現在區塊鏈領域發展迅速，但總體還在初級階段。從底層的公鏈，到真正能實現各個 Dapp 們 “顛覆谷歌”、“顛覆Facebook” 的雄心壯志，中間還有不少的路要走。

而這 “不少的路”，指的其實就是中間層。

如何定義中間層

中間層是什么？目前并沒有公認定義。不過，我們可以和傳統互聯網對比。

如果我們把傳統互聯網的結構分成五層的話，則有：

那么相對應地，區塊鏈也可以分為五層：

硬件即挖礦與礦機，之前在中有介紹；例如比特幣、以太坊、EOS 等，負責搭建基礎設施。而區塊鏈與 C 端的結合 —— 比如游戲、物流等 —— 則是最上層的 DApp（Decentralized Application，分布式應用）應用層。

因此我們也可以說，中間層要解決的問題，就是如何成為底層基礎設施和上層 DApp 之間的橋梁，讓區塊鏈技術能被真正運用到生活中。

在這個基礎上，我們又把中間層進一步分成了兩部分：面向公鏈的下層中間層，和面向 DApp 的上層中間層。這篇文章主要討論面向公鏈的下層中間層。

中間層在解決的問題很多，此處我們主要探討下目前最熱門、最急需解決的三大問題：

擴容

區塊鏈下計算和存儲

Oracle

下面，我們就結合每個領域有代表性的項目，說說這三部分的目前的發展趨勢。

擴容：區塊鏈技術落地最關鍵一步

我們這里討論的擴容定義如下：如何在 DApp 增加的情況下，通過提高主網性能（比如提高吞吐量、降低延遲等）且不影響用戶體驗的辦法，適應新的用戶需求。

擴容是中間層發展里，最關鍵、最需要解決的問題。如果擴容問題都沒解決，就開始談論計算儲存 oracle，那基本就是耍流氓。

說到擴容，不少人的第一反應都是解決比特幣擁堵問題的閃電網絡（Lightning Network），和其以太坊版本的雷電網絡（Raiden Network）。由于這兩種解決方式是對公鏈本身性能的補充，因此我們暫不把它們算作中間層，本文僅做簡單介紹。

我們知道，比特幣交易速度太慢一直是其致命弱點：每秒僅能處理 7 筆交易。這個速度讓每秒能處理 2.4 萬筆交易的 VISA 笑而不語...就連 Bitcoin Cash 這種比特幣的 “山寨幣”，都有每秒 61 筆的速度。

圖自網絡，版權屬于原作者

為解決這個問題，有人提出，我們沒必要在區塊鏈上記錄每一筆交易，可以把這筆交易搬到鏈下，這就是 “閃電網絡” 的思路。換句話說，閃電網絡在比特幣的區塊鏈上又加了一層，用戶能在這個新添加的一層上，與任意其他用戶搭建起一條專門用于支付的 “快速通道”。由于這個通道是兩個人之間的特殊管道，因此有交易速度快、交易費用極低甚至免費的優點。

然而，主要解決支付問題的閃電網絡和雷電網絡也有它們仍未解決的問題。這就說到了下一代意在解決擴容問題的項目。

我們在這里介紹兩個比較有代表性的項目：

Loom Network和Celer Network。

Loom Network 是以太坊側鏈平臺，意在把游戲和社交功能從擁堵的以太坊網絡中分離出來，分擔以太坊主網數據負載，以解決以太坊擁堵。

記得 CryptoKitties 嗎？Loom Network 的誕生和它還很有關系呢！

去年年底，基于以太坊開發的云擼貓游戲 CryptoKitties 突然爆火，但由于以太坊主網是主要為解決金融交易而誕生、且大額和小額交易并無區分，因此 CryptoKitties 爆火后帶來的大量小額交易一下就讓以太坊吃不消了，發生了極為嚴重的擁堵問題。

Vitalik “宿敵” BM：傻了吧？還是真貓好玩

為解決以太坊的擁堵問題，Loom Network 團隊在以太坊的主鏈上開發了 Loom Network 側鏈，這一側鏈解決方案，V 神看了都說好。

圖片截取自 Vitalik 推特

之所以得到 V 神垂青，是因為 Loom Network 很可能成為以太坊應用落地的關鍵。為什么這么說呢？

這里我們要介紹一個新概念：DAppChains。DAppChains 是一個可運行在以太坊智能合約上、能大規模優化數據而非僅僅是金融交易的側鏈。而 Loom 的 DApp chains 是Loom 針對以太坊主鏈單獨開發出來的側鏈，以成為以太坊網絡上的“游戲”和“社交”的平臺。

除了強大的數據處理能力、Loom Network 還推出了軟件開發工具包 SDK，讓不懂底層區塊鏈架構的開發者也能開發 DApp，降低開發 DAPP 門檻；另外，Loom Network 還順手推出了 EthFiddle 和 SolidityX 兩款產品，讓程序員開發復雜項目更簡單。這些特點使不寫白皮書、只出產品的 Loom Network 被寄予厚望。Loom 的應用領域是大型在線游戲以及社交應用，也就是說，以后區塊鏈上的魔獸世界、Fortnite、臉書微博，有可能都要跑在 Loom 上面。

現在我們再來說說 Celer Network。和剛才的 Loom Network 線下處理游戲和社交功能不同，Celer Network 是第一個具有連貫技術和經濟架構的脫鏈運營網絡，意在讓區塊鏈有互聯網級別的可擴展性。Celer Network 可橫向擴展到每秒數十億次的交易。

Celer Network 實現這個目標的方法之一，就是對鏈下擴容的革新。這要從現在鏈下擴容的趨勢談起。鏈下擴容主要有兩個方向：狀態通道擴容（state channels）以及側鏈擴容，兩種方法各有利弊。

什么叫狀態通道擴容呢？打個比方，你把一些錢從你的銀行賬戶轉到了支付寶上，以后每次你用支付寶買東西時，就直接在支付寶內加加減減，不用通知你的銀行，而你在支付寶內的交易也不會反映在你的銀行記錄里，從銀行的角度看，就省了不少記賬的麻煩事。

這就是狀態通道的思路，在這個例子里，銀行相當于公鏈，支付寶是每人自己的賬戶，不用每筆帳都麻煩公鏈記錄，公鏈可以做別的事情，也就相當于給公鏈擴容了。

不少人認為，狀態通道存在天然的局限性，比如其更適用于固定交互雙方的高頻互動，而不適用于頻繁變動的交互雙方的低頻交互。小探在查資料時，也看到了這種說法頗為流行。

但 Celer Network 的團隊認為，這個論斷其實是不準確的，因其并沒有考慮到“網絡“的作用。誠然一個多邊狀態通道的參與方相對固定，但一旦狀態通道形成網絡，就可以非常靈活地與任意的網絡節點進行高頻或低頻的交互，且可以隨時變換交互方并同時與多方交互。這里就如同家里的電腦僅憑一根網線就可以任意遨游互聯網一樣。支持這樣的網絡平臺正是 Celer Network 的重點工作方向之一。

與狀態通道擴容相對的是側鏈擴容。側鏈擴容使單個區塊的容量更多，即同時使用側鏈的人數更多，但單筆交易速度就會更慢。

而 Celer Network 則可以根據需要，自行在側鏈和狀態通道中做出選擇。

不論 Loom Network、Celer Network、或 Liquidity Network 等其他意在解決可擴展性的項目，可擴展性一直以來都是區塊鏈和加密貨幣領域的一個重要瓶頸。“高效” 和 “去中心化” 兩者不可兼得，而不同技術的解決方式都是在盡量平衡兩者。

解決可擴展性難度不小，但可擴展性是計算、存儲、以及 Oracle 的基礎。如果可擴展性不解決，區塊鏈的大規模應用也就遙遙無期。

計算：和 “1999年的手機一樣快”

現在以太坊慢到什么地步呢？以太坊創始人 Vitalik 曾開玩笑說以太坊速度和 “1999年的手機”一樣快。顯然，對于自稱 “世界計算機” 的以太坊來說，這個速度遠遠不夠。

為了提速，以太坊社區沒少想辦法：從PoS 到雷電網絡、從分片技術（在我們之前的公鏈文章里有提到）到狀態通道技術，不一而足。而區塊鏈項目 TrueBit 提出來了一種新的思路：提高網絡本身的計算能力，而不僅僅是加快交易速度。

TrueBit 將算力移到鏈外，從而繞過以太坊運行被燃料費限制的這個瓶頸，以達到擴容的目的。理論上說，不論計算任務多大，TrueBit 都可以安全完成。

但 TrueBit 依然需要驗證一個計算是否正確。為了讓礦工能在有限帶寬下驗證計算，TrueBit 設計了一套制度：TrueBit 對正確完成計算任務的礦工進行獎勵，以此調動積極性。但計算任務完成得正不正確，誰說了算呢？為此，TrueBit 設計了 TrueBit 合約，誰去驗證合約，誰就能得到獎勵。如果出現爭議，TrueBit 會以 “驗證游戲” 的方式檢查合約中的細節。

需要注意的是，TrueBit 的這套機制不是為了找出哪些節點誠實可信，而是通過假設所有節點都想利益最大化，去獲得利益最大化的外部計算機資源，用這種方式提高計算能力。

作為以太坊智能合約的一種，其他以太坊智能合約可以把 TrueBit 作為子程序，因此 TrueBit 就能增加每一個以太坊網絡可以正確處理的區塊數量，以達到提升以太坊容量的目的。

Plasma 和 TrueBit 想法類似，都是通過設立獎勵機制達到擴容目的，但具體思路有不同，因為篇幅緣故就不在本文多做介紹。

看來，不論用哪種方法，以太坊的擴容問題需要解決已是社區內的普遍觀點。

存儲：應對數據井噴，只能是去中心化存儲

隨著人工智能、物聯網等的發展，我們產生的數據呈幾何式增長。據估計，2020 年時（也就是一年半以后...），全球聯網的設備數量將超過 200 億臺。此外，基于區塊鏈技術的眾多 DApp 也將使用和產生大量數據。

這么多數據，都存放在哪兒呢？而且就算找到地方存儲這些數據，隨著數據井噴，如果我們想找某個數據，又該如何從海量數據里迅速準確地再把它找出來？

目前普遍認為，去中心化存儲是解決方案。類似于區塊鏈的分布式賬本技術，去中心化存儲也可以把數據放到多個、而不是單個網絡節點上。

與去中心化存儲相對應的，當然是中心化存儲 —— 這也是現在存儲數據的主要方式。無論是單系統存儲、還是云端存儲（比如亞馬遜的 AWS），都是高度中心化的。中心化的系統往往脆弱而高效，而去中心化存儲則不會有這個問題。

但是，隨著區塊鏈交易量逐漸上漲、可擴展性問題還沒解決，“把大量數據都存儲在區塊鏈上” 這種思路就越發行不通。

而 Swarming（運用大量節點）和 Sharding（分片），這兩項重要的互補技術提出了 “分區的集中存儲” 這一解決去中心化存儲問題的思路。在上一篇文章里，我們談到了 Sharding 技術，在此就不再贅言。

那么 swarming 是什么意思呢？Swarm 在英語里是 “蜂群” 的意思，正像很多蜜蜂一起合作、有條不紊地朝著同一個目標工作一樣，去中心化存儲里 swarming 這種方式也是利用龐大的節點組對數據進行存儲和管理，而每個節點就叫做 swarm —— 這么看來，swarm 這個名字倒是起得很恰當。