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分(fèn)片(piàn)技(jì)术是(shì)区(qū)块链扩容的完(wán)美解(jiě)吗?

2018-5-9 22:43

来源: 链得得

分片技(jì)术是(shì)区块链扩(kuò)容的完美解吗(ma)?


之前我们(men)说过(guò),中(zhōng)本聪在创造比特币并没有预(yù)料到比特币今(jīn)天的火(huǒ)热,将区块大小限制在 1MB。这一点(diǎn)导致了比特币网络理论上每(měi)秒最(zuì)多可(kě)以处理 7 笔交易(yì)。而(ér)现在,每秒7笔交易(yì)的(de)处理(lǐ)速度已经明显无法满足用户需求,扩容(róng)问题引爆了整个(gè)比特币社区,甚至(zhì)还(hái)导致了社(shè)区的分(fèn)裂。

为了解决扩容问题,全世(shì)界(jiè)区(qū)块链技术人员提出了众(zhòng)多解决方(fāng)案。扩容问题(tí)的核心是,理想状(zhuàng)态(tài)下,区块链设计者希望区块链(尤(yóu)其是公(gōng)有链(liàn))有着与比特币和以(yǐ)太坊相近或更好的(de)安全性,但同时(shí)又不希望(wàng)网络里每(měi)个(gè)节(jiē)点都要处(chù)理(lǐ)超过一定比例的交易。换句话说,我们需要一(yī)种机制,来限制验(yàn)证交易的(de)节点数量以提高吞(tūn)吐(tǔ)量,同时(shí)又保证网(wǎng)络里的每(měi)笔交(jiāo)易都(dōu)是合(hé)法可信的。这听起来很容(róng)易,但在技术上非常困难。

目(mù)前较为流行的方案包括此前我(wǒ)们讲过(guò)的链下交易(Off Chain)、分片(Sharding)、链下计算(suàn)(off-chain computation)、有向无环图(DAG)等。今天为大家介绍分(fèn)片技术。

分片(Sharing)其实是(shì)一种传统数据库的技术,它将(jiāng)大型数据库分成更小(xiǎo)、更快、更(gèng)容易管理的(de)部分。在区(qū)块链网(wǎng)络中,分片(piàn)是将网(wǎng)络中的每个区块变为一(yī)个(gè)子区块链(100个(gè)),子区块链中可以容纳(nà)交(jiāo)易数据,并最终组成一个在主链上区块(kuài)。用V神的(de)话说,“每个分(fèn)片都像(xiàng)是个(gè)独立(lì)的银河:它具有(yǒu)自(zì)己的账户空间(jiān),交易(yì)需要指定它们自(zì)己应该被发布到哪个分片中,并且(qiě)分片间的通信是受(shòu)限的(de)。”

这(zhè)样(yàng),每个区块的(de)交易(yì)容量就大概扩大了(le)100倍(bèi);而且(qiě)这种(zhǒng)设计还有利于(yú)未来的继(jì)续扩展,整个扩展计划目前也被大致分为4个阶(jiē)段(duàn):在进行第(dì)一(yī)阶段(duàn)的分片(piàn)之后,

第二阶段为two-way pegging,即双向限(xiàn)定;

第三阶(jiē)段,选项a :将collation header作(zuò)为uncle加入,而不是交易;

第(dì)三(sān)阶段,选项b :将collation header加入一个数(shù)组,数组中的元素必须为分(fèn)片的collation header或者空(kōng)字符(fú)串,并且额(é)外的(de)数据必须为(wéi)这(zhè)个数组的哈希(软分叉(chā));

第四阶段(tight coupling,即紧耦合):如(rú)果区块指向(xiàng)无效(xiào)或不(bú)可用的(de)collation,那么区(qū)块也将(jiāng)变为无效;增加数据可用性证明。

总体来说(shuō),分片的(de)思想是把区块链的整体状态分割成不同的“片”,每部分状态都由不(bú)同的节点存(cún)储和处(chù)理。每个分片都(dōu)只处理整(zhěng)体状态的(de)一小部分,因此可以做到并(bìng)行处理。区块链分片就像传统数据库的分(fèn)片一(yī)样,但(dàn)还需(xū)额外考虑(lǜ)如何在(zài)去中心化的节点集合里(lǐ)维持安(ān)全性和合法性。
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