)鏈其實(shí)是一種特殊的跨鏈。只要符合側(cè)鏈協(xié)議，任何區(qū)塊鏈都可以成為側(cè)鏈，且側(cè)鏈的設(shè)計(jì)不受主鏈的制約，所以當(dāng)主鏈的拓展性較差時(shí)，可以使用側(cè)鏈來對主鏈的功能與性能進(jìn)行拓展，在一定程度上分擔(dān)主鏈的壓力。

· 多鏈

多鏈?zhǔn)侵竿粋€(gè)區(qū)塊鏈系統(tǒng)具有多條鏈，每條鏈相互獨(dú)立并且可以并行執(zhí)行交易，可以解決單鏈架構(gòu)隔離性、隱私性、并發(fā)能力差的問題。系統(tǒng)中所有的鏈都是架構(gòu)的一部分，若架構(gòu)內(nèi)多條鏈的共識機(jī)制相同可稱為同構(gòu)多鏈，是與異構(gòu)跨鏈的相對應(yīng)的一組概念，同時(shí)同構(gòu)多鏈也是側(cè)鏈的變種。若多條鏈的共識機(jī)制不同則稱為異構(gòu)多鏈架構(gòu)，例如EKT通用積分生態(tài)就是并行多主鏈架構(gòu)，其中可以有多條并行的主鏈，且不同的主鏈可以采用不同的共識機(jī)制，為區(qū)塊鏈的應(yīng)用提供了更豐富的場景。