Page 128 - 《软件学报》2026年第1期

何嘉昊 等: 国产区块链软件发展趋势与核心技术分析 125

encryption, HE) [138] 、环签名 (ring signature) [139] 以及可信执行环境 (trusted execution environment, TEE) [140] 在内的多
种主流隐私保护技术. 表 10 中对上述隐私保护技术原理与功能做了简要概述.

表 10 隐私保护技术描述

技术名称 描述
零知识证明 允许一方在不泄露具体信息的情况下, 向另一方证明其某个声明是正确的
安全多方计算 使多个参与方在不暴露各自私有数据的前提下, 共同计算一个函数的结果
同态加密 允许在加密数据上直接进行计算, 计算结果仍然是加密的, 解密后可得正确结果
环签名 允许签名者在一组用户中生成一个签名, 使得无法确定具体的签名者, 从而保护其身份隐私
可信执行环境 提供一个隔离的运行环境, 保证在此环境中执行的程序及其数据不会被外部访问或篡改

现象 23: 根据图 16(a) 的统计结果分析, 目前国产区块链软件中, 支持零知识证明和同态加密的区块链软件数
量最多 (17 个), 支持可信执行环境和安全多方计算的区块链软件相对较少 (10 个), 支持环签名技术的区块链软件
最少 (4 个). 从技术特性来看, 零知识证明能在不暴露具体内容的前提下验证信息的真实性, 适用于需要数据机密
性验证但希望不暴露内容的应用场景. 同态加密允许在密文上直接进行计算, 保障数据处理过程中的安全性和隐
私性, 在对安全性要求极高的场景中具有显著优势. 这两种技术因通用性强, 开发资料丰富, 逐步成为国产区块链
软件在隐私保护层的主流选择. 相较而言, 安全多方计算和可信执行环境更适用于特定业务场景. 安全多方计算适
用于多方协作计算, 能在参与方不暴露原始数据的前提下共同完成统计与建模任务. 可信执行环境为敏感计算提
供可信计算环境, 保障代码执行过程中的机密性和完整性, 适用于对执行环境安全性有严格要求的场景. 由于部署
复杂性和运行环境依赖性较高, 两者尚未形成大规模普及. 至于环签名, 其在实现用户匿名性和不可追踪性方面具
有独特优势, 然而由于算法复杂度高、性能开销大, 以及相关开发文档和社区资源相对匮乏, 导致当前支持该技术
的国产区块链软件较少. 多数开发团队更倾向于使用成熟度高、社区活跃度高的隐私保护方案.
3.6.2 可扩展性技术
为解决区块链在处理大规模交易和数据时面临的性能瓶颈问题, 近年来, 研究者和开发者提出了多种可扩展
性技术, 包括分片 (sharding) [141,142] 、多链 (multi-chain) [143] 、子链 (subchain) [144] 、Rollup、状态通道 (state
channel) [145] 以及侧链 (sidechain) [146] . 这些技术在结构设计与应用逻辑方面各具特点, 表 11 中对上述 6 类技术的基
本原理与主要优势进行了系统梳理.

表 11 可扩展性技术描述

技术名称 描述
分片 区块链网络划分为多个小部分 (分片), 每个分片处理特定的交易, 从而提高整体处理能力
多链 通过同时运行多个独立的区块链, 各自处理特定任务, 以提高网络的效率和可扩展性
子链 在主链之下建立的独立链, 用于处理特定应用或交易, 以减轻主链的负担
Rollup 将大量交易批量处理并压缩成单个交易, 以降低主链上的数据存储需求并提高吞吐量
状态通道 允许用户在链下进行多次交易, 只有最终结果在链上结算, 从而减少链上交易数量
侧链 独立于主链的链, 通过双向锚定技术与主链互通, 以实现不同链间的资产转移和交互

现象 24: 通过对国产区块链软件的调研统计发现, 仅有 20 个国产区块链软件在官网或技术文档中明确声明
了采用了某类可扩展性技术. 其中, 支持多链技术的区块链软件最多, 共 11 个. 支持分片技术的有 8 个, 支持侧链
技术仅有 6 个, 而子链和 Rollup 技术的使用量相对较少, 分别为 3 个和 2 个, 而状态通道技术的使用量最少, 仅为 1.
从具体技术使用情况来看, 多链技术的广泛应用主要得益于其良好的结构分离能力和业务解耦特性. 通过在
同一生态系统中部署多条并行链, 不同链可分别承担特定的业务功能或服务模块, 提升系统并发能力和处理效率.
该模式不仅增强了系统的灵活性, 还便于模块化维护与扩展, 因而在企业级区块链部署中尤为常见. 分片技术则通
过将区块链网络划分为多个可并行处理的分片, 每个分片维护独立的状态和交易记录, 从而提升整体的吞吐能力.
尽管分片技术在理论上具有较高的扩展潜力, 但在实际应用中, 其跨分片通信机制、安全性保障和系统一致性维