可扩展性一直是区块链领域最值得研究的问题之一，也是区块链想要实现Web3.0的愿景，为亿万用户提供安全可靠的服务需要攻克的技术难题。那为什么区块链需要扩建呢？它解决了什么问题？是如何实现的？

为什么区块链需要扩建

简单理解扩建。它就像一个容器或载体。当它已经不能支撑日益增长的需求时，就需要扩大运力或承载面积，以缓解目前的压力。

区块链扩张也是如此。缓慢的事务处理速度会造成大量冗余，降低整体网络性能。尽管区块链的主流平台都在努力提高每秒的交易量，但与Visa等每秒数万吞吐量(TPS)的平台相比，仍然相形见绌。因此，如何在保证区块链安全的同时有效提高区块吞吐量，即实现区块链的扩容，为区块链技术的大规模应用提供技术支持。

从技术角度来看，目前区块链扩容主要有两种解决方案：链上扩容和链下扩容。

什么是链上容量扩展？

链上扩容，即Layer1扩容，是指直接发生在区块链上，通过改变块大小或数据结构来提高事务处理能力的解决方案，如分片、见证隔离等，是典型的链上扩容方案。

分片是阻止容量的解决方案。通常，每个节点和区块链网络都包含一个完整的区块链副本。碎片化是一种允许节点拥有完整区块链的部蓑衣网小编2022分副本以提高整体性蓑衣网小编2022能和稳定性的技术。通俗的理解，像从班主任变成只判数学作业的数学老师和只判语文作业的语文老师，节省时间。

隔离见证是将占用大量存储空间的块的数字签名重定位到不同的记录中，使每个块可以进行更多的事务，从而达到扩容的目的。区块链不仅记录了每笔转账的具体信息，还包括每笔交易的数字签名，以验证交易的合法性。矿工在打包区块时需要用数字签名验证每一笔交易，确认无误后交易才会记录在区块中。但用户无需验证信息，每条比特币记录的大小限制在1MB，每10分钟记录一条新记录。因此，通过隔离见证转移签名来扩展块空间

链容量更为直接，但很难一步到位实现容量扩展，或者最终实现容量扩展。性能要求更高的应用场景又出现了，需要不断超越。而且，由于在区块链的分布式系统中，所有的事务仍然需要数据同步，因此整个网络的性能瓶颈将取决于单个服务器的处理性能。因此，越来越多的链外扩容方案出现，为该问题提供了新的解决方案。

什么是线下扩容？

链下的扩展，即第二层(Layer2)的扩展，是建立在不直接改变区块链本身的规则(块大小、共识机制等)的基础上的。)，然后设置一个层，只在需要必要的信息或者需要共识参与的时候(比如数据错误和争议)才与区块链交换和传播信息。

如果把区块链比作一条高速公路，链下的扩建不是对原有高速公路的改造和扩建，而是在现有路线的基础上，架设四通八达的高架桥或隧道，让大部分汽车行驶在新建的高架桥上，万不得已尽量不使用原有的主干道。

在链下扩容方案中，大量交易通常只在参与节点之间直接交易，不会遍布全网，显然效率更高。而且因为没有全网播出，信息无法公开查看，通常私密性更高。此外，离线交易的性能不受原始区块链性能的影响，并且有更高的可能性实现 闪电是一种允许加密货币交易即时发生并降低成本的技术。它使得比特币网络中一般需要等待区块确认的交易瞬间完成。闪电是通过建立一个可扩展的微支付通道网络，交易双方可以用自己的私钥接入，实现快速交易支付。然后在公链中保存地址，通过智能合约证明押金的金额属于谁。

闪电网是以太坊链下的扩容解决方案，使使用以太坊技术的加密货币能够即时、低成本交易。只要链上有交易通道，双方就可以根据锁定的余额，在链下进行高频、双向的即时确认交易，这样多种通道形成的支付路径就构成了一张“闪电网”。

目前无论是链上扩增还是链下扩增都有一些技术突破，这也为区块链的大规模应用奠定了基础。