什麼是分片？

分片是區塊鏈公司爲了提高可擴展性而採用的一種數據庫分區技術，使其能夠每秒處理更多交易。分片將區塊鏈公司的整個網絡分割成更小的分區，稱爲“分片”。每個分片都包含自己的數據，因此與其他分片相比，每個分片都是獨立且獨特的。

分片技術可以將區塊鏈網絡分割成多個獨立的分片，從而降低網絡延遲或速度。然而，分片也存在一些安全隱患，例如分片可能遭受攻擊。

瞭解分片

由於區塊鏈技術在供應鏈管理和金融交易等領域的廣泛應用，區塊鏈網絡及其相應的加密貨幣正日益普及。隨着區塊鏈的普及，網絡處理的工作負載和交易量也隨之增長。如果我們把區塊鏈看作一個共享數據庫，隨着數據量的不斷增加，網絡需要找到新的方法來高效快速地處理所有這些數據，而分片技術正可以爲此提供幫助。

分佈式賬本

區塊鏈技術的分佈式賬本特性使其極具吸引力，因爲它允許跨多個站點和地域進行共識性共享交易。交易記錄完成後，副本會在幾秒鐘內發送到共享網絡，從而創建公開的“見證”。如果網絡的一部分遭受欺詐或惡意攻擊，共享網絡的參與者可以識別出欺詐者篡改了哪些內容，因爲他們都維護着賬本交易的副本。因此，區塊鏈技術及其分佈式賬本系統有助於減少欺詐，並限制網絡攻擊（例如黑客攻擊）造成的損失。

可擴展性

然而，區塊鏈技術面臨的主要挑戰之一是，隨着網絡中計算機數量的增加和交易量的增加，網絡可能會出現擁堵，導致處理速度變慢——即延遲。延遲是區塊鏈廣泛應用的一大障礙，尤其與目前快速高效的電子支付系統相比更是如此。換句話說，可擴展性是區塊鏈面臨的一大挑戰，因爲隨着越來越多的行業採用這項技術，網絡可能無法處理日益增長的數據量和交易流量。

爲了實現零延遲可擴展性，目前正在考慮的解決方案之一是分片技術。分片旨在將網絡工作負載分散到多個分區中，這有助於降低延遲，並允許區塊鏈處理更多交易。

分片是如何實現的

在探討區塊鏈網絡中如何實現分片之前，有必要回顧一下數據目前是如何存儲和處理的。

區塊鏈節點

目前，在區塊鏈中，網絡中的每個節點都必須處理或管理網絡內的所有交易量。 區塊鏈中的節點相互獨立，負責維護和存儲去中心化網絡中的所有數據。換句話說，每個節點都必須存儲關鍵信息，例如賬戶餘額和交易歷史。區塊鏈網絡的建立旨在確保每個節點都必須處理網絡上的所有操作、數據和交易。

雖然這種模型通過將每筆交易存儲在所有節點上來確保區塊鏈的安全性，但它也顯著降低了交易處理速度。對於未來區塊鏈需要處理數百萬筆交易的情況而言，如此緩慢的交易處理速度無疑是一個不利因素。

分片技術之所以有效，是因爲它將區塊鏈網絡中的交易工作負載進行分區或分散，從而避免每個節點都需要處理區塊鏈的全部工作負載。從某種意義上說，分片技術將工作負載劃分成多個分區或分片。

水平隔斷

分片可以通過將數據庫水平劃分爲行來實現。分片（即行）的概念是基於其特性而設定的。例如，一個分片可能負責存儲特定類型地址的狀態和交易歷史記錄。此外，還可以根據分片中存儲的數字資產類型進行劃分。涉及該數字資產的交易可以通過多個分片的組合來實現。

例如，考慮一個涉及多個分片的租賃房地產交易。這些分片對應於交易中涉及的不同實體，從客戶姓名到配置在智能鎖中的數字鑰匙，租戶支付租金後即可獲得這些鑰匙。

分片共享

每個分片仍然可以與其他分片共享，這維護了區塊鏈技術的一個關鍵特性——去中心化賬本。換句話說，每個用戶仍然可以訪問該賬本，查看所有賬本交易。

分片與安全性

實踐中出現的主要問題之一是安全性。雖然每個分片都是獨立的，只處理自己的數據，但仍然存在分片損壞的安全隱患，即一個分片接管另一個分片，導致信息或數據丟失。

如果我們把每個分片都看作是一個獨立的區塊鏈網絡，擁有各自的認證用戶和數據，那麼黑客或通過網絡攻擊就可能控制某個分片。攻擊者隨後可以植入虛假交易或惡意程序。

以太坊是全球最知名的區塊鏈公司之一，它正處於測試分片技術的前沿，力圖將其作爲解決延遲和可擴展性問題的潛在方案。以太坊計劃在所謂的“合併”（The Merge）之後推出64條新的分片鏈。“合併”是指以太坊主網與信標鏈權益證明系統（Beacon Chain PoS）的“合併”。爲了防範分片攻擊，以太坊採取了隨機分配節點到特定分片並定期重新分配的方式。這種隨機抽樣機制使得黑客難以確定何時何地可以破壞某個分片。

此外，值得注意的是，分片技術在區塊鏈網絡中的應用仍處於早期測試階段。因此，所有潛在的問題和挑戰尚未得到解決。

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