分片技术(sharding)区块链可伸缩性解决方案

2019-01-07 12:57 栏目:经验之谈 来源:网络整理 查看()
TLDR:比特币和以太网是慢速网络。碎片将挖掘能力划分为多个小碎片,每个小碎片可以并行处理事务。碎片=速度!

区块链可扩展性

缺乏可扩展性(每秒只能处理少量事务)是区块链技术大量采用的主要瓶颈。比特币只能处理每秒(TPS)的5笔交易,复仇可以每秒只能处理12笔交易,和现有的解决方案blockchain不能集中解决方案,如Visa支付系统和AWS云计算服务竞争。例如,随着2017年加密猫的日益普及,它显着降低了以太坊网络的速度。对于使用以太坊为其服务提供动力的公司而言,这无疑是一个问题。

目前,维护比特币和以太网网络的每台计算机都在同一个公共分类账上运行。每个节点必须处理相应的事务。在网络中添加更多计算机只能提高安全性,而不是提高效率。由于上述区块链不能同时实现可扩展性,安全性和分散性,因此形成了区块链的三难。

分片技术(sharding)区块链可伸缩性解决方案

比特币和以太坊是受工作证明保护的网络。全世界有数十万台计算机和专业采矿机器用于处理交易。比特币和以太坊作为P2P现金系统/世界计算机都是安全和分散的。但是,它们无法立即扩展。为了提高可扩展性,已经提出了许多解决方案。例如,BitcoinCash(比特币的一个分支)增加块的大小,使得每个块可以处理更多的事务,而闪电网络(第2层)利用离线支付通道,减少了对主链的负担。碎片是blockchain项目开发的最流行的方法,包括复仇,Zilliqa,Quarkchain等一个。

什么是碎片?

碎片是一种水平分区,是一种广泛使用的数据库设计原则,它将数据库服务器分开以分散负载。引入区块链是为了解决可扩展性和延迟问题。

碎片在区块链中实现,网络分为不同的团队(碎片)。片段可以并行处理事务。每个节点只在区块链上有一些数据,而不是全部。因此,可以同时处理更多事务。例如,想象一个具有1000个节点的网络;您可以将网络划分为10个片段,每个片段由100个节点组成。速度应该提高10倍。

分片技术(sharding)区块链可伸缩性解决方案

1000个节点可以分为10个切片(每个切片100个节点),以实现10倍的性能。

单片收购攻击

通过实施分散,出现了一种新的风险,即单段接管攻击。

分片技术(sharding)区块链可伸缩性解决方案

单片段接管攻击意味着片段完全由恶意节点控制并且可以修改事务。

为了防止单段接管攻击,防止攻击者将哈希值集中在一个切片上非常重要。

将节点分配给不同分片的方法是关键。对于以太坊的分片解决方案,建议在每个分片上随机抽样验证器。足够的随机性确保验证器事先不知道它们将得到哪个片段。同时,它需要2/3的所有验证器片段来确认块的合法性。

此外,应限制分片的最小大小,以降低将恶意节点分配给同一分片的可能性。通过上述策略,由于效率的大幅提升,不会牺牲网络的安全性。

结论

分片通常用于私有区块链。它可以水平分配数据库或搜索引擎的负载。但是,将其作为公共区块链实施仍然是一项挑战。权力下放和透明度的性质使得难以维持安全。除了单芯片攻击外,开发人员还面临其他问题,例如跨芯片通信。

如果成功,分片将大大降低交易成本,并允许开发人员构建更复杂的dApp。碎片被认为是区块链可伸缩性问题的最佳解决方案。

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