新公鏈Shardeum:分片的另一種可能

區塊鏈的可擴展性一直是制約其大規模應用的關鍵因素之一。爲了解決這個問題,分片技術應運而生。分片通過將網路中的節點分成更小的組,處理不同的事務集並實現並行處理,從而提高整體的交易處理能力。

然而,分片技術的實現並非易事。主要面臨的挑戰包括:

1. 如何進行網路分片,即確定全網的節點/驗證者屬於哪個分片;

2. 如何進行交易分片,即確定每筆交易分配給哪個分片處理;

3. 如何進行狀態分片,即區塊鏈數據如何在不同分片中存儲;

4. 如何保證整個系統的安全性不受影響。

目前業界已有多個項目在探索分片技術,如Zilliqa、Harmony、Elrond、Near等。這些項目都提出了各自的解決方案,但仍存在一些共同的問題:

1. 跨分片交易時如何避免分片連續執行,同時保證交易的原子性處理;

2. 當網路中新增節點數量不足以組成一個完整分片時,如何處理這些多出的節點。

針對這些問題,新公鏈項目Shardeum提出了兩種創新性的解決方式:

1. 交易級共識

Shardeum採用了交易級而非區塊級的共識機制。每筆交易在被打包進區塊/分片之前,都會按接收順序進行處理和共識。這允許跨分片交易可以同時處理,而不是像其他項目那樣需要連續處理。交易級共識消除了確保原子處理所需的復雜性,可以實現秒級確認和低延遲。

2. 動態狀態分片

Shardeum採用動態狀態分片,每個節點可以持有不同且有重疊的地址範圍。這雖然增加了復雜性,但可以實現真正的線性擴展。通過地址空間和節點對應關係的動態變化,加上新的數據可用性證明機制,Shardeum可以實現近似線性擴展。

目前Shardeum已在測試網上展示了其技術能力。2022年8月,在具有完整分片功能的測試網Liberty 2.0上,通過ERC20代幣轉移成功展示了100TPS的處理能力。相比其他項目需要數年時間才能達到的TPS水平,Shardeum在推出測試網不到4個月就實現了這一目標。

雖然Shardeum仍處於開發階段,但其創新性的技術方案爲區塊鏈分片領域帶來了新的可能性。如果能夠成功實現,將有望大幅提升區塊鏈的可擴展性,爲區塊鏈的大規模應用鋪平道路。

當然,技術創新的道路從來不是一帆風順的。Shardeum的方案能否經受住大規模實際應用的考驗,還有待進一步驗證。但無論如何,在區塊鏈可擴展性這一關鍵問題上的任何探索和嘗試,都值得業界給予關注和支持。正如古語所言,"與其坐而論道,不如起而行之"。只有通過不斷的實踐和探索,區塊鏈技術才能真正實現突破,迎來大規模應用的新紀元。