区块链技术中的分片是怎样的？

Posted 2021-01-18 qqqkl

　　区块链技术经历了几个阶段的更新发展，技术上有了很大的革新，但区块链技术发展的一个难题就是扩容问题。面对这个问题是要提升区块大小还是分叉？这是比特币曾经面对的难题，但好在“隔离见证+闪电网络”让比特币有了喘息之机。不过随着用户群体逐渐变大，交易量也不断上升，如何解决扩容问题迫在眉睫。

　　以太坊在面对扩容难题时，则采用了分片的方式，从侧面提高区块链系统的可扩展性。

　　下面小编就给大家讲讲分片的相关知识。

　　分片是传统数据库分区的一种，它将大型数据库分成更小、更快、更容易管理的部分——数据碎片。那区块链分片技术就是基于数据库分片概念的一种扩容技术。

　　分片基本思路是把网络中的节点划分为不同的碎片，每个分片能够并行处理不同交易，这样一来就能够并行处理相互之间未建立连接的交易，从而提高网络并发量。分片的特点表现是，网络吞吐量会随着节点数目的增加而增加。

　　核心难点在于数据分片的关键特征值确定，还有因元数据在片区之间通信的延迟而引起的不一致性问题，频繁的跨碎片之间的通信会使得区块链网络性能大幅度下降。因为每个片区里的数据是分开更新的，在设计应用逻辑时必须确保信息的成功更新，同时也需要预留出一定的鲁棒性，用来应对一个达成最终一致性过程中可能出现的不一致性。

　　在区块链中的分片根据对象可分为交易分片、网络分片和状态分片，其中在区块链中采用网络分片技术，即是将矿工分成几个子网络，分别负责验证该碎片上的交易，需要保证恶意节点的数目足够小，所以在分配矿工的规则上需要注意保证随机性。

　　在区块链中应用分片技术，还需要考虑的问题是对各种攻击如女巫攻击，DDOS攻击、双花攻击的防御，需要在权衡效率的同时，保证每个分片内的总节点数目足够多，并且诚实的节点占大多数，分片技术对安全性要求极高，区块链系统中的节点数目比传统数据库中的可能要多，而且面临带宽的限制。需要充分考虑到延迟带来的不一致性导致的性能和安全性问题，这也是为什么鲜少有区块链服务落地的相关项目。

　　不管是区块链领域还是数据库领域，分片时要进行的首要步骤均要提取数据的关键特征值，然后把关键特征值按照一定的规则来划分给不同的碎片来处理。关键特征值的选择十分重要，因为它关系着数据的表示唯一性保障以及分片的效果。

　　原文链接：http://blog.sina.com.cn/s/blog_195d7fdc00102y2pz.html