什么是分片(sharding)？

分片是区块链公司出于可伸缩性的目的而使用的一种数据库分区技术，使它们能够每秒处理更多的事务。分片将区块链公司的整个网络分割成更小的分区，称为“分片”。每个分片都由自己的数据组成，使其与其他分片相比具有独特性和独立性。

切分可以帮助减少网络的延迟或慢度，因为它将区块链网络分割成单独的切分。然而，围绕碎片攻击的碎片有一些安全问题。

关键要点

• 分片是一种数据库分区技术，区块链网络正在考虑，以太坊正在测试。
• 区块链网络承担的用户越多，网络变得越慢，导致显著的延迟。
• 分片可以通过将区块链网络分割成单独的分片来改善网络延迟，每个分片都有自己的数据，独立于其他分片。
• 围绕分片的安全问题包括黑客攻击或分片接管，其中一个分片攻击另一个分片，导致信息丢失。

了解切分

由于区块链技术的广泛应用，包括供应链管理和金融交易，区块链网络及其各自的加密货币正变得越来越流行。随着区块链的普及，网络处理的工作量和事务量也在增长。如果我们将区块链视为一个共享数据库，随着越来越多的数据被添加，网络需要找到新的方法来高效、快速地处理所有这些数据，这就是分片可以提供帮助的地方。

分布式账本

区块链技术的分布式账本使其具有吸引力，因为它允许交易在多个站点和地理位置上进行一致共享。在记录交易时，副本会在几秒钟内发送到共享网络，从而创建公开的“见证人”。如果网络的一部分成为欺诈或恶意攻击的受害者，共享网络的参与者可以识别欺诈者所做的更改，因为他们都维护着账本交易的副本。因此，区块链技术及其分布式账本系统可以帮助减少欺诈，并限制黑客等网络攻击造成的损害。

可扩展性

然而，区块链技术的一个主要挑战是，随着更多的计算机被添加到网络中并处理更多的事务，网络可能会陷入困境，从而减缓称为延迟的过程。延迟是区块链广泛应用的一个障碍，尤其是与当前快速高效的电子支付系统相比。换句话说，可伸缩性是区块链面临的一个挑战，因为随着越来越多的行业采用这种技术，网络可能无法处理不断增加的数据量和交易流。

创建无延迟可伸缩性的解决方案之一是分片过程。分片旨在将网络的工作负载分散到分区中，这可能有助于减少延迟，并允许区块链处理更多的事务。

区块链网络寻求利用的三个特征是去中心化、可伸缩性和安全性。 

切分是如何完成的

在探索区块链网络中的分片是如何完成的之前，回顾一下数据当前是如何存储和处理的是很重要的。

区块链节点

目前，在区块链中，网络中的每个节点都必须处理或处理网络中的所有交易量。区块链中的节点是独立的，负责维护和存储分散网络中的所有数据。换句话说，每个节点都必须存储关键信息，例如账户余额和交易历史记录。区块链网络的建立使得每个节点都必须处理网络上的所有操作、数据和交易。

虽然它通过在所有节点中存储每个事务来确保区块链的安全性，但这种模型大大降低了事务处理的速度。处理交易的速度慢并不预示着区块链将负责数百万笔交易的未来。

切分有助于将区块链网络中的事务性工作负载进行分区或分散，这样每个节点就不需要处理或处理区块链的所有工作负载。在某种程度上，分片将工作负载划分为分区或分片。

水平切分

分片可以通过将数据库划分成行来实现。行被称为shard，它是基于特征概念化的。例如，一个shard可能负责存储特定类型地址的状态和事务历史。此外，还可以根据存储在碎片中的数字资产的类型来划分碎片。涉及该数字资产的交易可以通过碎片的组合来实现。

例如，考虑一个包含多个碎片的租赁房地产交易。这些碎片对应于交易中涉及的不同实体，从客户名称到配置成智能锁的数字钥匙，在租金支付时出租人可以使用智能锁。

共享碎片

每个分片仍然能够在其他分片之间共享，这保持了区块链技术的一个关键方面——去中心化账本。换句话说，每个用户仍然可以访问分类帐，从而允许他们查看所有分类帐交易。

切分和安全

实践中出现的主要问题之一是安全性。尽管每个分片都是独立的，只处理自己的数据，但存在一个安全问题，即分片损坏，一个分片接管另一个分片，导致信息或数据丢失。

如果我们认为每个碎片都是自己的区块链网络，拥有经过身份验证的用户和数据，黑客或通过网络攻击可以接管碎片。然后，攻击者可以引入虚假事务或恶意程序。

以太坊是最著名的区块链公司之一，它正站在测试分片的第一线，作为延迟和可伸缩性问题的可能解决方案。以太坊通过将节点随机分配给特定的碎片，并不断地以随机间隔重新分配它们，来对抗碎片攻击的可能性。这种随机抽样将使黑客很难知道何时何地损坏碎片。

另外，需要注意的是，分片仍处于用于区块链网络的早期测试阶段。因此，所有潜在的问题和挑战都有待解决。