一文弄懂区块链的分片

区块链难题是区块链网络和点对点（P2P）交易操作面临的挑战之一，大多数加密货币平台必须在去中心化，安全性和可扩展性之间选择两个功能，也就是我们通常提到的“不可能三角”。这些功能中的每一个都对区块链的整体性能构成了自己的优势，但彼此并存又会产生新的问题，因此，目前行业对其中哪个功能更重要还在探讨中。

可扩展性是具有自身优点和缺点的网络的主要挑战。可扩展性有助于增加任何系统的整体容量输出，它可以与网络上的分散性一起实现，但这会增加平台的安全风险。目前，有一些解决方案可用于提高区块链的可扩展性，其中一种策略是分片。

什么是分片？

用传统术语来说，分片是一种分区和管理数据库方法，它涉及将大量数据拆分成较小的部分，从而使数据更易于管理，这用于实现可扩展性以及改善数据库的整体性能。较小的数据库可实现资源的有效分配，这有助于降低成本并为新的有效容量水平铺平道路。

分片如何工作？

分片也称为水平分区，它涉及将数据表拆分为可以用作新表的行，这些表称为分区，并且包含不依赖于其他表中存储的数据的不同数据。这些分区（也称为分片）有助于减少每个节点上数据库的大小，从而增加数据库的性能输出。但是，分片将其自身的复杂性形式带入数据库，并加强了系统的集中度，因此，当分片的数据损坏可能会使整个表瘫痪。

分片如何在区块链方面发挥作用？

分片使用节点来存储单独的数据集，而这些数据集并不将整个数据存储在整个区块链上。这种做法无论多么复杂，都与节点在区块链上承载所有数据的传统做法无关，而这反过来又保证了所有交易的准确性。

尽管在分布式计算的研究领域中，分片技术只是被对此感兴趣的人所涉足，但仍在对其进行大量研究。

区块链上的分片使用权益证明（PoS）共识算法，该算法使用不同的节点来负责交易验证。就共识算法而言，权益证明（PoS）比工作量证明（PoW）更有利，因为特定于某个节点的交易将由该节点而不是整个区块链进行验证。这有助于减少整个区块链的整体负载，并有助于增加区块链的吞吐量。

以太坊分片

这需要将以太坊的状态和历史记录拆分成较小的实体，这些实体以自己的交易详细信息和历史记录存储在节点上。这些节点中的每个节点仅具有数据的子集，该数据的子集用于验证交易，但能够与其他节点通信。不拥有该节点的节点所需的信息将与一个拥有该节点的节点进行通信，并访问其所需的数据。这意味着节点将不得不依赖其他节点来获取他们没有的信息，但是以太坊打算使用加密经济激励措施来解决这一问题，该激励措施采用参与者以预期的方式在系统上执行。

由于区块链技术的规模和复杂性，在以太坊上实施该方案可能会相当复杂。

分片的替代解决方案

还有其他一些方法可以用来解决区块链网络面临的可扩展性问题，其中，我们可以命名为：

增加区块中的交易数量

这可以通过使用较少的字节在块中保存信息或通过增加块大小来实现。增加区块的大小将确保它可以持有更多交易，以太坊中使用gas限制区块可以包含的交易。同样，减小块上的信息大小有助于提高吞吐量。

· 增加块添加率

将区块添加到区块链的速率决定了网络可以处理的交易速率。减少块创建之间的时间差将有助于使事务以更快的速度处理。

· 脱链

这涉及通过将一些交易移出主链来减少区块链上的处理负载。这有助于解决区块链系统的互操作性问题，以及提高吞吐量和增加分散性。

· 侧链

侧链是与主区块链分开存在但仍通过双向链接连接到主区块链的区块链，然后，侧链将作为链接到根链的子链存在。这有助于减少主链上的工作量以及存储在主链上的信息量。

区块链分片的未来是什么？

区块链分片将在解决区块链系统的可扩展性问题中发挥重要作用，因为它将有助于缩减以太坊区块链的规模，这反过来又会增加每秒可处理的交易数量。

分片技术是一种具有巨大潜力的技术，但它仍然是一种发展中的概念，由于其附带的缺点而未被广泛采用。分片之间的通信不是一个易于实现的通信，它需要使用自己独立的一组规则来管理操作。解决此主要问题将有助于增加分片技术的采用，从而有助于该领域的进一步发展。

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编译者/作者：爱的怒放

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