区块链扩展：扩容、侧链和闪电网络

5.1比特币区块扩容

比特币交易速度最高大概1秒钟只能处理3笔交易。

扩容的两种思路：

1）增加区块空间的大小

2）缩小交易数据的尺寸

“隔离见证”，英文是SegregatedWitness，是第二种思路里面的概念，我们知道在比特币的交易数据结构中，是通过发起者签署自己的UTXO(未花费交易输出），然后填上接收者的地址而建立起来的，签署UTXO就相当于签名，也就是所谓的“见证”，这是用来确认支票合法性的。如何来确定交易数据的唯一性或者说完整性呢？在比特币中会对每一条交易事务数据进行一次哈希计算，得到一个事务ID，在计算这个事务ID的过程中，都有哪些数据参与了计算呢？答案是整条交易事务，包括那个签名。签名信息占据的空间还是不少的，如果能够把签名信息从交易事务中隔离开，存储到另外一边，那就能省出一块空间来容纳更多的交易数据。签名信息的主要作用就是见证交易数据的来源合法性，而实际上见证的过程只需要进行一次就行了，矿工负责见证交易数据是否得到了合法的授权，其他普通节点只关心接收的结果，见证过后这些签名数据实际上没多大用处，节点在接收的时候可以丢弃这部分数据。这种将见证信息与交易数据隔离开的设想就是“隔离见证”的意思。

至此，比特币的扩容方案就有了如下的选择：

1）进行“隔离见证”并扩容区块

2）仅进行隔离见证，区块容量保持不变

3）仅扩容区块，不进行隔离见证

5.2侧链技术

侧链协议可以将比特币从主链上转移到侧链上来。但是需要在比特币主链上先冻结，然后在别的链上激活。侧链协议是指可以让比特币和其他区块链账本资产在多个区块链之间来回转移的协议。比较著名的比特币侧链有ConsenSys的BTC Relay、Rootstock和BlockStream推出的元素链，非比特币的侧链如Lisk。

5.3闪电网络的设计

闪电网络是一个点对点对等网络，完全去中心化的数字货币微支付系统。闪电网络在实际应用中一般先开辟一个支付通道，并提交一个微支付网络，这个微支付网络能通过多重签名的方式确保价值网络安全的单向流动。最重要的一点是闪电网络实际通过微支付通道，将交易剥离出比特币区块链来进行，而且剥离主链的交易次数是无限的，这从根本上解决了大量交易都放到比特币主链上进行，从而造成比特币性能严重降低的问题。

闪电网络的本质其实就是智能合约的应用，具体来说是RSMC(Revocable Sequence Maturity Contract)以及HTLC(Hashed Timelock Contract),基于智能合约建立一系列相互连接的双向支付通道。