为什么分片无法解决所有以太坊的可扩展性问题

分片是一种可用于构建更多可扩展区块链的方法。 在以太坊期待已久的ETH 2.0升级的消息中，分片现在在加密货币新闻中频繁出现。 但是，并非所有分片都是平等创建的。

尽管以太坊的分拆方案将有助于解决其长期存在的可扩展性问题，但不一定是万能药，它可以将其提升到与竞争对手平台相同的水平。 其中包括Polkadot，它开发了一种更灵活的分片形式，似乎在升级实施之前就领先于ETH 2.0。

可扩展性挑战

标准的线性区块链（例如以当前状态的以太坊或比特币）的运行方式要求网络上的每个节点按顺序处理每笔交易。 区块链的安全性源于其去中心化。 网络上的节点越多，区块链越分散，一个或多个恶意节点攻击网络的可能性就越小。

但是这种分散也带来了可扩展性挑战。 需要处理的节点越多，网络的速度就越慢。 因此，以太坊目前每秒只能处理约15笔交易。

什么是分片？

从概念上讲，分片并不是区块链独有的。 现在已经在集中式系统中部署了一段时间。 本质上，它是一种分区方法，可以应用于数据库以启用并行处理，从而提高速度和效率。

因此，想象一下一家公司已经发展到其客户数据库如此之大，以至于降低了其运行服务器的速度。 该公司决定按照地理位置将数据库分成更小的部分，并将其存储在多台服务器上以减轻重量。

在区块链环境中，分片变得更具挑战性，因为需要确定哪些节点确认哪些交易。 权益证明比工作量证明更适合于区块链分片的概念，因为任何给定节点提供的股权都可以直接链接到允许其验证的交易的价值。 因此，ETH 2.0分片实施还取决于向PoS共识模型的迁移。

以太坊2.0均匀分片

我们可以将分片区块链视为由多个链组成的网络，称为分片，处理自己的交易并依靠消息传递协议来确保总体共识。

ETH 2.0和Polkadot均基于中央链运行。 ETH 2.0在信标链上运行，该信标链通过其自己的专有接口与分片进行通信。 以太坊中的所有分片都必须使用此单一接口与信标链进行通信。

以标准化方式进行交互的需求还意味着，存在关于分片链如何随着添加到链中的每个块而改变状态的规则。 实际上，以太坊中的每个分片都必须遵循相同的规则来添加块，以便能够与信标链接口。

这种分片称为均质分片。 您可以使用灯塔链作为教师，碎片作为学生的类比来想象它。 接口连接性规则是管理分配提交的规则。 老师和学生只能在说相同的语言时进行交流。 教师还要求每次作业均以相同的格式和语言提交。

Polkadot的异构分片

Polkadot的中央链称为中继链，而碎片称为旁链。 Polkadot平行链可以是特定于应用程序的，也可以是针对特定特征（例如安全性）而开发的。

Polkadot不是使用自己的专有界面，而是使用标准的Web程序集界面，该界面在Web上被开发人员广泛使用。 因此，Polkadot平行链可以根据自己的规则进行操作，只要它可以使用标准接口将其总体状态提交给中继链。

再次使用老师/学生的类比，老师现在可以接受说多种不同语言的学生，并且他们可以自由交流。 学生可以按自己的语言和格式自由编写作业，只要他们按时提交即可。

这是什么意思呢？

异构分片的额外灵活性意味着Polkadot可以使用桥旁链与想要使用自己的终结处理的链进行交互。 因此，以太坊可以连接至桥平行链并在Polkadot上运行。 但是，以太坊的同构分片意味着兼容性不能同时起作用。

Polkadot已在其2020年5月发布的第一版主网中运行，现在正在进行下一阶段的工作。 ETH 2.0路线图尚未发布第一个版本，该项目要完全实施还需要两年或更长时间。

以太坊计划实施分片的另一个挑战是，以太坊已经是一个可操作的区块链，上面运行着数千个dApp和令牌。 ETH 2.0升级正在使用同质分片实现为全新的区块链生态系统。 在某个时候，当前的以太坊区块链将被合并到ETH 2.0架构中。

对于以太坊dApp和代币的运营商而言，这将带来一定程度的风险，这种风险已经开始变得明显。 诸如Polkadot之类的更新实现的优点在于，该项目能够从一开始就设计其路线图并建立活动以适应分片。

Polkadot还开发了一个名为Substrate的开源框架。 这使任何人都可以使用开箱即用的配置来实现并行链，或者根据他们的要求自定义特定功能。 用户可以选择适合其现有编程技能的编程语言，而不必学习以太坊的Solidity编程语言。

以太坊2.0升级已经进行了很长时间，涉及一个漫长的研究阶段，但有一些开发延迟。 如此长的实施周期所面临的挑战是，它允许其他更敏捷的开发团队开始向前迈进。 现在，以太坊2.0的风险在于它甚至可能在落地之前就已经过时了。

上次更新时间为2020年7月9日

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原文作者：Collin Brown

编译者/作者：wanbizu AI

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