区块链世界的三难问题

如曌链MIT白皮书所述，区块链可扩展性问题与所谓三难(trilemma)问题有关，即区块链最多拥有如下三点中的两点：

l 完全去中心化

l 高处理速度——可扩展性（tps扩容）

l 高度安全

如果选择拥有可扩展性和安全性（如同Visa卡后台系统)，这往往意味着具有较大吞吐量的中心化。而以太坊选择的是去中心化和安全，舍弃了对处理速度的要求，这也是目前大多数公共区块链平台面临的最大问题之一，随着更多更复杂的DApps开始依赖于相同的一个公共区块链网络，迟缓的处理速度会使公共区块链平台缺失了大规模商业应用的基础，所以几乎所有的主流平台都在努力提高每秒处理速度。为了获得高处理速度，一种方式是增加区块大小。另一种更为合适的方法是提高区块链的延展性，分片技术，即把整个网络划分为多个片（shard)，每个片具有独立的状态(当前的)和历史（过去的）。

何为分片技术

在Devcon上，Vitalik Buterin通过小岛的比喻来解释分片：

想象把以太坊分裂成数千个岛屿。每个岛屿都处理自己的事务。岛上每个人都有自己独特的特点，每个人都属于那个岛。即可账户之间可以相互交流，他们可以尽情享受它的所有特征。如果他们想与其他岛屿联系，他们将不得不使用某种协议。（Imagine that Ethereum has been split into thousands of islands. Each island can do its own thing. Each of the island has its own unique features and everyone belonging on that island i.e. the accounts, can interact with each other AND they can freely indulge in all its features. If they want to contact with other islands, they will have to use some sort of protocol.）

如何数据划分

分片技术是一种基于数据库分片传统概念的扩容技术，它将数据库分割成多个碎片并将这些碎片放置在不同的服务器上。在公共区块链的情境中，网络上的交易将被分成不同的碎片，其由网络上的不同节点组成。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。将网络分割为碎片会使得更多的交易同时被处理和验证。因此，随着网络的增长，区块链处理越来越多的交易将成为可能。这种属性也称为水平扩容。假设你的网站拥有一个巨大的数据库，这不只让搜索速度下降，同时也影响到扩展性。对数据库进行水平划分（horizontal partition)并将其存放在不同的服务器上。数据库的结构并没有发生变化，但其内容减小了。

曌链MIT的解决方案

在控制所有的机器的情况下这种方式是很容易实现的，但在去中心化的情况下总会出现恶意节点，所以需要开发一套共识算法来处理这个问题。一个难点是分片基本上是随机的，这意味着多数节点将频繁地和对方进行通信，而且节点还分布在世界各个地方，所以当前分片技术必须在存储数据量和节点间通信频率达到平衡。

曌链MIT用其独创的分片动态权重共识算法（SDWC)来证明相对应片间的通信，完美解决了多节点之间频繁通信和随机性的问题。

构架后成型的结构

曌链MIT把区块链上某个时刻的状态称为全局状态，这对所有人是可见的。为了分片，采用哈希树（Hash tree/Merkle tree）对这个状态进行树状的划分，如下图所示。

曌链MIT所采用的分片技术落地后会发生什么

l 区块链的状态将被分片

l 账户将处于某个分片中

l 账户只能与同个分片中的账户进行通信

l 账户与账户之间的通信将由分片动态权重共识算法（SDWC)来验证

最后，分片技术应用在区块链世界是一个令人兴奋的创新，它让我们看到区块链技术在真实商业场景落地应用的希望，它可以在不影响去中心化和安全性的情况下解决扩容问题。

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