要系统的考虑区块链技术可扩展方案，首先必须理（lǐ）解区块链（liàn）技术（shù）框（kuàng）架，如图所示：

典型（xíng）区块链架构

当前主流的区块链（liàn）架构包含（hán）六个层级：网络层（céng）、数据层、共识层、激励层、合约层和应用层。图中将（jiāng）数据层和网络层的位（wèi）置进行了对调，主要用（yòng）途将（jiāng）在下一节中详述。

网络层（céng）：区块（kuài）链网（wǎng）络（luò）本质（zhì）是一个（gè）P2P（Peer-to-peer点对（duì）点）的网络，网络中的资源和服（fú）务分散在所（suǒ）有节点上，信息的传输（shū）和服务的实现都直接在节（jiē）点之间进行，可（kě）以无（wú）需中间环节和服务器的介（jiè）入（rù）。每一个节（jiē）点既（jì）接收信息，也产生信（xìn）息，节（jiē）点之间通过维护一个共（gòng）同的（de）区块链来同步信息，当一个节点创造出新的区块后便以广（guǎng）播的形式通知其他节（jiē）点，其他节点收（shōu）到信息后对该区块进行验证，并在该（gāi）区块的基础（chǔ）上去（qù）创（chuàng）建新（xīn）的区块，从而达到全网共同维护（hù）一个底层账本（běn）的（de）作用。所以网络层会涉及到P2P网（wǎng）络，传播（bō）机（jī）制，验证机（jī）制等（děng）的设计，显（xiǎn）而易见，这（zhè）些设计都能影响到（dào）区块信息的（de）确认（rèn）速度，网络层可以作为区块链（liàn）技术可扩展方案中的一个研究方向；

数据层：区（qū）块链的底层数据是一（yī）个区块+链表的数据结构，它包括数据区块、链式（shì）结构（gòu）、时间戳、哈（hā）希函数、Merkle树、非对（duì）称（chēng）加（jiā）密等设计。其中数据区块、链式结（jié）构都可作为区（qū）块链技术可扩展方案对数据层研究（jiū）时的改进方向。

共识层：它是让（ràng）高度分（fèn）散的节点对（duì）区块数据（jù）的有效性达（dá）到快（kuài）速共识（shí）的基础，主要的共（gòng）识机制有（yǒu）POW（Proof Of Work工（gōng）作量证明机制），POS（Proof of Stake权益证明机制（zhì）），DPOS（Delegated Proof of Stake委托权益证明机制）和（hé）PBFT（Practical Byzantine Fault Tolerance实用拜占（zhàn）庭容（róng）错）等，它们一直是区块链技术可扩展方案中的（de）重头（tóu）戏。

激（jī）励层：它（tā）是（shì）大家常说的挖矿机制，用来设计一定的经济激励模型（xíng），鼓励节点来参与区块链（liàn）的安全验（yàn）证工作，包括发行机制，分配机（jī）制的设计等。这个层级的改进貌似与区块链可扩展并（bìng）无直接联系。

合约（yuē）层：主要是指各种脚本代码、算法机制以及智能（néng）合约等。第一代区块（kuài）链（liàn）严格讲这一层是缺失的，所（suǒ）以它们只能进行交易，而（ér）无法用于其他的领（lǐng）域或（huò）是进行其他的（de）逻辑（jí）处理（lǐ），合约层的出现（xiàn），使得（dé）在其他领域使用区（qū）块链成为了现（xiàn）实，以太坊中（zhōng）这部分包（bāo）括了EVM(以（yǐ）太（tài）坊虚拟机)和智（zhì）能合（hé）约（yuē）两部分。这个（gè）层（céng）级（jí）的改进（jìn）貌（mào）似给（gěi）区（qū）块（kuài）链可扩展（zhǎn）提供（gòng）了（le）潜在的（de）新方向，但结构上来看（kàn）貌（mào）似并无直接（jiē）联系。

应用层：它是区块（kuài）链的展示层，包括各种（zhǒng）应用场（chǎng）景和案例。如以太（tài）坊（fāng）使用的是truffle和web3-js.区块链的应用层可以是移动端，web端，或是是融（róng）合进现有的服务（wù）器，把当前的业务（wù）服务器当成应用层。这个层级的改进貌似也给区（qū）块链可（kě）扩展提供了潜在的新方向，但结构上来看貌似并无直接联系。

由此可见，单从结（jié）构上分析，区块链技术可扩展方案可以直接从网（wǎng）络层（P2P网络、传播机制（zhì）和验证（zhèng）机制（zhì））、数据（jù）层（数据区块和链式结构）以及（jí）共识层进行改进达（dá）到优化。

以太坊社区在（zài）区块链可（kě）扩展性上曾提出过Layer分层改（gǎi）进的概念（niàn）：Layer 1层改进和Layer 2层改进。Layer 1层改进是（shì）指通过对某条公链本身（shēn）的改（gǎi）进来提（tí）升（shēng）它的（de）可（kě）扩展性，即On-Chain链上改进；Layer 2层改进是指不影响该公（gōng）链本身，通（tōng）过其他方式来实现可扩展性的提升，即Off-Chain链下（xià）改（gǎi）进（此处（chù）链下（xià）的含义仅仅指脱离该公链），如（rú）后文将会介绍的侧链、跨链和状态通道等（děng）。

在这个理解的基础（chǔ）上，我们借鉴计算机网络分层管理（lǐ）、各（gè）层标准化（huà）设（shè）计的思（sī）想，将区块链（liàn）与传统互联网OSI模型结合，建立区块链技术可（kě）扩（kuò）展方案分层模型（xíng）三个一（yī）级层级（jí）：Layer 0层数据传输层，Layer 1层On-Chain公链自身（底层账本）层（céng）和Layer 2层Off-Chain扩（kuò）展性（应用扩（kuò）展）层。在一级层级（jí）的基础上，结合区块（kuài）链架（jià）构又可（kě）以进一步分解（jiě）成（chéng）七个二级层级来详细研（yán）究，具体（tǐ）如图7的（de）划分：

区块（kuài）链分层研究构架图