区块链分片技术是什么，能解决哪些问题

一、什么是分片技术

分片是数据库分区的一种形式，也称为水平分区。

该过程涉及将非常大的数据库拆分为许多小的、更易于管理的段落，其目的是提高性能并缩短查询响应时间。

Sharding不是一个新概念，至少从20世纪90年代末开始就一直存在于传统的集中式数据库管理中。该术语实际上是由最早的大型多人在线角色扮演游戏（MMORPG）之一Ultima Online推广的，其中开发者将玩家分成不同的服务器（游戏中的不同“世界”）来避开流量高峰拥堵。

在业务中，分割大型数据库的常见示例是将客户数据库按地理位置拆分。将相同地理位置的客户组合在一起并放置在唯一的服务器上。

二、什么是区块链分片

这在区块链上原理是相同的。

整个区块链网络就是一个数据库，其中的节点代表数据服务器。如果我们将分片应用于区块链，这将意味着将区块链网络分解为单个分段（或分片）。每个分片都会拥有一组独特的智能合约和账户余额。然后将节点分配给各个分片以验证事务和操作，每个分区不用验证整个网络上的每个事务。

其想法是，通过将区块链分解为更易于管理的细分市场，提高交易吞吐量，从而克服当今大多数主要区块链项目所面临的可扩展性问题。我们将进一步详细介绍这一点。

三、分片如何工作

为了解释分片，让我们以以太坊区块链为例。

根据ethernodes.org的说法，以太坊区块链由数千台计算机组成，即节点，目前为8,622个。 每个都向网络提供一定数量的哈希能力。正是这种散列功能允许以太坊虚拟机（EVM）运行 ，即执行智能合约并运行去中心化应用程序（DApp）。

目前，以太坊已顺序执行为基础，其中每个节点都必须计算每个操作并处理每个事务。因此，通过此验证过程的事务可能需要很长时间。目前，以太坊徘徊在每秒约10笔交易（TPS）。 相比之下，VISA平均交易量为24,000 TPS。将计算机添加到网络不一定会提高效率，因为整个分类帐保存在每台计算机上，验证链将变得更长。

通过分片，其思路是从线性执行模型（其中每个节点必须计算每个操作）转变为并列执行模型，在该模型中，节点仅被分配处理某些计算，这就可以同时进行多个并行事务处理。

区块链将分为单独的碎片。节点只需运行分配给它们的部分分类账，以便执行流程和验证交易，而不用一直维护整个分类账。

四、分片能解决哪些问题

分片是区块链持续可扩展性问题的潜在解决方案。

如上所述，区块链网络面临的最大问题之一是可扩展性问题。区块链网络越流行，用户就会越多地发起交易、去中心化的应用程序和网络上的其他进程。

许多的交易活动增加了对节点的需求，并且存在这些区块链可能被拥堵的威胁（如在加密猫狂热期间在以太坊上看到的那样，当游戏占网络上交易的11％时，整个网络都瘫痪了）。如果发生这种情况，交易速度会变得非常缓慢，这对于长期，可持续的区块链采用来说不是一件好事。

如上所述，如果区块链被分解成较小的区段，节点组被分配负责各个区段，则每个节点将不必维护整个分类账来执行每个操作。因此，事务验证可以并列进行，而不是以线性方式进行，从而提高整个网络的速度。它为区块链网络的可扩展性问题提供了解决方案，从而使其在长期内更具可持续性。

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