Seele元一首席架构师刘文思：分片技术是把双刃剑，单纯看TPS或分片数量毫无意义

Posted 2021-01-24

导语：近日， seele团队成立了“Seele最前线”媒体平台，希望可以通过此平台向全球社区伙伴实时同步团队动态与工作进展。正值Seele元一技术团队对测试网进行了新一轮测试，“Seele最前线”第一期内容便邀请到Seele元一首席架构师刘文思，并针对分片技术同大家进行交流。

事实上，区块链的扩展性问题一直是大多数公链发展过程中难以避开的拦路石，随着数字货币的集体性下跌，区块链技术正逐渐回归理性，公链的吞吐量问题再次成为焦点。比特币网络平均每秒只可以处理7-10笔交易，以太坊的这个数字也只有20左右，这一数字远低于像Visa这样的中心化支付系统，后者平均每秒能处理约8000笔交易，低吞吐量问题严重制约了基于区块链的去中心化应用的发展。

面对公链性能问题，刘文思也给出了自己的看法：“针对如何提高区块链的吞吐量，业界也在不断尝试。目前提出的问题解决思路主要有以下几种：分片、子链和侧链、链下扩容，以及以PoW和DPoS等为代表的不同共识机制等。其中分片（Sharding）技术，被认为是一种有效的、能够更好的解决区块链吞吐量问题的解决方案。Seele元一对于公链性能问题的解决方案之一便是分片。”

分片技术：化整为零，分而治之
分片来自于计算机科学分而治之的思想，也是传统数据库和分布式系统领域中采用的经典扩容技术。将组成区块链的全体节点分成一个个相互独立的子节点集，交易根据一定的规则分配给不同的子节点集进行共识确认，从宏观上来看，各个子节点集就是在并行处理区块链上全部交易，使得总体的交易处理性能获得提升。刘文思举了一个简单通俗的例子：“我们可以想象一下，现有的区块链就像一条繁忙的高速公路，这条高速公路的收费站只有一个收费口。这种布局的结果将是导致交通堵塞，因为人们将排着长队等待通过这唯一的收费站。实现一个基于分片技术的区块链就像在高速公路上增加15或20个收费口。它将极大地提高汽车通过收费站的速度。因此，分片技术将带来巨大的改善，并显著提高区块链的交易速度。”

分片技术是把双刃剑，Seele兼顾性能与安全
关于如何衡量分片技术下公链的性能优劣，刘文思给出了一些犀利的观点：“毫无疑问分片技术是提高公链性能的一把刃剑，但其同时是一把双刃剑。在网络规模一定时，分片越多，则分配给单个分片的节点也会越少，抗***能力也会相应用减弱，这样整个网络的安全性也会随之线性衰减。因此，在去中心化思想主导的区块链世界里，单纯强调分片数量或性能均不具备太大意义，效率与安全的最优协调才能促进区块链生态的良性发展。”

Seele元一首席架构师刘文思（左1）

对于分片技术，还有二个需要解决的重要问题：一是跨片交易，包括普通的跨片转帐和跨片合约；另外一个就是动态分片。各个分片犹如一个个小的区块链生态系统，但却不是孤立的，它们共同组成一个庞大的，整体的区块链生态系统，各个分片之间也会产生通信，也即跨片转帐和跨片合约，比如从分片1的帐户A向分片2的帐户B发送一笔交易。对于动态分片，要解决的一个关键问题就是，根据网络总体节点的数量、业务量和安全性等级要求的变化动态增减分片数，同时确保用户的操作和各种生态应用不受影响。

作为“为产业而来的底层公链“，效率、安全和去中心化缺一不可。基于分布在北京、上海和广州三地的机器，Seele技术团队对分片交易的TPS峰值/均值进行了多轮测试，其中也包括不同比率的跨片转帐，8个分片的TPS测试数据如下：
无跨片交易的情况，峰值1,500，均值1,200；单分片峰值200，均值140；
跨片交易10%，峰值1,400，均值1,200；单个分片峰值180，均值140；
跨片交易50%，峰值900，均值600；单个分片峰值130，均值80；
跨片交易80%，峰值360，均值 280；单个分片峰值50， 均值35；

据相关业内数据显示，QuarkChain测试网是256个分片，峰值达到14000，单个分片均值55。而Seele在8个分片的情况下，峰值1500，单个分片均值140。在跨片交易50%的情况下，峰值900，单片分片均值80。从上述数据来看，Seele的分片性能，无论从峰值还是均值都非常优秀。据刘文思透露，增加分片数量这项动作没有任何技术难度，但Seele网络不会单纯的为交易速度而无限分片，会在效率与安全中寻求最优值。

分片技术是区块链领域一个令人兴奋的技术，让我们看到了希望，它可以在不影响去中心化和透明度的情况下解决扩容问题。当然其中仍有众多的技术难点需要攻克，但技术一直在进步，方案终究会成熟。但在技术发展过程中最困难的或许是大众对于某项技术的理性认知，当我们不再聚焦TPS，不再聚焦分片数量，而能够理性认知技术的合理性之时，相信所有的技术都不是难题。

大胆假设，小心求证，理性认知，这一直是Seele团队坚守的技术信条。

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关于Seele元一

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