區(qū)塊鏈正在引入分片技術(shù)來解決可伸縮性和延遲問題

TLDR：比特幣和以太坊是慢速網(wǎng)絡(luò)。分片可以將挖掘能力劃分為多個小的分片，每個分片可以并行處理事務(wù)。分片=速度！

區(qū)塊鏈的可伸縮性

缺乏可伸縮性（每秒只能處理少量事務(wù)）是區(qū)塊鏈技術(shù)獲得大量采用的主要瓶頸。比特幣每秒只能處理5筆交易（tps），以太坊每秒只能處理12筆交易，現(xiàn)有的區(qū)塊鏈解決方案無法與Visa支付系統(tǒng)、AWS云計算服務(wù)等集中式解決方案競爭。例如，隨著2017年加密貓的日益流行，它顯著降低了以太坊網(wǎng)絡(luò)的速度。對于使用以太坊為其服務(wù)提供動力的公司來說，這無疑是一個問題。

目前，每臺維護(hù)比特幣和以太坊網(wǎng)絡(luò)的計算機都在同一個公共分類賬上工作。每個節(jié)點必須處理相應(yīng)的事務(wù)。向網(wǎng)絡(luò)中添加更多的計算機只能提高安全性，而不能提高效率。由于上述區(qū)塊鏈都不能同時實現(xiàn)可伸縮性、安全性和分散性，因此形成了區(qū)塊鏈的三難困境。

比特幣和以太坊是由工作證明保護(hù)的網(wǎng)絡(luò)。全世界有數(shù)十萬臺計算機和專門的采礦機器被用來處理交易。比特幣和以太坊作為P2P現(xiàn)金系統(tǒng)/世界計算機，既安全又分散。然而，它們不能立即擴(kuò)展。為了提高可伸縮性，已經(jīng)提出了許多解決方案。例如，BitcoinCash（比特幣的分支）增加了區(qū)塊的大小，使得每個區(qū)塊可以處理更多的交易，而Lightning Network（第二層）利用了離線支付渠道，減輕了主鏈的負(fù)擔(dān)。分片是目前區(qū)塊鏈項目開發(fā)的最流行的方法之一，包括Ethereum、Zilliqa、Quarkchain等。

分片是什么？

分片是一種水平分區(qū)，是一種廣泛使用的數(shù)據(jù)庫設(shè)計原則，它將數(shù)據(jù)庫服務(wù)器分隔開來，以分散負(fù)載。區(qū)塊鏈引入它是為了解決可伸縮性和延遲問題。

在區(qū)塊鏈中實現(xiàn)分片，網(wǎng)絡(luò)被分成不同的團(tuán)隊（分片）。分片可以并行處理事務(wù)。每個節(jié)點只擁有區(qū)塊鏈上的部分?jǐn)?shù)據(jù)，而不是全部信息。因此，可以同時處理更多的事務(wù)。例如，想象一個有1000個節(jié)點的網(wǎng)絡(luò);可以將網(wǎng)絡(luò)分成10個分片，每個分片由100個節(jié)點組成。速度應(yīng)該增加10倍。

可以將1000個節(jié)點分成10個分片（每個分片100個節(jié)點），從而實現(xiàn)10倍的性能。

單分片接管攻擊

通過實現(xiàn)分片，一種新的風(fēng)險出現(xiàn)了，即單分片接管攻擊。

單分片接管攻擊是指一個分片被惡意節(jié)點完全控制，可以修改事務(wù)。

為了防止單分片接管攻擊攻擊，重要應(yīng)該防止攻擊者將哈希值能力集中在單個分片上

將節(jié)點分配到不同分片的方法是關(guān)鍵。對于以太坊的分片解決方案來說，建議在每個分片上隨機抽樣驗證器。足夠的隨機性可以確保驗證器不會預(yù)先知道它們將獲得哪個分片。同時，它需要?所有驗證器分片片來確認(rèn)一個塊的合法性。

除此之外，應(yīng)該限制分片的最小大小，以減少惡意節(jié)點被分配到相同分片的可能性。通過以上策略，網(wǎng)絡(luò)的安全性不會因為效率的巨大提高而被犧牲掉。

結(jié)論

分片通常用于私有區(qū)塊鏈。它可以水平分布數(shù)據(jù)庫或搜索引擎的負(fù)載。然而，將其實現(xiàn)為公共區(qū)塊鏈仍然是一個挑戰(zhàn)。去中心化和透明度的性質(zhì)使維持安全變得困難。除了單片攻擊之外，開發(fā)人員還面臨其他問題，比如跨片通信。

如果成功，分片將大大降低交易成本，并允許開發(fā)人員構(gòu)建更復(fù)雜的dApp。分片被認(rèn)為是解決區(qū)塊鏈可伸縮性問題的最佳解決方案。