科普 | V神提到的sharding作为以太坊可扩展性的未来是什么？

这是白话区块链第1309期原创

作者| 杰基LHH

出品 | 白话区块链（ID：hellobtc）

4 月 7 日，V 神网站更新了一篇题为《分片为什么这么好：揭开技术属性之谜》的文章，其中提到：分片是以太坊可扩展性的未来，它将是帮助生态系统支持数千笔交易的关键每秒，并允许世界上大部分地区以可承受的成本定期使用该平台。

大家可能也知道，限制区块链技术大规模应用的最重要因素之一就是性能，这也是很多传统互联网从业者不看好区块链技术的原因之一。 那么，如何解决区块链的性能问题呢？ 解决方案之一是分片技术（Sharding）。

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什么是分片？

分段是数据库分区的一种形式，也称为水平分区，它将大型数据库划分为许多小的和可处理的部分，从而提高性能并缩短响应时间。

分片并不是一个新概念，它早在 20 世纪 90 年代后期就出现在传统的集中式数据库管理中。 这个概念的流行是由于Ultima Online以太坊的节点相当于什么，一款多人同时在线玩的角色扮演游戏。

在这款游戏中，开发者将玩家分配到不同的服务器以缓解流量压力（意味着有许多平行的“游戏世界”）。 在业务中，一个常见的分片案例是将用户信息的数据库按照地理位置进行划分，将同一区域的用户信息放在一起，分别存储在不同的服务器中。

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什么是区块链领域的分片？

区块链相当于一个数据库，每个节点相当于一个独立的服务器。 正常情况下，剩下的没有获得出块权的节点，相当于在做“无用功”，白白浪费算力。

如果将分片技术应用到区块链上，相当于分解了区块链网络中所有待处理的任务（如确认交易、运行DApp等），整个网络的节点也被分组，每组同时进行处理分解后的任务（比如150笔交易待确认），让原来的单节点处理全网所有任务变成多组节点同时并行处理。

例如，假设以太坊上目前有 8000 个节点（矿工），全网有 15000 笔交易需要确认。 以太坊每秒可以处理 7-15 笔交易。 在正常情况下，处理这些交易被确认至少需要 1000 秒。 当然，在处理过程中会产生新的待确认交易。

如果采用分片技术，将8000个节点分成100组，每组80个节点，将需要确认的15000笔交易分成100个分区，每个分区150笔交易，那么每组节点（80个）可以处理各自的交易到在分区（150）中进行确认，这样15000笔待确认的交易最快可以在10秒内处理完毕。

从这个例子中我们可以看出，分片技术可以极大地提升区块链的性能。

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分片技术的潜在风险

那么，分片技术是否存在缺陷？ 答案是肯定的。

虽然分片技术可以在一定程度上解决区块链的性能问题，让区块链更具可扩展性，但它也有两个缺陷。

一是分区后不同区域之间的通信问题。 在上面的例子中以太坊的节点相当于什么，以太坊网络被划分为100个分区，每个分区都是独立的，相当于100个独立的、并行的以太坊区块链，每个区块链由一组矿工（80个节点）维护并确认交易。

这 100 个独立的以太坊区块链无法相互通信。 如果他们要通信，就需要增加跨分区通信机制（），这会增加区块链的复杂度，增加开发难度。

二是区块链的安全性。 还是上面的例子，在分片之前，以太坊网络有8000个节点的算力。 分成100个分区后，每个分区相当于一个独立的以太坊区块链，算力下降到80个节点。 复合计算能力。

此时，做其中一个分区就容易多了。 攻击者控制一个分区后，就可以在这个分区内作恶，篡改交易。

以太坊基金会计划使用分片技术作为以太坊 2.0 的升级之一。 以太坊如何解决分片技术的上述两个缺陷，我们拭目以待。

除了性能问题，您认为目前的区块链技术还存在哪些问题？ 欢迎在留言区分享。

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