什麼是分片(sharding)？

分片是區塊鏈公司出於可伸縮性的目的而使用的一種資料庫分割槽技術，使它們能夠每秒處理更多的事務。分片將區塊鏈公司的整個網路分割成更小的分割槽，稱為“分片”。每個分片都由自己的資料組成，使其與其他分片相比具有獨特性和獨立性。

切分可以幫助減少網路的延遲或慢度，因為它將區塊鏈網路分割成單獨的切分。然而，圍繞碎片攻擊的碎片有一些安全問題。

關鍵要點

• 分片是一種資料庫分割槽技術，區塊鏈網路正在考慮，以太坊正在測試。
• 區塊鏈網路承擔的使用者越多，網路變得越慢，導致顯著的延遲。
• 分片可以透過將區塊鏈網路分割成單獨的分片來改善網路延遲，每個分片都有自己的資料，獨立於其他分片。
• 圍繞分片的安全問題包括駭客攻擊或分片接管，其中一個分片攻擊另一個分片，導致資訊丟失。

瞭解切分

由於區塊鏈技術的廣泛應用，包括供應鏈管理和金融交易，區塊鏈網路及其各自的加密貨幣正變得越來越流行。隨著區塊鏈的普及，網路處理的工作量和事務量也在增長。如果我們將區塊鏈視為一個共享資料庫，隨著越來越多的資料被新增，網路需要找到新的方法來高效、快速地處理所有這些資料，這就是分片可以提供幫助的地方。

分散式賬本

區塊鏈技術的分散式賬本使其具有吸引力，因為它允許交易在多個站點和地理位置上進行一致共享。在記錄交易時，副本會在幾秒鐘內傳送到共享網路，從而建立公開的“見證人”。如果網路的一部分成為欺詐或惡意攻擊的受害者，共享網路的參與者可以識別欺詐者所做的更改，因為他們都維護著賬本交易的副本。因此，區塊鏈技術及其分散式賬本系統可以幫助減少欺詐，並限制駭客等網路攻擊造成的損害。

可擴充套件性

然而，區塊鏈技術的一個主要挑戰是，隨著更多的計算機被新增到網路中並處理更多的事務，網路可能會陷入困境，從而減緩稱為延遲的過程。延遲是區塊鏈廣泛應用的一個障礙，尤其是與當前快速高效的電子支付系統相比。換句話說，可伸縮性是區塊鏈面臨的一個挑戰，因為隨著越來越多的行業採用這種技術，網路可能無法處理不斷增加的資料量和交易流。

建立無延遲可伸縮性的解決方案之一是分片過程。分片旨在將網路的工作負載分散到分割槽中，這可能有助於減少延遲，並允許區塊鏈處理更多的事務。

區塊鏈網路尋求利用的三個特徵是去中心化、可伸縮性和安全性。 

切分是如何完成的

在探索區塊鏈網路中的分片是如何完成的之前，回顧一下資料當前是如何儲存和處理的是很重要的。

區塊鏈節點

目前，在區塊鏈中，網路中的每個節點都必須處理或處理網路中的所有交易量。區塊鏈中的節點是獨立的，負責維護和儲存分散網路中的所有資料。換句話說，每個節點都必須儲存關鍵資訊，例如賬戶餘額和交易歷史記錄。區塊鏈網路的建立使得每個節點都必須處理網路上的所有操作、資料和交易。

雖然它透過在所有節點中儲存每個事務來確保區塊鏈的安全性，但這種模型大大降低了事務處理的速度。處理交易的速度慢並不預示著區塊鏈將負責數百萬筆交易的未來。

切分有助於將區塊鏈網路中的事務性工作負載進行分割槽或分散，這樣每個節點就不需要處理或處理區塊鏈的所有工作負載。在某種程度上，分片將工作負載劃分為分割槽或分片。

水平切分

分片可以透過將資料庫劃分成行來實現。行被稱為shard，它是基於特徵概念化的。例如，一個shard可能負責儲存特定型別地址的狀態和事務歷史。此外，還可以根據儲存在碎片中的數字資產的型別來劃分碎片。涉及該數字資產的交易可以透過碎片的組合來實現。

例如，考慮一個包含多個碎片的租賃房地產交易。這些碎片對應於交易中涉及的不同實體，從客戶名稱到配置成智慧鎖的數字鑰匙，在租金支付時出租人可以使用智慧鎖。

共享碎片

每個分片仍然能夠在其他分片之間共享，這保持了區塊鏈技術的一個關鍵方面——去中心化賬本。換句話說，每個使用者仍然可以訪問分類帳，從而允許他們檢視所有分類帳交易。

切分和安全

實踐中出現的主要問題之一是安全性。儘管每個分片都是獨立的，只處理自己的資料，但存在一個安全問題，即分片損壞，一個分片接管另一個分片，導致資訊或資料丟失。

如果我們認為每個碎片都是自己的區塊鏈網路，擁有經過身份驗證的使用者和資料，駭客或透過網路攻擊可以接管碎片。然後，攻擊者可以引入虛假事務或惡意程式。

以太坊是最著名的區塊鏈公司之一，它正站在測試分片的第一線，作為延遲和可伸縮性問題的可能解決方案。以太坊透過將節點隨機分配給特定的碎片，並不斷地以隨機間隔重新分配它們，來對抗碎片攻擊的可能性。這種隨機抽樣將使駭客很難知道何時何地損壞碎片。

另外，需要註意的是，分片仍處於用於區塊鏈網路的早期測試階段。因此，所有潛在的問題和挑戰都有待解決。