分片技術：如何解決區塊鏈的性能問題？_區塊鏈

作者|JackyLHH出品｜白話區塊鏈你或許也知道，限制目前區塊鏈技術大規模落地應用的一個很重要因素就是性能，這也是為什么很多傳統互聯網從業者不太看好區塊鏈技術的一個原因。那么，如何解決區塊鏈的性能問題呢？其中的一個解決方案就是分片技術。01什么是分片？

分片是數據庫分區的一種形式，也稱為水平分區，即將一個大的數據庫切分成很多小的、可處理的部分，從而提高性能，縮短響應時間。分片并不是一個新的概念，早在90年代后期就出現在了傳統的中心化數據庫管理中。這個概念的流行，要歸功于一個多玩家同時在線玩的角色扮演游戲UltimaOnline。在這個游戲中，開發者將玩家分配到不同的服務器來緩解流量壓力。商業上，一個普遍的分片案例就是將用戶信息的數據庫按照地理位置劃分，同一個區域的用戶信息放在一起，存到單獨的服務器中。02什么是區塊鏈領域里的分片？

V神：以太坊最早將于今年部署分片技術:3月7日，V神在ETHLondonUK會議上探討了以太坊在2020年的發展前景。他表示，以太坊最早將于今年部署分片（sharding）技術，這將會使以太坊網絡的規模擴大“100倍甚至數百倍”。此外，以太坊的生態系統將在明年“增加隱私性”。而對于最近鬧得沸沸揚揚的的“閃電貸（flash loan）”問題，V神認為，需要對去中心化的oracle做更多的研究。他進一步表示，應該針對“不同類型的oracle設計”加以研究，以使它們“更安全、更去中心化”。（Decrypt）[2020/3/8]

區塊鏈就相當于一個數據庫，每一個節點都相當于一個獨立的服務器。正常情況下，這些節點每次只有一個節點能獲得記賬出塊的權利，剩下沒獲得出塊權的節點相當于做了“無用功”，白白浪費了算力。如果將分片技術運用到區塊鏈中，就相當于將區塊鏈網絡里的所有待處理任務進行分解，全網的節點也進行分組，每一組同時處理一個分解后的任務，這樣就從原先單一節點處理全網的所有任務變成了多組節點同時并行處理。

動態 | Ripple引入歷史分片技術:據blokt報道，10月31日，Ripple 在ripple 0.90.0上引入了歷史分片（History Sharding）技術。該功能允許單個Ripple服務器存儲歷史數據，而無需存儲整個歷史記錄。[2018/11/2]

舉個例子，假設目前以太坊上有8,000個節點，全網待確認的交易是15,000筆。以太坊每秒能處理7-15筆交易，正常情況下至少需要1000秒才能處理完這些待確認的交易，當然處理的過程中又會有新的待確認交易產生。如果采用分片技術，將8,000個節點分成100組，每組80個節點，這15,000筆待確認交易分成100個分區，每個分區150筆，那么，每組節點可以并行處理各自分區里的待確認交易，這樣最快10秒鐘就可以全部處理完那15,000筆待確認交易。從這個例子中，我們可以看到，分片技術可以大幅提高區塊鏈的性能。03分片技術潛在的風險

現場 | 以太坊核心技術開發者王筱維: 以太坊分片技術直線提升解決傳統交易擁堵:金色財經9月8日現場報道，以太坊行業峰會上，王筱維作了2018年第三季度Sharding開發進度的報告和以太坊主鏈架構的解析。

她表示，Sharding是提供安全、去中心化和可拓展性難題的一種方案。其構想是，一筆交易不必發動全網都去處理，只需讓網絡中的一部分節點（礦工）處理。于是，以太坊網絡被劃分成很多片，同一時間每一分片都可以處理不同的交易，這樣性能將直線提升，解決傳統的交易擁堵問題。[2018/9/8]

那么，分片技術有沒有缺陷呢？答案是肯定的。分片技術雖然能在一定程度上解決區塊鏈的性能問題，讓區塊鏈更具有可擴展性，但也存在兩個缺陷。一個是分區后，不同區的通信問題。上面的例子，將以太坊網絡分成100個分區，每個分區都是獨立的，相當于有100條獨立的、平行的以太坊區塊鏈，每條都由一組礦工維護和確認交易。這100條獨立的以太坊區塊鏈并不能相互通信，如果要通信，勢必要增加跨分區的通信機制，這會增加區塊鏈的復雜性，開發難度也會提高。第二個是區塊鏈的安全性。還是上面的例子，在未分片之前，以太坊網絡是8,000個節點組成的算力，分成100個分區后，每個分區相當于一條獨立的以太坊區塊鏈，算力下降到80個節點組成的算力。此時，對其中一個分區進行51%算力攻擊就容易很多。控制了一個分區，攻擊者就可以在這個分區內做惡，篡改交易。以太坊基金會計劃將分片技術作為以太坊2.0的升級內容之一。以太坊如何解決分片技術的上述2個缺陷，我們拭目以待。

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