【区块链科普】以太坊分片详解——分片公链的技术逻辑。

带领：

上周，以太坊创始人V神官网更新了一篇《Why sharding is so good: Demystifying technical attributes》（《Why sharding is so good: Unveiling the mystery of technical attributes》）一文，文中提到分片这么好: 揭秘技术属性 Sharding技术是以太坊未来的发展方向。 分片后，以太坊生态可以支持每秒数千笔交易，可以以更低的运营成本运行分片后的以太坊。

分片技术

“分片”是一个通用术语。 其原理是通过对公链数据库进行切割，将数据库分片，形成许多易于处理和计算的小数据库碎片，便于在处理数据时进行更快的计算。 ，从而提高公链的性能。

比如，原来的公链就像是我们平时认识的网络游戏。 游戏中存储了每位玩家的角色、技能、道具等，世界上所有的玩家都在同一个游戏中进行交流。 但是这个游戏非常非常大，一个人可能一辈子只呆在其中一个区域，但是它在运行加载的时候还是需要加载所有的地图数据，包括其他玩家的信息。

这样一来，玩这款游戏的玩家的电脑就需要承担更大的计算量，而对于存储所有玩家的游戏主体的计算要求就更高了。 一旦同时在线的玩家数量超过一定范围，势必会造成卡顿和崩溃等性能故障。

而分片类似于把游戏分成几个区，中国玩家留在中国区，美国玩家留在美国区。 只有当玩家需要进入某个区域时，才会暂时开启某个区域的数据加载通道，玩家退出后通道会关闭。

这样一来，玩家的数据是单独存储的，对玩家电脑性能的要求更小，同时也降低了游戏的运营成本。

以太坊分片

区块链技术是一种互联网技术，分片技术也可以应用于区块链行业。 在区块链领域，数据存储采用分布式存储机构，公链上的所有参与者都是节点之一，这些节点相当于独立的信息仓库，存储着或多或少的区块链信息。

正常情况下，这些节点中只有一个可以通过一次计算哈希获得区块记账权，计算哈希值相当于在算力上掷骰子，随机性很强。 以比特币为例，每出一个区块，全球所有矿工都会争相计算哈希值，以获得“挖矿权”（记账权）。 打包上传到链上，没有获得这个权利的矿工需要竞争下一个记账权。

应用分片技术后以太坊挖矿原理详解，相当于将每个区块中的信息进行分解，然后由符合公链要求的节点共同打包记录。 ”，每个分区内的节点共享打包权，确认交易，并获得奖励。

总之，以太坊分片计划几乎取消了自比特币网络构建以来的“全节点”（存储所有区块链交易信息和数据的节点），所有节点都变成了“块”。 是单元中的非完整节点。 这样一来，确实可以在性能上提升以太坊的交易确认速度。

分片的另一面

区块链中存在不可能三角。 安全性、性能、去中心化三点中，无论哪两点得到加强，剩下的那一点最终都会被削弱。 以太坊分片技术的性能提升必然会伤害到另外两点。

以太坊分区之后，每个分区就相当于一个独立的个体，可以理解为以太坊的很多个分叉以太坊挖矿原理详解，这些分叉之间是不相连的（因为一旦相连就会再次拥塞），每个分区一个交叉-chain通道必须建立它们之间的互连。 分片技术虽然采用了通道使用时打开，不用时关闭的策略，但仍可能造成信息不通，造成数据丢失。

其次，以太坊分片后的节点数量可能会更多，但分片区域的节点数量会大大减少，所以基于节点数量的51%攻击会更容易。

结语

以太坊基于性能提升的分片技术，表面上看似解决了不可能三角框架下的性能问题，但同时也面临着拜占庭将军和各个分片之间51%攻击的问题。 目前，以太坊的完整分片还没有进行。 如何解决这两个缺陷还需要进一步观察。

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