要系（xì）统的考（kǎo）虑区块链技术可扩展方案，首先（xiān）必须（xū）理解区（qū）块链（liàn）技（jì）术框架，如图所示：

典型（xíng）区（qū）块链架构

当前主流的区（qū）块链架构包（bāo）含（hán）六个层级：网络层、数据层、共识层、激励（lì）层、合约层（céng）和应（yīng）用层。图（tú）中将数（shù）据（jù）层（céng）和网络层（céng）的位置进行了（le）对调（diào），主要（yào）用途（tú）将在（zài）下（xià）一节中（zhōng）详述（shù）。

网络层：区块链网络本质是一（yī）个P2P（Peer-to-peer点对点）的（de）网络，网络中的资源（yuán）和服务分散在所有节点上，信息的传（chuán）输和服务（wù）的实现都直接在节点（diǎn）之（zhī）间进行，可（kě）以无需中间（jiān）环（huán）节和服务器的介入。每一个节点既接收信息，也（yě）产生信（xìn）息，节点之间通过维护一个共同的区块（kuài）链来同（tóng）步信息（xī），当一个节点创造出新的区块后便以广播（bō）的形式通（tōng）知其他节点（diǎn），其他节点收到信息后对该（gāi）区（qū）块进行验证，并在该区块的基础上去创建新的区块，从而达到全网共（gòng）同维护一（yī）个（gè）底层账本的（de）作用。所（suǒ）以网络层会涉及到P2P网络，传播机制，验（yàn）证机制等的设计（jì），显而易见，这些设计都能（néng）影（yǐng）响到区块信息的确认（rèn）速度，网络层可以（yǐ）作为区（qū）块链技术可扩展（zhǎn）方案中的一个研究方向；

数据层：区块链的底（dǐ）层数据是一个区块（kuài）+链表的数据结构，它包括数据（jù）区块、链式结构、时间戳、哈希函（hán）数、Merkle树、非（fēi）对称加（jiā）密等设计。其中数据区块（kuài）、链式结构都可（kě）作为区块链技术可扩展方案对数据层研究时的改（gǎi）进方向。

共识层：它是让高度分散的节点对区块数（shù）据的有效性达到（dào）快速（sù）共识的基础，主（zhǔ）要（yào）的共识机制（zhì）有（yǒu）POW（Proof Of Work工作量证明（míng）机制），POS（Proof of Stake权（quán）益（yì）证明机制），DPOS（Delegated Proof of Stake委托权（quán）益证明机制）和PBFT（Practical Byzantine Fault Tolerance实用拜占庭（tíng）容错）等（děng），它们一（yī）直是区块链技术可扩（kuò）展方案中的重头戏。

激（jī）励层：它是大家常说的挖矿机制（zhì），用来设计一定的经济激励模型（xíng），鼓励节点（diǎn）来（lái）参与（yǔ）区块链的安全验证（zhèng）工作（zuò），包（bāo）括发行机制，分配机制的设计等。这（zhè）个（gè）层级（jí）的改进貌似与（yǔ）区块链可扩展并（bìng）无直接联（lián）系。

合约层：主要是指（zhǐ）各种（zhǒng）脚本（běn）代码（mǎ）、算法机制以（yǐ）及智能合（hé）约（yuē）等。第一代区块链严格讲这一层（céng）是缺失的，所以它们（men）只能进行交易，而无法用（yòng）于（yú）其他的领域或（huò）是进行其他的逻辑处（chù）理，合（hé）约层（céng）的出现，使得（dé）在（zài）其他领域使用区块链成为了现实，以太坊中（zhōng）这部分包（bāo）括了EVM(以太坊虚拟机)和智能合约两部分。这（zhè）个（gè）层（céng）级的改进貌似给区块链可（kě）扩展提供了潜在的（de）新方（fāng）向，但结构上来看（kàn）貌（mào）似并无直接联系。

应用层：它（tā）是区块链的展示（shì）层，包括（kuò）各种应（yīng）用（yòng）场景（jǐng）和案例。如以太坊使用的是truffle和web3-js.区（qū）块（kuài）链的应用层可以是（shì）移动（dòng）端（duān），web端，或是是融（róng）合进现有的服务器，把当（dāng）前的业务服务器当成应用层。这个层级（jí）的改进貌似也（yě）给（gěi）区块链可扩展提供了潜在的新方向（xiàng），但结构上（shàng）来（lái）看（kàn）貌似并无直接联系。

由此（cǐ）可见，单从结构上分析，区（qū）块链技术可扩展方案可以直接（jiē）从（cóng）网络层（P2P网络、传播（bō）机制和验证机制）、数据层（数据区块和链式结（jié）构（gòu））以（yǐ）及共识（shí）层（céng）进行改进达到优（yōu）化。

以太坊社区在（zài）区块链可扩（kuò）展性上曾提出过Layer分层改进的概念：Layer 1层（céng）改进和Layer 2层改进。Layer 1层（céng）改进是指通过对某条公链本身的改进来提升它的（de）可扩（kuò）展性（xìng），即On-Chain链上改进；Layer 2层改进是（shì）指不影响（xiǎng）该（gāi）公链本身（shēn），通过其他方式来实现可扩展性的提升，即Off-Chain链（liàn）下改（gǎi）进（jìn）（此处链下的含义（yì）仅（jǐn）仅指脱离（lí）该公链（liàn）），如后文将会（huì）介绍的侧链、跨链和状态通道等（děng）。

在这个理解（jiě）的基（jī）础上，我们借鉴计算机网络分层（céng）管理、各层标（biāo）准化设计的（de）思想，将区块链与（yǔ）传统互联（lián）网OSI模（mó）型结合，建立区块链技（jì）术可扩展方案分层模（mó）型三个一级层级：Layer 0层数据传（chuán）输（shū）层（céng），Layer 1层On-Chain公链自身（shēn）（底层（céng）账本）层和Layer 2层Off-Chain扩展性（应用扩（kuò）展）层。在一级层级的（de）基（jī）础上（shàng），结合区块链（liàn）架构又可以（yǐ）进一步分解成七（qī）个二级层级来详（xiáng）细研究，具体（tǐ）如（rú）图7的划分：

区块链分层研究构（gòu）架图