V以太坊可扩展性未来的分片是什么？

你也可能知道，限制区块链技术大规模应用的一个非常重要的因素是性能，这也是许多传统互联网从业者对区块链技术不乐观的原因之一。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)。

什么是分片？

分区是数据库分区的一种形式，也称为水平分区，即将大数据库分成许多小的、可处理的部分，以提高性能，缩短响应时间。

分片并不是一个新的概念，早在 90 年代后期就出现在了传统的中心化数据库管理中。这个概念的流行，要归功于一个多玩家同时在线玩的角色扮演游戏 Ultima Online。

在这个游戏中，开发者将玩家分配到不同的服务器来缓解流量压力(这意味着有很多平行的“游戏世界”)。商业上，一个常见的分片案例是根据地理位置划分用户信息数据库，将同一区域的用户信息放在一起，存储在单独的服务器中。

区块链领域的分片是什么？

区块链相当于一个数据库，每个节点都相当于一个独立的服务器。在正常情况下，每次只有一个节点可以记账，剩下的节点相当于做“无用功”，浪费算力。

如果将分片技术应用于区块链，则相当于区块链网络中的所有待处理任务（如确认交易和操作 DApp 等)分解，整个网络的节点也分组，每组同时处理一个分解任务（如 150 笔确认交易），从原来的单个节点到多组节点。

例如，假设以太坊有8000个节点（矿工），整个网络需要确认的交易是 15000 笔。以太坊每秒可处理 7-15 笔交易，在正常情况下，处理这些待确认的交易至少需要 100 秒。当然，在处理过程中会有新的待确认交易。

如果采用分片技术将 8000 节点分为 100 组，每组 80 节点，待确认的 15000 笔交易分为 100 分区，每个分区 150 笔，那么每组节点(80 笔)可以并行处理各自分区的待确认交易(150 笔)。

从这个例子中，我们可以看到分片技术可以大大提高区块链的性能。

分片技术的潜在风险

那么，分片技术有缺陷吗？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，使区块链更具可扩展性，但也存在两个缺陷。

一是分区后不同区域的通信问题。以上例子将以太坊网络分为 100 分区，每个分区都是独立的，相当于一组矿工(80 节点)对 100 条独立平行的以太坊区块链进行维护和确认。

100 独立以太坊区块链无法相互通信。如果要通信，必然会增加跨区域的通信机制（类似于崩溃链），这将增加区块链的复杂性开发难度。

第二个是区块链的安全性。上面的例子，以太坊网络是由 8000 节点组成的计算能力，分为 100 分区后，每个分区相当于一个独立的以太坊区块链，计算能力下降到 80 节点。

此时，对其中一个分区进行51% 计算攻击要容易得多。如果控制了一个分区，攻击者可以在这个分区做恶，篡改交易。

以太坊基金会计划将分片技术作为以太坊 2.0 升级内容之一。我们拭目以待以太坊如何解决上述 2 分片技术缺陷。

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