2.4.2　区块链技术发展趋势

随着区块链技术栈朝着“高效、安全、去中心化”持续演化，围绕区块链“不可能三角”的局限性，区块链技术在密码学算法、P2P网络、共识机制、智能合约、数据存储等核心技术上也在不断改进。在此过程中，区块链系统的运维管理、安全防护、跨链互通等扩展技术发展较快，且与其他信息技术融合趋势明显，行业焦点逐步由核心技术攻关转向以面向场景优化为主。

1.区块链之核心技术

区块链核心技术的不断改进和优化，具体表现在以下几方面。

（1）P2P网络深度优化。蚂蚁链推出了区块链传输网络（Blockchain Transmission Network，BTN），提升区块链节点的通信能力，加速区块链网络的数据传输；长安链发布自研P2P网络Liquid代替开源组件LibP2P，提升了区块链系统的兼容性和通信效率。

（2）异步共识算法取得进展。中国科学院软件研究所张振峰团队与美国新泽西理工学院共同提出的国际上首个完全实用的异步共识算法——小飞象拜占庭容错（DumboBFT）算法，有望应用于实际生产环境。

（3）智能合约开发框架持续探索。例如，微众银行开发的区块链系统FISCO-BCOS采用了基于Rust的新型Wasm合约语言框架，探索智能合约新模式。

（4）混合共识机制技术。例如，Polkadot采用GRANDPA和BABE这两种共识协议。这种混合共识机制不仅能够获得概率最终性（BABE使验证节点可以确认新区块的生成机制），而且能够实现可证明最终性（GRANDPA在没有逆转机会的规范链上具有普遍一致性）。

（5）混合密码算法。Mina Protocol是由旧金山区块链创业公司O（1）Labs开发的一种轻量级区块链协议，旨在成为数据大小恒定的新型Layer 1区块链协议。Mina Protocol的核心技术主要是递归零知识证明和其驱动的应用。Mina Protocol使用了最新的密码学技术，通过开放的技术栈，任何公链都可以采用这一技术。

2.区块链之跨链技术

由于区块链应用过程中采用了不同技术的底层基础链，所以现存各区块链之间的数据通信、价值转移面临着相互独立导致价值孤岛的现象。为实现链间的交易互信互认，跨链技术逐渐发展起来。跨链技术是区块链实现互联互通、提升可扩展性的重要技术手段。它既是区块链向外拓展和连接的桥梁，也是实现价值网络的关键。目前代表性的跨链技术如下。

（1）Ripple公司主导并设计的实现跨链交易转账的跨账本协议（Interledger Protocol，ILP）。

（2）以锚定某种原链（主要是比特币区块链）为基础的新型区块链的侧链技术。

（3）为解决转账速度慢和网络拥堵问题而采取的链下支付技术，包括闪电网络和雷电网络。其中，闪电网络针对比特币，而雷电网络针对以太坊。

此外，无论是采用同构跨链方式还是异构跨链方式实现区块链之间的数据共享和业务协同，跨链技术都应该具备以下特点：高交易效率、良好的用户体验、低接入门槛、交易安全可靠及全程可跟踪。此外，跨链技术还应该支持除数字货币价值以外的账户和数据的跨链交互，以实现多链价值融通，满足区块链数据在不同链之间的无缝流转。

3.区块链之链上链下技术

随着智能合约这种新的信任模式的产生，出现了一个新的技术挑战，那就是区块链系统与外部系统之间的连接性。大多数有价值的智能合约应用都需要获取来自外部关键数据源的链下数据，特别是实时数据和系统API数据，这些数据都不保存在区块链上。区块链受自身特殊共识机制的限制，无法直接获取这些关键的链下数据。目前代表性的技术如下。

（1）NDN Protocol是NDN Link团队实现的一种基于NDN底层网络的去中心化的分布式存储数据聚合协议，其核心功能是作为去中心化的数据流量、数据价值的预言机，以及数据交易的撮合引擎，将现实世界的数据反馈给基于区块链的DApp和智能合约，打通现实世界与区块链世界数据连接的通道。简而言之，NDN Protocol是一种采用基础设施中间件层的协议，为区块链提供合约调用更快、手续费用更低、更易于集成的基于分布式存储的数据预言机。

（2）分布式预言机：ChainLink通过外部适配器可以将预言机连接至任意外部系统的API。ChainLink可以连接至银行支付系统、零售支付系统、后端系统、Web API、事件数据、市场数据和其他区块链等，还可以提供必要的开发者工具，实现任何一种预言机设计模式，如使用多个数据源、多个预言机、灵活的聚合方式、罚款及信誉判断服务等。