区块链的3.0讲述的是在2.0版本之后，对2.0各种问题的解决，包含性能扩展、隐私匿名、跨链

性能扩展

区块扩容

我们知道比特币的1个区块大小限制为1M，10分钟出1个区块，折算的TPS（每秒交易数）大概是7。以太坊区块大小动态变化，现在维持在0.02M以内，15秒出1个区块，TPS与比特币差不多。

区块广播给节点、接受节点验证都需要时间，一个区块越大，则对网络和硬件的要求越高，广播、验证需要的时间也越久。如果提高区块大小而出块时间不变，可能矿工来不及及时听到新区块广播而造成大量分叉。BCH由BTC硬分叉而来，区块大小改为32M，BSV由BCH硬分叉而来，区块大小改为2G。在它们的压力测试中，BCH16%的全节点掉线，BSV则由于算力节点无法及时验证与广播过大的区块，造成6个区块重组的严重问题。

解决方案

隔离见证

将验证交易合法性的数据从交易信息中抽离出来单独存放。

隔离见证不仅解决扩容，同时也能解决交易延展性问题。交易延展性：区块的签名一定程度上可以被改变而不影响交易的合法性，交易的输入输出都不会变，仅仅签名有些变化，但是该交易的哈希值（即交易ID）就会发生巨大差异。隔离验证通过将签名部分从交易中分离出来，放入到一个新添加的witness字段中，来解决相关延展性问题。

如果节点改变收到的交易签名，生成一笔交易输入输出相同但是交易ID不同，在广播中与原交易争抢进入区块，形成一定的迷惑作用，来达到欺骗的目的，如：根据原始交易ID无法查询到交易，让对方误以为交易没有发出，而再发起一笔交易。

树图

每个区块不仅有个指针指向父区块，还有一种指针指向引用区块且需要引用多个区块，表达不同区块间的先行发生关系。树图可以将分叉区块加入到账本，定义了分叉上区块的执行顺序，让所有区块都能贡献到系统的吞吐率上，因此区块的大小，出块速度都能大幅提升。

代表项目：Conflux

闪电网络

比特币之外的交易通道，把比特币网络作为结算网络，两个节点间在建立通道后，大量交易放在比特币区块链之外进行，绕过比特币1秒7笔交易的容量限制，通过与比特币区块链交互的复杂脚本完成小额高频快速支付。具体操作如下：

1）交易双方打开支付通道

2）建立多签钱包，双方打入初始资金

3）发起快速交易，更新双方的余额状态

4）交易双方关闭支付通道，将余额广播到区块链

虽然闪电网络是建立在比特币之上，但是根据其理论，几乎适用所有的区块链，以太坊上类似的称为雷电网络，一般我们将比特币、以太坊视作“Layer1”，而将闪电网络称为“Layer2”技术，但是现在我们将Layer2更加泛化，统称为性能的扩展技术。

分片

将网络分区，不同节点处理不同问题。比如数据库分片、区块链分片，代表就是以太坊2.0。

数据库分片：将数据库分成碎片化存储在不同服务器上

区块链分片：将网络交易分成碎片，不同节点（不同记账者）只用处理小部分交易，使得更多交易可以被同时处理和验证

分片的特点是，网络的吞吐量可以随挖矿网络的扩展而增加，即节点越多，吞吐量越大。但是分片技术也有其难点，如图

分片技术难点

隐私匿名

区块链上账户拥有者虽然匿名，但是所有交易的对象、时间、金额全网公开可查、可追溯，交易不具有隐私性，通过交易大数据分析、特殊交易以及一些实际信息，有可能追踪到现实拥有者，所以我们将比特币定义成伪匿名币。解决方法是隐去账户、交易、余额，具体实现技术有混币技术、环形签名法、零知识证明、Mimble-Wimble。

混币法

将多比交易合并，使人难以分辨哪笔输入对应哪笔输出，从而难以追踪某个地址的资金的来源或去向。

代表：DASH

环形签名法

环形签名技术可以简单理解为发送人在签名前，临时拉了网络中的其他人组成一个“群”。发送人利用自己的私钥和群中所有人的公钥，对交易的信息进行签名。只能知道这笔交易出自这个群中的某个人，至于具体是谁则无从得知。

代表：门罗币

零知识证明（zero-knowledge proof）

证明者能够在不向验证者提供任何有用的信息的情况下，使验证者相信某个论断是正确的。验证者基于一定的随机性示证者提出问题，如果都能给出正确回答，则说明示证者大概率拥有他所声称的“知识”。

跨链

我们知道不同区块之间是很难实现价值传递的，这就需要涉及到跨链来解决，多链结构技术也更符合复杂价值的实际应用，每条链都有特定功能、适应特定场景的需求，在不同的链之间实现数据交互是非常有必要的，能够充分的发展区块来的价值。比如比特币是一个账本，以太坊是另外一个账本，这两个账本上的账户是没有关联的，如果比特币的持有者想要将其交易换成以太币，他可以通过中心化交易所撮合下实现，从我的比特币账户划扣到他的比特币账户，然后从他的以太坊账户向我的以太坊账户划转以太币，这就引入了第三方中介，有违区块链的去中心化。所以跨链技术的出现，是从交易的角度解决这个问题。

同时，从性能角度来说，我们知道“难以兼顾的三角”，并没有被定理证实。每个区块链只能兼顾其中的两条，而需要舍弃另外一条。有区别于CAP定理，不一样。实现的方法是中间件，即共同遵循的数据接口，既实现标准化，也确保链本身设计的灵活性。

难以兼顾的三角

代表项目：Cosmos、Polkadot

以上是这篇文章介绍的内容，希望大家共同讨论。