Bitaigen Research 
只有突破並行瓶頸，區塊鏈專案才有新的出路。
過去幾年裡，圍繞擴容的探索層出不窮——以太坊 2.0 的同構分片、波卡的異構分片、Plasma 側鏈、zkSync、Optimistic、StarkWare 等 Layer‑2 方案，以及 COSMOS 的跨鏈結構（跨鏈擴容）等。它們都在嘗試尋找最適合以太坊、比特幣等底層鏈的擴容路徑。
以太坊 2.0 的熱度最高，核心思路是從 PoW 向 PoS 轉型、壓縮交易資料（rollup）並建構分片（sharding，非資料分片）。雖然這條路漫長且被視為加密網路的終極方案，但它的必要性不容否認。
從根本上看，區塊鏈的優勢與天花板同在。若想實現突破，必須在現有結構之外尋找新思路。借鑑成熟產業——尤其是雲端運算平台的設計理念——或許是打開局面的關鍵。
Bitaigen 編輯團隊在本文中梳理了區塊鏈與雲端運算融合的核心思路，闡釋為何傳統擴容方案已難以滿足並行需求，並探討借鑑成熟雲平台架構可能帶來的突破。若你想了解下一代去中心化算力網路的技術路線與生態前景，繼續閱讀將為你提供系統化視角。
區塊鏈的核心瓶頸
區塊鏈單節點限制的示例圖
瓶頸正是源自其最大優勢——共識。
共識過程本質上是多節點對同一區塊進行計算和儲存的同步操作。例如，比特幣中某節點打包完區塊後會廣播給全網，每個節點都要保存該區塊。即便以太坊 2.0 將 PoW 替換為 PoS，也只能加快單輪共識的速度，提升單位時間內的處理量。面對海量計算需求，PoS 的提升仍受限，天花板依舊明顯。
在傳統鏈結構中，所有計算任務都在爭奪同一個計算節點的資源，形成如圖所示的狹窄通道。若業務場景對並發要求不高，可以透過提升單節點算力、採用更快的共識演算法以及對搶佔資源的任務進行時間排程來緩解擁堵。但在高並發場景下（區塊鏈不應局限於金融或單一應用），網路往往出現堵塞、延遲甚至安全隱憂。
要突破這一限制，必須在任務處理層面實現足夠多的並行度，從而提升網路在單位時間內的整體吞吐。雲端運算的擴容與並行思路為我們提供了可行的參考路徑。
雲端運算的並行擴容思路
雲平台的基本要求是：接入的網路資源不僅是單台機器的上限，而是 N 台機器共同提供的 N 倍處理能力。對加密網路而言，雖然底層的區塊鏈結構難以更改，但共識層之外的並行化仍有可行空間。
傳統雲端運算提供兩類擴容方式：
- 水平擴容（並行）——將任務拆分為多個子任務，分散到不同節點並行處理。
- 垂直擴容——提升單台機器的計算能力，類似於「加大區塊」。
雲端運算中並行的舉例，資料生成適合並行的結構，繼而利用 GPU 的效能快速處理
在區塊鏈中，若區塊結構不可更改，現有的並行實現主要演化為以下兩種思路。本文將以 Oasis、Phala、PlatON、Dfinity、Filecoin、IOTA 六個專案為例，闡釋這兩類方案的具體實現。（排列順序依據「依賴安全硬體並行」與「依賴演算法改進並行」進行區分）
主流的兩種並行實現方式
1. 基於可信硬體的並行網路
這一類以 Oasis、Phala、PlatON 為代表，核心在於將具備安全計算能力的硬體（如 TEE）接入網路，既提供高算力，又保證安全。每個硬體節點（或其集群）可以獨立承擔計算任務，從而在共識層之外實現並行處理，形成「獨立的可信計算」。
a) 建構穩固的共識層
所有專案首先需要一個可靠的帳本層。Oasis、Phala 與 PlatON 均將共識層與計算層分離：共識層只負責帳本的寫入與驗證，計算層則在鏈下或 Layer‑2 完成。
- Oasis 採用業界受信任的組織與企業搭建節點，節點間使用 Tendermint 協議快速達成共識。
- PlatON 的節點同樣由合作夥伴提供，使用改進的 CBFT（類 BFT）演算法提升效率。
- Phala 則將具備 TEE 的 Gatekeeper 節點接入網路，Gatekeeper 的安全執行環境維護帳本，採用與波卡相同的 NPOS 共識實現快速出塊。
Phala 的 Gatekeeper（中間部分）維護總帳本
b) 計算層的並行實現
- Oasis 的計算層稱為 *Paratime*，本質上是一組獨立的鏈或執行時集群。最初 Paratime 仍部署在雲端，隨著進度推進，所有節點將逐步具備 TEE 能力，確保安全與並行。
Oasis 的計算層（右側）
- Phala 在每個接入的 TEE 中執行 pRuntime。pRuntime 與共識層的通訊是獨立的，不會產生衝突；每個 TEE 如同一個「分片」，接入的節點越多，整體吞吐越高。
- PlatON 的計算在標記為 Layer‑2 的層完成，內部聚集了大量可信計算設備，包括用於多方計算的可編程電路、零知識證明、同態加密等技術，能夠實現隱私計算與並行處理。
PlatON 網路的模組和分層
這些方案透過把計算遷移至可信硬體，實現了類似雲平台的水平擴容。與以太坊 2.0 的分片不同，Oasis、Phala、PlatON 用安全硬體直接承擔了分片計算的職責，從而在共識層之外完成並行。
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2. 基於演算法創新的並行處理
另一類專案 Dfinity、IOTA、Filecoin 透過研發新共識或資料結構演算法，實現區塊確認過程的並行化，從而提升鏈上任務處理能力。
a) Dfinity – 隨機抽選與非交互式簽名
Dfinity 在共識層引入隨機抽選機制，僅讓部分節點參與共識計算；這些節點透過非交互式 BSL（簽名回饋）演算法獨立完成交易簽名，省去傳統 BFT 中節點之間的多輪交互，形成類似並行的加速效果。
Dfinity 的共識確認過程，有並行效果的是左側簽名部分
b) IOTA – Tangle 資料結構
IOTA 拋棄傳統區塊鏈的鏈式結構，採用有向無環圖（DAG）——Tangle。每筆交易都引用兩筆前置交易，使得確認過程不再依賴區塊時間窗口，實現真正的並行確認。
Tangle 演算法的交易確認模型
c) Filecoin – NSE 並行儲存任務
Filecoin 的核心業務是分散式儲存，其計算過程極為耗時。透過更新的 NSE（分層視窗）演算法，資料被劃分為多個 window 與 layer，層與層之間相互獨立，能夠並行處理後再進行儲存與時空證明的打包，從而顯著提升儲存任務的吞吐。
Filecoin NSE 演算法的拆解，可以觀察左側的 layer 部分
d) 輔助元件
- IOTA 的 Tangle 由於缺乏區塊時間限制，需要交易驗證器（Coordinator）協助確認共識。
- Dfinity 配套的子網、資料中心與容器提供了底層算力支撐，子網相當於分片，容器則類似智慧合約的執行單元。
- Filecoin 在 NSE 並行處理後，仍需透過複製與時空證明確保帳本一致性，相關工具由官方團隊與生態社群提供。
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雲化並行後的下一步
上述六個專案在理論上已經突破了傳統區塊鏈的性能瓶頸，但真正的價值落腳點在於如何讓開發者利用這些高性能網路構建去中心化應用（DApp）和更廣泛的商業場景。
即便底層設施再強大，若缺少生態與開發工具的支撐，整個網路仍難以發揮效用。正如傳統互聯網從早期的基礎設施建設邁向雲端運算時代，開發者的體驗提升才真正推動了創新
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