Sharding(分片)技术的前世今生

2019-01-09 12:00 栏目:经验之谈 来源:网络整理 查看()
为什么区块链被认为是安全的以太坊君士坦丁堡硬叉预计将在2019年1月中旬举行,而君士坦丁堡难以在以太坊大都会舞台上演出三个硬叉中的第二个,以太坊将进入2.0时代,英文称为A ShardingPoS以太坊2.0。

Sharding(分片)技术的前世今生

这个分支涉及两个概念,即“Sharding”和“PoS”。 PoS认为每个人都已经非常熟悉它。 Sharding是以太坊分割技术,它是扩展主链的解决方案。那么它的特点是什么以及如何在实际应用中挑战它?今天我们将探讨“切片技术”的过去和现在。

碎片技术的优点

Sharding是一种传统的概念扩展技术,它基于分成若干段的数据库,将数据库分成多个片段并将片段放在不同的服务器上。在底层公共链系统中,网络上的事务被分成不同的部分,它们由网络上的不同节点组成。因此,只需要处理一小部分输入事务,并且可以通过与网络上的其他节点并行处理来完成大量的验证工作。

将网络拆分成片段将允许同时处理和验证更多事务。随着网络的发展,区块链中的交易将越来越多。

碎片分类

由于碎片机制和对象不同,区块链碎片大致可分为以下三类:网络分片,事务分片和状态分片。

网络分片是一种基本的分段技术,可以通过随机采样防止恶意节点过度填充单个分片,但缺点是分片可能在某些片段中被“分段”。导致恶意节点的控制,从而威胁整个网络的安全。

事务分片基于网络分段,主要关注事务区分,即应根据特定属性将哪些事务分配给哪些分段。基于UTXO分类帐,事务由多个输入和多个输出组成。就像我们在星巴克购买咖啡一样,商家只关心交易是否存在,所以我们只需要关注发件人的地址。碎片,这两个交易将同时在两个细分中处理和验证,以便同一个帐户发出的多个交易将在同一个细分中处理,而不考虑交叉分片。复杂的沟通,从而解决了双花交易。

状态分片意味着每个节点仅存储区块链状态信息的一部分。需要类似的机制来维护状态信息以知道哪个片存储所需的状态。这意味着每个节点仅负责托管自己的碎​​片数据,而不是存储完整的区块链状态。要废除冗余数据,您必须面对三个问题:频繁的交叉切片信息通信(信息共享),数据可用性和网络节点调整。

值得注意的是,公共链可能同时使用多种碎片技术,并且它们并不矛盾。这取决于他们如何调整布局,这需要在大规模网络中结合严格的理论解决方案和长期测试验证。

主流项目碎片技术介绍

JURA:JURA使用动态监控和分布式分片(DMDS)。多层DMDS设计可优化性能,无需集中分段并牺牲安全性。它将大型数据库划分为更小,更快,更易于管理。数据碎片。对于空间存储问题,根据账户ID的哈希值将Fusus的所有书籍(灵活有效的数据结构)划分为多个子集,并且可以并行处理每个片段子集,从而进一步改善平台。可扩展性。灵活的分段技术在一定程度上保证了功率和效益的分散,智能合同,DAG和现有应急计划的兼容性极大地提高了系统的整体安全性。

Quarkchain:Quarkchain主要分为两个层次,第一层是交易分割的预处理。第二层是统一的底层连接,用于验证所有碎片事务。传统的比特币和以太坊就像一个小商店,只有一个入口,一个结账柜台和一个目标出口,因此交易只能在交易进入后逐个结算.Quarkchain相当于建立一个Costco。虽然同时有10个结账,但只有一个出口。归根结底,Quarkchain的分片技术仅节省了预处理时间。所有分片交易在出门前仍需排队等待验证,这不可避免地浪费了大量的验证时间。

Zilliqa:Zilliqa的碎片设计太简单了。 Zilliqa的许多设计都反对巫术攻击,但他们忽略了便士攻击的致命威胁。这是因为它们也基于发件人帐户,因此如果黑客写入发件人,例如每秒发送1000个事务,则每个事务只有一个硬币。然后将此程序复制100份并同时工作。在这种情况下,很容易对帐户的碎片造成过大的负荷,甚至整个系统也可能完全瘫痪。

碎片技术的挑战

碎片技术的关键在于,由于每个区域的数据都是单独更新的,因此有必要确保在设计应用程序逻辑时平衡效率的前提下成功更新信息,并且还需要保留一些稳健性。应对在达到最终一致性过程中可能出现的不一致。这并不能保证完全的权力下放,因此高绩效和分散必须找到一个平衡点,这是牺牲的一部分,仍然是困扰碎片技术的关键问题。

此外,碎片技术在区块链中的应用还需要考虑各种攻击,例如巫婆攻击,DDOS攻击和双花攻击。有必要平衡效率,同时确保每个分片中的节点总数足够,并且诚实节点占多数,并且分片技术对安全性要求极高。同时,区块链系统中的节点数量多于传统数据库中的节点数量,并且面临带宽限制和交易的跨芯片问题。有必要充分考虑由延迟引起的不一致所引起的性能和安全问题,因此今天,区块链的碎片技术很少有大规模的应用。

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