區塊鏈隱私保護是為了解決公開的交易資訊帶 來的賬戶隱私洩漏問題。目前主要透過直接或間接 隱藏使用者關鍵資訊來實現，典型的隱私保護技術包 括：混幣技術（coinjoin）、隱秘地址（stealth address）、環簽名技術（ring signature）[5] 以及 zksnarks 零知識證明演算法 [6]。
混幣技術、隱秘地址以及環簽名技術只是間 接隱藏交易涉及的關鍵資訊，在可靠性方面存在不 足；zk-snarks 零知識證明演算法雖然屬於直接隱藏 資訊，但是其具有“可信賴的公共引數”以及效率 低下的問題。同時，量子計算的不斷髮展對隱私保 護研究提出了新的要求，而這些典型的隱私保護技 術都不具備抗量子攻擊能力。新提出的 zk-starks 零知識證明演算法完全依賴雜湊和資訊理論，解決了 zk-snark“可信賴的設定”問題並具備抗量子攻擊 的能力，但是該研究處於早期階段，技術還不成熟且 存在證據過大等缺點。因此，設計既能保證高效安全， 還能保證交易關鍵資訊隱藏與交易有效性驗證的技 術方案依然是未來區塊鏈研究面臨的主要技術挑戰。
區塊鏈體系結構是區塊鏈系統執行的基礎，但 隨著使用者數量、系統規模的不斷增加，其吞吐量低、 交易確認時間長、共識節點接入速度慢、儲存資源 浪費等問題愈發突出，嚴重影響使用者使用與行業拓 展。近幾年，工業界和學術界從區塊鏈結構設計等 方面開展了一些初步的研究工作。
並行化架構：區塊鏈分片技術（sharding）採 用並行化思想，將使用者劃分到不同的網路分片內， 並行處理不相交的交易集合，進而提升整體效能， 但處理涉及不同分片的交易時，需要經過複雜的跨 分片通訊，開銷很大。plasma 則透過利用側鏈層次 樹劃分整個網路，用“分治”來擴大交易規模。
鏈上、鏈下協同架構：閃電網路（lightning network）以類比特幣區塊鏈為基礎，提出將交易 過程儘可能放在鏈下，進行鏈下快速交易，而鏈上 交易僅用於擔保與結算。本質上，閃電網路並沒有 提升鏈上交易效能，並且鏈下交易環節未儲存到區 塊鏈中，會影響交易的可追溯性。雷電網路（raiden network）作為“以太坊版本”的閃電網路，可與 sharding、plasma 結合，進一步提升交易處理能力。
並行化、鏈上鍊下協同等新型架構為解決區塊 鏈的效能和資源佔用問題提供了新的研究方向，但 是這些研究工作目前還處於相對早期的階段，很多 具體的問題如並行化架構的合理分片、跨片通訊、鏈上鍊下協同的去中心化、可追溯等問題還缺少高 效的演算法和機制。
nick szabo 於 1996 年首次提出了智慧合約的 概念：一個智慧合約是一套以數字形式定義的約定，包括合約參與方可以在上面執行這些約定的協 議。區塊鏈為智慧合約提供了一個去中心化、不可 篡改、公開透明的執行環境，使得智慧合約無需信 任第三方即可根據預設合約協議自動執行。目前針 對智慧合約的研究主要圍繞智慧合約虛擬機器、智慧 合約升級、鏈下資料可信餵養等方面展開。
智慧合約虛擬機器可以分為兩大類：自主可控的 虛擬機器，如以太坊虛擬機器（evm）；使用現有成熟 的編譯執行環境的虛擬機器，如 java 虛擬機器（jvm）。使用現有成熟編譯執行環境的虛擬機器執行效率較 高，但不可控因素較多，而 evm 等自主可控的虛 擬機當前的執行效率還存在較大問題。目前的研究 工作主要有 solidity 編譯器的最佳化、適合智慧合約 的 web 程式集（wasm）執行環境研發等，上述工 作均處於早期研究階段。
智慧合約是現實世界契約的計算機化交易協 議，在智慧合約的開發過程中，開發者無法將所有 情況考慮在內，當鏈上的智慧合約沒有按照預期運 行時，就需要升級智慧合約，並且對智慧合約的行 為作出解釋。corda 提出將合約法律文字與程式碼結 合儲存於鏈上，當合約程式碼發生未預期的行為時以 法律文字為準，但仍缺乏程式碼可升級的靈活性，因 此一套可升級且可解釋的智慧合約完整方案是智慧 合約大規模應用的關鍵所在。
智慧合約存在於區塊鏈空間，與鏈下真實世界 活動相關聯是其大規模應用的前提。oraclize 將智 能合約與 web api 透過加密證明連結起來，使得智 能合約無需額外的信任，即可獲得現實世界的真實 活動資料；ic3 提出可信資料餵養系統 town crier （tc），透過英特爾最新可信硬體 sgx 向智慧合約 提供認證可信以及機密性資料。然而，現有的可信 資料餵養解決方案靈活性較差，如 oraclize 需要將 整個 https 請求響應返回並且依賴於鏈下的中心化 伺服器，tc 無法支援程式碼的更新，需要研究新型 靈活、可信的資料餵養方案以滿足智慧合約對鏈外 資料的餵養需求。
