区块链在元宇宙和web3世界中是操作系统一样的基础设施，其性能决定了未来数字经济的发展历程。现阶段，区块链普遍存在着交易数据处理能力较弱的问题。这使得比特币和以太坊的性能无法与中心化系统相抗衡，从根本上制约了区块链上诸多应用的开展。因此增强区块链的可扩展性，也就是实现更高的交易数据处理速度刻不容缓。
着眼0层的隐形区块传播BBP技术
为了实现更高效的区块链交易数据处理，不断有人提出区块链扩展容量解决方案。目前的扩容方案百花齐放。
业界一般将区块链系统的六个层次数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层划入三个Layer，由底到顶分别为Layer0、Layer1和Layer2。Layer0又称网络传输层，主要涉及区块链和传统网络之间的结合问题。当前主流扩容方案大多从L1层和L2层着眼，鲜有通过改进L0层成功扩容的案例。
北大教授马丽丽：区块链等技术使中国传统文化保护和发展进入3.0时代:金色财经现场报道，2021年5月17日蚂蚁链“文昌星传统文化焕新计划”发布会在杭州举行。北京大学信息技术高等数字产业中心马丽丽教授在会上发表演讲表示，数字经济发展促进各类数字文化种类快速发展，基于大数据、区块链技术、精准算法为IP开发提供了新业态。而中国IP哪里来？传统文化是巨大的宝藏。5G、大数据、云计算、人工智能以及区块链技术为中华优秀传统文化的保护，传承提供了坚实的技术支撑。中国传统文化保护和发展进入了3.0时代。[2021/5/17 22:10:58]
Layer1扩容方案又称链上扩容，指在区块链基层协议上实现的扩容解决方案。Layer2扩容方案又称链下扩容，指不改变区块链底层协议和基础规则，通过状态通道、侧链等方案提高交易处理速度。但是这些扩容方案无一列外的都以牺牲安全性为代价，也就是区块链CAP理论的限制。
声音 | 浙商银行总行郭新强：基于区块链的数字票据更具优势:在《产业区块链四十人论坛》第七期，浙商银行总行票据部副总经理郭新强表示：中国票据市场已经成长为全球最大的商业汇票市场，2016年以后迈入上海票据交易所新时代，并面临着来自应用区块链技术的金融账期新产品的竞争。数字票据则融合了拥有规范法律框架的票据和区块链技术优势，区块链去中心化的优势可以集中应用于票据的签发承兑、背书、贴现环节，其信用环境也将主要构筑在企业与企业之间的贸易环节， 通过构造托管于智能合约的票据池，实现实时支付、融资和清算，从而为中小微企业提供更好的数字普惠金融服务。[2019/12/19]
而今年4月，来自深圳大学、香港中文大学的区块链研究团队提出了一种全新的L0层区块传播与验证技术，即隐形区块传播技术，不需要传输区块且不损失安全性，突破了CAP理论。
声音 | 工信部：加强区块链核心技术研发 持续提高创新能力:11月17日，2019国际区块链大会在浙江德清举办。工业和信息化部党组成员、总工程师张峰，浙江省人民政府副省长高兴夫出席大会开幕式并致辞。张峰强调，工业和信息化部将提高站位，积极主动作为，加快推进区块链技术产业创新发展，大力推动区块链和经济社会深度融合。一是跟踪分析前沿动态，加快完善顶层设计。准确把握区块链技术产业发展规律，进一步明确区块链创新发展与应用的路径。二是加强区块链核心技术研发，持续提高创新能力。着力突破智能合约、共识机制、加密算法等关键核心技术，支持区块链开源社区建设。三是加快应用落地步伐，推动区块链与实体经济融合。面向产品溯源、存证取证、数据共享、版权保护等重点领域，支持骨干企业打造一批可复制、可推广的典型案例。四是建立健全标准体系，构建完善产业生态。加快成立全国区块链和分布式记账技术标准化委员会，推动关键急需标准的研制和应用，积极对接ISO、ITU等国际标准组织。五是着力强化安全保障，引导产业健康发展。加强对区块链安全风险的研究和分析，探索建立适应区块链技术机制的安全保障体系。（证券时报）[2019/11/18]
动态 | 美国能源部向Factom提供近20万美元，计划用区块链技术改善国家电网:美国能源部（DOE）向区块链公司Factom提供近20万美元，用于帮助保护国家电网。该赠款的总体目标是通过使用区块链技术来设计一个提高电网可靠性和弹性的系统。（cointelegraph）[2019/9/6]
该论文的作者们注意到，在当前的公链中，交易都存在重复传输和串行验证的问题。交易的重复传输是说，交易本身会单独在全网广播传输一次；交易被打包进区块后，又会随着区块一起在全网广播传输一次。交易的串行验证是说，交易打包进区块后并在全网广播，各验证节点收到该区块后再进行验证。由于这些问题的存在，区块包含交易越多，其在网络中传播和验证的速度就越慢，这就极大制约了区块链的TPS。BBP要实现的就是通过消除区块中的交易数量对于传播时间的制约以及减少区块验证时间来提高TPS。
具体而言，BBP技术只在节点之间传输区块头，各节点对新区块的交易进行预测和提前打包、提前验证，这样区块在传播过程中对新区块的验证就只是将预先计算的全局状态和嵌入在区块头中的全局状态进行一个简单的比较确认即可。因此，不管每个区块中的交易量有多大，其传播时间和验证时间都只是一个区块头的时间，不再受到交易数量的制约，每个区块也能容纳下任意多数量的交易。同时，BBP技术利用了除出块节点外，其他节点也在进行出块计算的原理，将区块传播和区块验证从串行关系转向并行关系。于是，BBP从基础协议设计上来消除区块中交易数量对于传播时间的制约以及减少区块验证时间，彻彻底底地提高TPS，释放区块链的性能。
BBP性能扩展突进但挑战犹存
不过，要实现上述技术目标也并不容易，要同时兼顾很多方面的考虑和解决若干技术挑战：
1、如何确保在预打包一个区块体前，所有节点的预测都是大致相同的。由于去中心化的区块链节点之间没有假定信任，因此原则上节点可以根据自己的喜好选择交易并将其封存在区块中。在以太坊中，节点通常会选择交易后将其排序并打包到区块中，使GAS收益达到最大化。为了使分散的去信任节点做出的决策达到一致，新方案必须要能起到激励节点的作用，通过遵循共同的规则预先打包几乎完全一样的区块体。??
2、如果节点预测的交易略有不同，又该如何协调成一致。由于区块链是在去中心化的P2P网络上运行的，因此不同节点上的交易很可能是不同的。因此，即使所有节点都遵循相同的规则来选择交易并预先打包成区块体，这些区块体也可能是不同的。值得注意的是，在以太坊中，区块体中单个交易的差异或是打包顺序的差异都可能导致区块头中验证摘要信息的不同。当节点选择的交易以及排序略有不同时，一旦在区块到达时需要重新排序并重新验证所有的交易，BBP就会失效。因此，新方案要能在新区块到达之前就能使不同节点做出的交易预测达到一致。
3、如何在预验证过程中处理一些尚未得到的信息。由于在新区块到达之前，用于验证区块的一些信息可能还无法知晓，因此区块就无法执行完整的预验证。例如，某些交易可能会涉及到与矿工相关的Coinbase地址，但在每个节点的预验证过程中却无法事先知道哪些矿工最后会成功。因此，为了能够保证整个流程的一致性并且使TPS最高效，BBP的预验证过程还必须要能解决此类交易中产生的难题。
BBP技术的提出者对如何解决上述技术问题给出了当前的方案，并在大规模区块链网络上对BBP进行了实验。结果表明，BBP的区块全网传播时间比以太坊减少了4倍。
结语：当前，区块链网络中的区块传播与验证时间制约了TPS性能。此外，由于许多提高TPS的解决方案是以降低安全性为代价，因此如何在TPS和安全性之间做出平衡也是急需解决的一大难题。与以太坊上的协议相比，带有预验证机制的隐形区块传播可以在不影响安全性的情况下，将区块传播速度提高。更重要的是，BBP的区块传播时间几乎与区块中的交易数量无关。因此，TPS将不再受到区块传播的制约。实际上，在实施BBP时，相当于只插入了一个预打包的区块体模块和一个预验证模块作为对交易池的扩展，因此BBP与其它下层和上层的区块链技术是完全兼容的。最后，实验结果也证实了BBP在TPS的扩展性方面具有相当卓越的性能。因此，我们对于BBP在真实区块链系统中的表现抱有极大的期待。
来源：金色财经
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