在区块链开发领域中，公链开放网络提供的不间断的全球性服务，而目前区块链技术架构无法支撑大规模商业应用的搭建，根据对区块链行业发展历史及现状的综合分析，限制区块链规模化应用的技术掣肘主要在三大块：可扩展性、互操作性以及隐私性。

　　可扩展性不足限制了单个区块链平台的实用性能，互操作性不足导致各区块链之间成为价值“孤岛”，价值互联互通难以落到实处，而隐私保护性上的不足又给开放透明的区块链网络投入商用埋下了诸多安全隐患。因此，市场迫切需要新的解决方案来突破上述技术瓶颈和应用局限，构建起真正安全、可靠、实用的区块链价值网络。
 

　　1、可扩展性

　　安全性、去中心化和可扩展性是区块链领域由来已久的“三元悖论”。全网广播、存储、验证和竞争记账的早期设计是出于区块链的安全性和去中心化的考量，但这也使得全网整体性能受限于单一节点的处理性能，且加入的节点越多，通信复杂程度越高，可扩展性严重不足。

　　围绕区块链可扩展性的难题，区块链开发者们提出了分片、DAG、状态通道、侧链等多种解决方案，总体来看，其实是从Layer1和layer2两个技术层面展开的改良与创新。

　　（1）区块链底层（Layer1）基础设施的创新

　　通过改良或革新区块链底层以提升可扩展性的技术方案主要包括：革新共识机制，引入分片设计，以及新的分布式账本底层（如DAG）的开发。

　　（2）区块链上层（Layer2）扩容方案的设计。

　　重建区块链底层架构的扩容方案大多成本高、周期长、技术复杂，且与现有基础公链存在兼容性问题，因此不少开发团队主张直接基于现有公链设施做改良，在Layer2上解决扩容问题。正如以太坊创始人Vitalik所言“随着区块链变得越来越成熟，基础层网络必然趋于稳定，而第二层（layer 2）网络将承担越来越多的持续创新和改变负担”。

　　主要有侧链和状态通道两类解决方案，近期热度较高的比特币闪电网络，以太坊Plasma、雷电网络和小蚁的Trinity，以及Loom network等都属于第二层扩容方案。

　　2、互操作性互操作性（Interoperability）

　　区块链的互操作性，则是指各个区块链之间的互通性。单条区块链性能局限影响区块链规模化落地，而各个链之间的互操作性障碍也极大限制了区块链的应用空间。

　　当前这些新老公链项目技术架构各异，生态各自发展，大多只能和自己生态内部应用低成本交互，无法实现和其他区块链生态的高效沟通，公链与大量的联盟链、私有链中的资产也都无法自由转移，价值孤岛问题凸显。

　　而区块链要想真正实现价值互联，并被大规模应用，就必须像互联网那样容纳多样性，在不同区块链之间进行衔接和拓展，因此，跨链技术发展成为当下区块链讨论的风口。

　　3、数据隐私性区块链系统中，所有交互信息和过程上链，全网数据公开、透明、可追踪，各个节点皆能获取系统账本，这无疑给用户隐私或商业信息泄露带来极大风险隐患。所以隐私保护也是区块链落地推广过程中首当其冲要考虑的问题。

　　如何在保障用户隐私（隐匿交易信息）的情况下实现区块链的可追溯、可验证等特性，成为密码学研究的热门领域，区块链开发者们提出零知识证明（Zero-Knowledge Proof）、环签名（Ring Signature）、隐匿地址（Stealth Address）以及混币等多种技术方案试图提升区块链的隐私性。

　　其实，区块链领域对数据隐私的需求及追捧热度似乎由来已久，影响力较大的有Monero、ZCash、Komodo、Dash、Verge等早期老牌项目，而2019年新兴的基于Mimblewimble协议的隐私币项目Grin和Beam的入局又为隐私币项目的爆发加了一把火。无论哪个数字货币想要真正实现的互通和普及，隐私保护和匿名特性都是其绕不开的技术难点。

　　如果说，比特币的问世是区块链和数字货币概念的一次爆发，以太坊智能合约平台的问世是数字货币应用的一次爆发，那么如今，无数的区块链项目方正在为区块链应用的落地爆发积蓄力量。可扩展性、跨链互通性和数据隐私性是当前区块链领域迫切性和热度最高的三大技术发展趋势。

　　我们围绕这三大技术趋势展开研究的主要区块链项目，结合各类技术趋势相对应的技术解决方案和区块链项目，对比分析各项目在技术方向、方案设计、实现机制与发展路径上的异同，让对我们区块链领域最新的技术进展以及未来可期的成果有较全面的把控。