分片技术（Sharding）是解决区块链的效率问题和可扩展性问题的一种技术，为解决以太坊效率问题而诞生。

 

分片技术是一种分区方式，源于传统中心化的数据库，是用来提高数据库的处理效率的。一个分片是数据库的一个水平部分，每个分片储存在担负的服务器中，且不用负责处理整个网络的交易负载，只需要维护与其分片相关的信息，由此将负载分散开来，使得数据库的效率大大提升。

 

（一）分片技术的基本工作原理

 

区块链是一个链式结构的分布式数据库，需要承担整个系统的全部功能，而且每笔交易要经过所有的节点处理后才能确认，这种方式下，极大地影响了数据的处理效率。而分片技术将这条链划成一个个的区域，一个区域就叫做一个分片，每个分片承担专职的功能，而节点也会分散到各个分片上，处理相应的工作。这样一来，处理时，交易会划分到各个分片上同时进行处理，就好像各部门分工协作一样，分摊下来，每个节点处理的只是网络中的一小部分交易，如此一来，也就大大提升了这条链的处理效率。

 

（二）分片技术的分类

 

目前区块链网络上存在有四种分片技术，分别为：网络分片（Network Sharding）、交易分片（Transaction Sharding）、计算分片（Computational Sharding）和状态分片（State Sharding）。

 

1、网络分片是最基础的一种分片方式，就是将整个区块链网络按照一定规则划分成多个子网络（分片），网络中的所有分片并行处理网络中不同的交易。

 

2、交易分片将交易按某种规则分配到不同分片。其思路为，按一定规则将交易分配到同一个分片处理，这样既能够达到并行处理的目的，又可以避免双花问题的出现。在不同的记账方式下，对交易分片的要求有所区别。目前区块链网络中存在两类记账方式，分别为UTXO模型和账户/余额模型。

 

3、计算分片：只有网络的一个子集（如一个分片）执行计算，从而高效执行运算密集的任务。

 

4、状态分片：特定的分片只存储部分状态，而不是完整的区块链状态。状态分片能够减少状态储存冗余，是最为理想化的分片方式，但是面临着跨分片通信、数据有效性和数据可用性等一系列挑战。

 

（三）分片技术的作用

 

1、可以提高交易处理和确认的并发度，进而提高整个网络的吞吐量；

 

2、吞吐量增加可以有效的解决交易拥堵的问题，有助于降低转账手续费；

 

3、促进 DApp 的发展，使得更多的 DApp 可以在分片网络上运行；

 

4、状态分片具有很好的存储空间可扩展性，能够有效解决存储空间昂贵的问题。

 

分片技术虽然可以有效提高区块链的处理效率，但存在降低网络安全性和去中心化性的隐患。在原来的区块链中，因为共识机制的存在，假如有人想在网络中作恶，那他需要搞定全网的大部分节点才可以，但分片后的区块链，节点被分散到一个个小的区域中，想要作恶的人只需要获得小区域中大部分节点的共识即可。为此，分片技术引入了一个随机分配机制，负责生成随机数、为其他分片分配节点等。在随机分配的机制作用下，区块链上的节点是随机分配出去的，这样的话，即使有人想在网络上搞事情，也难以获得任意一个小区域中节点的信息，也就大大提高了才用了分片技术的区块链网络的安全性。 虽然分片技术的好处多多，但因为该技术是源于传统互联网数据库，无法直接应用在去中心化的区块链上，所以分片技术尚未落地应用。

 

 

 

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