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以上所述的区块链存在的问题以及用户的需求，驱动区块链架构从2.0向3.0发展，而具体的技术则是在以下多个方向上发展：
区块链的操作系统主要是类似传统计算机操作系统给计算机使用者和应用开发提供底层服务，区块链操作系统也给上层去中心化应用的开发和运行提供支撑的功能和环境，这些功能包括认证、权限控制、数据存取、合约编译、测试级部署等支撑性功能。操作系统提供易用性，降低使用区块链以及开发、部署DApp的门槛。
和传统中间件一样，区块链中间件屏蔽不同区块链平台的接口差异，使得应用能够方便地开发支持不同链的DApp，另外也提供跨链整合功能，使得应用能够集成整合多个区块链平台。
和比特币或以太坊的单链技术不一样，区块链网络提供一个网络平台，在该平台下有多条链，每个链上都可以发行自己的虚拟资产，链与链之间也可以通过区块链网络平台中的主链或中继来实现跨链互连。
侧链最早来自一个无需改变主链（原指比特币），但又能通过建立一个侧链来扩展主链的功能的概念。主链的资产可以安全转移到侧链上流通，最后也能安全地回到主链。
区块容量和能打包的交易多少有关，由于区块链的出块频率相对固定，因此当区块扩容之后，每秒交易量（t/s）也会相应提高。
区块链的链上计算虽然能安全可靠，但是共识开销很大，因此把有些计算移到链下来提升交易速度是一个自然的选择。
以太坊的性能问题，让以太坊的开发社区也意识到，当每个交易、每步智能合约的执行都需要在所有的共识节点去完成时，其扩展性是无法支撑应用的。因此，采用局部共识代替全局共识不可避免。
区块链上能存储的空间有限，一般来说只是存储数据的哈希值，也就是数据的“指纹”。因此如何解决区块链数据，特别是代码或状态数据的存储是一个当今区块链平台都面临的问题。
区块链最核心的部分是其共识机制。不同的共识机制有着不同的共识属性，同时也决定其每秒交易量，因此共识机制的设计也成为区块链底层平台的一个关键环节。
区块链平台需要支撑落地的实际应用。而在实际应用中，由于行业的不同带来很多不同的需求。因此未来在很多垂直细分的领域，需要有与其对应的区块链平台。
链上数据不易被篡改，但链下数据上链却是一个容易造假的环节，因此在数据真实性保障方面，也将会有很多分布式Oracle系统出现。
安全是区块链平台的生命线。如何保证区块链平台的安全，另外如何防止隐私交易信息，包括个人的隐私信息泄露，都需要由密码学的手段来保障。
采用形式化证明方式来检验智能合约，可以在合约部署之前找到bug和漏洞，加强合约的健壮性和安全性。