区块链正在引入分片技术来解决可伸缩性和延迟问题

TLDR：比特币和以太坊是慢速网络。分片可以将挖掘能力划分为多个小的分片，每个分片可以并行处理事务。分片=速度！

区块链的可伸缩性

缺乏可伸缩性（每秒只能处理少量事务）是区块链技术获得大量采用的主要瓶颈。比特币每秒只能处理5笔交易（tps），以太坊每秒只能处理12笔交易，现有的区块链解决方案无法与Visa支付系统、AWS云计算服务等集中式解决方案竞争。例如，随着2017年加密猫的日益流行，它显著降低了以太坊网络的速度。对于使用以太坊为其服务提供动力的公司来说，这无疑是一个问题。

目前，每台维护比特币和以太坊网络的计算机都在同一个公共分类账上工作。每个节点必须处理相应的事务。向网络中添加更多的计算机只能提高安全性，而不能提高效率。由于上述区块链都不能同时实现可伸缩性、安全性和分散性，因此形成了区块链的三难困境。

比特币和以太坊是由工作证明保护的网络。全世界有数十万台计算机和专门的采矿机器被用来处理交易。比特币和以太坊作为P2P现金系统/世界计算机，既安全又分散。然而，它们不能立即扩展。为了提高可伸缩性，已经提出了许多解决方案。例如，BitcoinCash（比特币的分支）增加了区块的大小，使得每个区块可以处理更多的交易，而Lightning Network（第二层）利用了离线支付渠道，减轻了主链的负担。分片是目前区块链项目开发的最流行的方法之一，包括Ethereum、Zilliqa、Quarkchain等。

分片是什么？

分片是一种水平分区，是一种广泛使用的数据库设计原则，它将数据库服务器分隔开来，以分散负载。区块链引入它是为了解决可伸缩性和延迟问题。

在区块链中实现分片，网络被分成不同的团队（分片）。分片可以并行处理事务。每个节点只拥有区块链上的部分数据，而不是全部信息。因此，可以同时处理更多的事务。例如，想象一个有1000个节点的网络;可以将网络分成10个分片，每个分片由100个节点组成。速度应该增加10倍。

可以将1000个节点分成10个分片（每个分片100个节点），从而实现10倍的性能。

单分片接管攻击

通过实现分片，一种新的风险出现了，即单分片接管攻击。

单分片接管攻击是指一个分片被恶意节点完全控制，可以修改事务。

为了防止单分片接管攻击攻击，重要应该防止攻击者将哈希值能力集中在单个分片上

将节点分配到不同分片的方法是关键。对于以太坊的分片解决方案来说，建议在每个分片上随机抽样验证器。足够的随机性可以确保验证器不会预先知道它们将获得哪个分片。同时，它需要⅔所有验证器分片片来确认一个块的合法性。

除此之外，应该限制分片的最小大小，以减少恶意节点被分配到相同分片的可能性。通过以上策略，网络的安全性不会因为效率的巨大提高而被牺牲掉。

结论

分片通常用于私有区块链。它可以水平分布数据库或搜索引擎的负载。然而，将其实现为公共区块链仍然是一个挑战。去中心化和透明度的性质使维持安全变得困难。除了单片攻击之外，开发人员还面临其他问题，比如跨片通信。

如果成功，分片将大大降低交易成本，并允许开发人员构建更复杂的dApp。分片被认为是解决区块链可伸缩性问题的最佳解决方案。