什么是分片Sharding

随着区块链变得越来越流行，它仍然在努力应对大量的数据。这种处理数据的能力称为扩展，它对于广泛的区块链采用至关重要。区块链需要扩展以供人们建立和使用他们想要的应用程序。

分片（Sharding）是一种创新方法，可以帮助区块链扩展和处理交易。 Emotiq正在建立一个基于分片的区块链，旨在扩展到每秒一百万次交易。

要理解分片，我们需要了解工作量证明（PoW）和权益证明（PoS）之间的区别。这是两个区块链机制，用于安全地决定哪个块成为下一个扩展链的块。我们将解释为什么Emotiq选择PoS而不是PoW， 以及为什么PoS更适合建立高性能区块链。

PoW较旧，用于加密货币，如比特币（BTC），莱特币（LTC）等。 PoW是一个矿工系统，所谓矿工即区块链网络中的节点。矿工在竞赛中使用他们的计算能力来解决困难的数学难题，从而获得创建新区块的奖励。矿工的计算能力越大，他们赢得比赛和获得奖励的机会就越大。

解决数学难题所需的大量计算能力是确保PoW区块链的关键。如果恶意矿工控制了网络的总计算能力的大部分，导致51％攻击，则PoW失败。

PoS更新，就像彩票一样。参与者在“权益参与者的份额越大，他们赢得彩票的机会就越大。权益有助于保持参与者的诚实。如果参与者不诚实并且验证了欺诈性交易，那么他们就有可能失去他们的份额。 证明”的过程中将加密货币存款置于托管中，以便有机会赢得彩票从而获得奖励。奖励通常来自新区块交易的费用，以及创建区块本身的奖励。

经常会出现新的彩票轮次，并且随机选择获胜者。

PoS与PoW一样安全，因为拥有大量份额的参与者将有很大的动力在区块链的最佳利益下行动，同时帮助维护区块链。

将区块链网络划分为更小的节点组，称为分片。每个分片处理一大块区块链数据，仅负责验证触及其数据的事务，而不是整个区块链。分片中的节点下载与其分片对应的区块链部分。

节点处理并确认事务且维护区块链的一致性。它们随机分布在分片中，并且它们的分片分配会定期更改。随机分配降低了复杂攻击的可能性，确保攻击者无法在单个分片中放置大量恶意节点。

分片的好处包括更大的扩展，因为验证网络中每笔单个交易所需的节点数量减少了。这大大增加了区块链的吞吐量或处理效率。必须将分片总数保持在最佳数量，以防止分片之间的通信大幅减慢网络速度。

分片不适合PoW，因为PoW依靠计算能力来确认和保护区块链。如果尝试使用PoW进行分片，则攻击分片的计算成本要比51％攻击的计算成本少得多。

PoS不依赖于计算能力和解决数学难题，并且可以轻松采用分片。网络中的分片数量以及区块链的性能可以无限增长。此外，每个分片都可以与其他分片并行处理交易。

每个分片的大小必须足够大，以防止攻击者轻易破坏分片中超过三分之一的节点。每个分片的大小也必须保持足够小以提高性能。研究显示每个分片大约600个节点是最佳数量。

攻击者发现很难破坏单个分片，因为节点在分片之间随机且频繁地改组。由于随机改组和分配，攻击者无法选择想要验证的分片。他也无法知道将事先验证哪个分片。只要最低份额足够高，使用PoS进行分片就是一种非常安全的扩展区块链的方法。

总之，区块链的最大挑战是如何在保持去中心化和安全的同时解决扩展问题。 Emotiq正在通过PoS与分片的创新路径解决这个问题，以便每秒可达到一百万次交易。