区块链与技术革新（一）：分片方案真的能够成为扩容“主旋律”？

“DAG们”可能想不到，链圈的风向说变就变，扩容市场的主角转眼就成了分片。以太坊2.0为首的分片项目硬生生将分片技术推到了高潮。报道、沙龙、讲座层出不穷，但是热潮背后，分片方案真能被称为“扩容”主旋律吗？

分片扩容：需求倒逼出来的技术革新

分片扩容方案把需求倒逼技术的影响发挥的淋漓尽致。以太坊提出了“世界计算机”的概念，让群众意识到“原来应用程序还可以这样玩”；就此，受够了各色App的广告、弹窗甚至信息安全折磨的群众开始把目光集中在“去中心化应用”（DApp）上，直接带来了DApp市场后续繁荣。

然而，这波繁荣也暴露了新问题：区块链网络的性能瓶颈——TPS过低，宛如拨号上网时代。性能问题一度成为了衡量项目质量的关键，“唯TPS论成败”的案例并不鲜见。伴随着这股扩容浪潮，区块链扩容赛道正式迎来爆发：GHOST协议、闪电网络、DAG、DPoS、分片技术、BDN分发网络、状态通道等等方案相继问世。

技术方案众多，但是能够真正得到认同的却寥寥无几：如GHOST协议，通过理论上“增大区块，缩小出块时间”提升网络效率，但结果并不出众；拜占庭容错机制、DPOS等机制改变共识机制提升效率，但却伴随着安全性、去中心化等问题。状态通道（闪电网络、雷电网络等）适用范围极为受限......分片技术自然成为扩容市场的主流选项之一。

Zilliqa项目则是率先将分片技术应用到区块链扩容场景，而后以太坊2.0、TON（Telegram Open Network）、YeeCo等项目助推的分片扩容方案正式进入高光时刻。

分片扩容方案脱胎于互联网大数据技术，核心是“分而治之”思想——切分大型数据库数据并分布在特定的服务器当中，以提高数据库性能。在区块链网络中，每个节点都需要进行数据传输-验证-维护-存储步骤，这也就对单一计算机节点的带宽、CPU、内存、磁盘等等要求极为苛刻，只有令每一个节点处理部分任务，才能够保证区块链网络效率。

具体来说，在以分片技术为扩容方案的公共区块链情境中，网络上的交易将被分成不同的碎片，并归类至不同的节点进行处理。因此，每个节点只需处理一小部分传入的交易，并且通过与网络上的其他节点并行处理就能完成大量的验证工作。

短期而言，分片无疑是现阶段扩容市场的最大胜者，能否站住仍需要时间观察，随着以太坊2.0、YeeCo等等项目实现落地，也就能够证明扩容的真正实力。

分片方案拆解：项目竞争核心是什么？

目前分片扩容方案众多，且方案存在较大差异，但众多方案核心则都包括网络分片、交易分片以及状态分片。其中网络分片是方案基础，状态分片则实现难度最高。

首先解释下网络分片，通俗来讲就是把区块链全网节点按照一定规则划分成N个分片，并且保证这些节点的安全，能够预防网络攻击和恶意节点的干扰。当形成多个分片后，分片中自行建立共识，对交易进行确认。可以说网络分片是整个分片方案的基础，其他分片都是在此基础上建立而成。

在网络分片基础上，则是能够处理交易行为的分片，即交易分片。交易分片是将整个网络中的交易根据交易特征、节点属性划分出不同类别，并将其划分到不同分片中进行处理。

但是，仅仅交易分片也并不能解决所有问题。目前在底层公链当中，所有公共节点都承担存储交易、智能合约和各种状态的工作，如果不能够令节点只负责托管自己的分片数据，而是保管全部数据，那么势必也无法达到高速运转的效果，因此引出了更高难度的分片——状态分片。

状态分片的关键是将整个存储区分开，根据不同的节点状态，让不同的数据碎片存储在不同分片部分，从而保证每个节点只负责部分数据，而不是存储完整的区块链状态。如果没有状态分片的保证，分片网络虽能够起到扩容提速的效果，但提速效果极为有限，且在一些特殊情况下，很难保证运行稳定。

目前多数方案都已完成网络分片和交易分片，能够满足一定的数据处理需求，但状态分片整体进展缓慢，也就自然成为分片公链突围的关键之一。

在上述三种分片结构之外，还有另外一种分片逻辑——存储分片，主要针对数据量暴涨后的存储问题。由于目前区块链网络数据量有限，远未达到内存天花板，也就导致大多数项目并未将存储问题作为当下主要工作，但随着公链真正开始落地应用，存储问题势必需要解决，以YeeCo为代表的公链项目就已提出了全分片方案，其中涵盖存储分片的解决方式。

分片技术可以说是过去一段时间中扩容乱战的赢者，不过能不能一直“赢”下去还有待商榷，或许下一个扩容爆款已经走在到来的路上了呢？

（作者：YeeCo，内容来自链得得内容开放平台“得得号”；本文仅代表作者观点，不代表链得得官方立场）