什麼是分片？在一篇文章中了解區塊鏈中的分片

Sharding in blockchain involves partitioning the network into smaller, independent subsets, allowing for faster and more efficient transaction processing, addressing scalability and performance issues in large blockchain networks.

2024/10/24 06:51

了解區塊鏈中的分片

分片是區塊鏈技術中用於提高可擴展性的資料分區技術。它涉及將區塊鏈網路分割成更小的、獨立的部分（稱為分片），每個部分都包含資料的子集。這允許更快、更有效率地處理交易，因為驗證者只需要在分配的分片中驗證和儲存資料。

為什麼分片很重要？

隨著區塊鏈網路規模和活動的成長，在單一分類帳上驗證和儲存所有交易的過程變得越來越要求。這可能會導致網路擁塞、交易處理時間緩慢以及高昂的汽油費。分片透過將負載分配到多個分片來解決此問題，從而導致：

提高可擴展性：分片允許同時處理更多數量的事務，從而顯著提高網路吞吐量。
減少延遲：透過將資料分割成更小的區塊，驗證器可以更快地存取和驗證其分配的分片內的事務，從而減少交易完成時間。
較低的天然氣費用：隨著更多交易的並行處理，對區塊空間的競爭減少，從而導致交易費用降低。

分片如何運作？

分片通常涉及以下步驟：

網路劃分：區塊鏈網路被劃分為預先定義數量的分片，每個分片負責特定範圍的資料或帳戶。
資料分配：新交易根據其唯一識別碼或其他標準分配到特定分片。
分片驗證：每個分片內的驗證器獨立驗證分配給它們的事務並為其分片建立區塊。
共識：每個分片中創建的區塊隨後透過共識機制（例如權益證明或工作量證明）最終確定。
跨分片通訊：雖然交易主要在其分配的分片內進行處理，但有些交易需要與其他分片互動。這是透過跨分片通訊協定實現的，該協定允許分片交換必要的資訊。

分片類型

不同的區塊鏈平台採用不同的分片方法，包括：

水平分片：根據交易歷史或帳戶餘額將區塊鏈分割成分片。
垂直分片：根據特定資料類型（例如合約、元資料或事件）將區塊鏈劃分為分片。
狀態分片：將區塊鏈的狀態資料庫劃分為較小的部分，每個部分由指定的分片管理。

實踐中分片的好處

一些區塊鏈項目已經實施了分片以增強其可擴展性和效能。值得注意的例子包括：

以太坊：以太坊正在進行升級，以透過其以太坊 2.0 協議實現分片。
Elrond Network：專為分片設計的區塊鏈，專注於高吞吐量和低延遲。
Zilliqa：一個區塊鏈平台，使用稱為實用拜占庭容錯（pBFT）的獨特分片機制。

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