區塊鏈:分片技術：如何解決區塊鏈的性能問題？

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？

掌柜調查署 | Buster：分片技術的發展讓Web3.0的基礎設施更加扎實:在今日舉行的《掌柜調查署 | Near分片技術如何引領web3.0時代》直播中，Buildlinks合伙人、Near中國首個大使Buster表示，分片是數據庫領域中存在了很久的一個概念，可以幫助信息系統水平擴展性能。區塊鏈使用分片的理念進行擴展是情理之中的。NEAR的創始人之一Alex之前就開發過可商用的分片數據庫系統，在這方面有可沿用的經驗，這使得NEAR的分片設計與工程實現相比其他項目有一定的優勢。分片技術之所以是大方向，是因為區塊鏈要有更大規模的使用，性能的提升是繞不開的。提升單條鏈的性能是有極限，而且通常是不經濟的。因此要擴容區塊鏈也是通過分片和優化分片性能的方式為最好。分片技術的發展讓Web3.0的基礎設施更加扎實，這從長遠來看是非常重要的。

性能就是未來開放網絡的馬力，而NEAR就是發動機，有了好的發動機，別的零部件改改都不是大事。[2020/8/14]

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。

Hubble Chain技術團隊開始搭建Sharding分片技術運行環境:據官方消息，來自美國硅谷的Hubble Chain（哈勃公鏈）技術團隊，已經開始進行Sharding分片技術運行環境的搭建工作。據了解，基于Hubble Chain主網架構的Sharding分片技術，能夠有效提高哈勃鏈上網絡的數據吞吐量，確保鏈上數據快速、安全、穩定地流轉交互。[2020/6/12]

Penta發布全新PSG分片技術:Penta（梵塔網絡/PNT）發布了全新的PSG（Penta Sharding Graph）分片技術，它可以通過對不同地址或DAPP的交易采用動態分組的方式實現區塊鏈的并行處理，并自動協調交易的并行和串行處理，同時采用自動壓力平衡技術，有效提升交易的并行處理能力。另外，PSG分片采用的DSC共識算法機制，確保了包括智能合約等交易的一致性，以及共識生成區塊時與主鏈一致的公平性。在整體系統的安全性、跨分片交易事務的一致性方面也有顯著提高。分片技術被認為是可擴展性問題最可能的解決方案，近日Vitalik Buterin多次談到以太坊分片技術，包括QuarkChain等項目也都有用到該技術，PSG分片技術的出世或許將對交易環節的可擴展性帶來重要意義。[2018/5/16]

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

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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