区块链领域的快速发展为加密货币世界带来了许多新的可能性，包括联合全球用户、创建去中心化经济系统以及摆脱垄断。然而，它也带来了一系列挑战。媒体不断强调的最紧迫的问题之一是网络的可扩展性问题。克服这一挑战对于网络实现可扩展性至关重要，这与新用户涌入区块链、新项目的创建和网络拥塞直接相关。比特币或以太坊等主要区块链平台在需求增加期间难以处理负载，从而阻碍了整个行业的进步。

可扩展性问题有多种潜在的解决方案，许多知名公司继续朝这个方向努力。在本材料中，我们将讨论分片——一种旨在减轻主系统压力的数据库分区形式。

什么是分片？

分片是一种流行的新解决方案，用于扩展第 1 层区块链，例如 BNB 智能链 ( BNB )、以太坊 ( ETH )、比特币 ( BTC ) 和 Solana ( SOL )。通常，它被用作增加网络吞吐量的方法。分片也被认为是一种扩展数据库和应用程序的策略，实现该策略的过程称为分片。

在保持去中心化和安全性的同时扩展区块链是一项技术上具有挑战性的任务。根据开发者专家的假设，分片技术有望解决这一挑战。

加密货币分片意味着什么？

简单来说，分片是一种将区块链数据库分割到分布式账本的新形式。大型数据库被分为小的功能块，从而更均匀地分配负载。

节点，即网络的要点或节点，负责在区块链中分发数据。它们能够在它们之间直接传输信息，而不涉及第三个控制实体（实现去中心化）。由于巨大的网络负载，节点需要额外的“助手”来处理数据。这些助手被称为分片，它们在自己的细分范围内承担特定任务：节点、交易、智能合约和单个区块。

分片运行原理：

1. 选择重要的信息块（逻辑数据集）进行分片。
   
2. 来自该块的共享数据库的信息被分为微块并分布在不同的服务器（分片）上。
3. 建立所有块之间的互连，以保证系统的正常运行。

为什么需要分片？

第一级区块链要求其网络中的所有节点存储和处理有关所进行交易的所有信息（整个区块链的完整副本）。节点负责存储：

1. 账户余额；
   
2. 合同代码；
3. 所有附加数据。

节点还参与处理所有交易，本质上形成单个大规模网络节点。随着时间的推移，节点被填满，其运行速度下降，导致交易费用增加。值得注意的是，在处理高度波动和不稳定的资产时，速度是一个关键因素。区块链的速度通常由单个节点的运行速度决定。

分片技术消除了节点存储和处理整个区块链的需要，对区块链的整体性能产生了积极影响。现在，每个节点都会向主链报告所做的工作，仅提供结果（关键指标），而不是完整的报告。值得注意的是，分片将在协议级别实现。

分片的权益证明机制的意义

区块链向权益证明共识机制的转变为系统提供了额外的安全性，并提高了节点的计算能力。保留早期的工作量证明机制，容易受到分片影响的节点将被削弱到黑客攻击它们相对容易的程度。

通过 PoS 上的分片，恶意个人无法专注于单个分片，因为必要的信息将分布在多个分片中。

分片的缺点

虽然分片似乎是解决主要区块链问题的理想解决方案，但它尚未被所有领先的区块链普遍采用。分片的两个主要缺点是：

沟通

只有当所有这些部分都能够像一个实体一样顺利、快速地相互通信时，将一个链段逻辑划分为多个部分才是合乎逻辑的。目前，这种通信机制引起了开发者的关注，需要彻底验证。

安全

安全性并不是指划分为分片的系统的脆弱性，而是指节点和分片之间缺乏信任算法。为了保证数据安全，节点交换信息有特定的规则，并且它们必须达成独立的共识。系统的额外碎片使得该过程的实施更具挑战性。

结论

甚至在加密货币发明之前，分片就是一个众所周知的概念。分片策略在20世纪90年代末被广泛应用于传统中心化数据库的管理中。“碎片”一词因多人角色扮演在线游戏《Ultima Online》而闻名。为了缓解系统压力，开发人员将玩家分布在不同的“世界”（服务器）上，成功处理了海量流量并避免了过载。

将区块链分割成可管理的部分解决了加密货币世界中最重要的问题之一——可扩展性问题。如果没有这一点，加密行业就无法进一步发展，鉴于当今这个生态系统涉及的用户数量庞大，停滞不前已经不再是可以接受的。

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