新公链Shardeum:分片的另一种可能

区块链的可扩展性一直是制约其大规模应用的关键因素之一。为了解决这个问题,分片技术应运而生。分片通过将网络中的节点分成更小的组,处理不同的事务集并实现并行处理,从而提高整体的交易处理能力。

然而,分片技术的实现并非易事。主要面临的挑战包括:

1. 如何进行网络分片,即确定全网的节点/验证者属于哪个分片;

2. 如何进行交易分片,即确定每笔交易分配给哪个分片处理;

3. 如何进行状态分片,即区块链数据如何在不同分片中存储;

4. 如何保证整个系统的安全性不受影响。

目前业界已有多个项目在探索分片技术,如Zilliqa、Harmony、Elrond、Near等。这些项目都提出了各自的解决方案,但仍存在一些共同的问题:

1. 跨分片交易时如何避免分片连续执行,同时保证交易的原子性处理;

2. 当网络中新增节点数量不足以组成一个完整分片时,如何处理这些多出的节点。

针对这些问题,新公链项目Shardeum提出了两种创新性的解决方式:

1. 交易级共识

Shardeum采用了交易级而非区块级的共识机制。每笔交易在被打包进区块/分片之前,都会按接收顺序进行处理和共识。这允许跨分片交易可以同时处理,而不是像其他项目那样需要连续处理。交易级共识消除了确保原子处理所需的复杂性,可以实现秒级确认和低延迟。

2. 动态状态分片

Shardeum采用动态状态分片,每个节点可以持有不同且有重叠的地址范围。这虽然增加了复杂性,但可以实现真正的线性扩展。通过地址空间和节点对应关系的动态变化,加上新的数据可用性证明机制,Shardeum可以实现近似线性扩展。

目前Shardeum已在测试网上展示了其技术能力。2022年8月,在具有完整分片功能的测试网Liberty 2.0上,通过ERC20代币转移成功展示了100TPS的处理能力。相比其他项目需要数年时间才能达到的TPS水平,Shardeum在推出测试网不到4个月就实现了这一目标。

虽然Shardeum仍处于开发阶段,但其创新性的技术方案为区块链分片领域带来了新的可能性。如果能够成功实现,将有望大幅提升区块链的可扩展性,为区块链的大规模应用铺平道路。

当然,技术创新的道路从来不是一帆风顺的。Shardeum的方案能否经受住大规模实际应用的考验,还有待进一步验证。但无论如何,在区块链可扩展性这一关键问题上的任何探索和尝试,都值得业界给予关注和支持。正如古语所言,"与其坐而论道,不如起而行之"。只有通过不断的实践和探索,区块链技术才能真正实现突破,迎来大规模应用的新纪元。