Blockchain技术发展到现在，扩容问题一直是行业的痛点。每当网络出现拥堵情况，高昂的Gas费以及缓慢的交易速度，都让用户不停地抱怨。在这个时候，分片技术进入了开发者的视线，它就如同是一剂有效的药方。分片技术是通过把网络划分成多个并行的“碎片”，以此来提高吞吐量，这可以说是Blockchain领域的“分而治之” 。
分片技术原理剖析
分片的核心思想是，把整个网络状态划分成若干独立分区。假如将整个Blockchain看作一本书，那么分片就是把这本书拆分成多个章节，使不同节点组能够并行处理不同章节的内容。Ethereum研究员Justin Drake曾打过比方：“这就如同把单车道扩展成八车道，每辆车都能找到自己的行驶路线。”
在这种架构的情况下，每个分片仅仅需要存储一部分数据，仅仅需要验证一部分交易。节点不用同步全网的状态，计算压力以及存储压力都大幅度地降低了。但是分片也带来了跨片通信方面的挑战，这就如同不同车道间的车辆需要交流路线一样，目前主要是采用随机抽样以及委员会机制来确保合规托管。
Ethereum2.0的实践之路
2020年12月，Ethereum启动了信标链，这标志着分片技术正式落地。按照Ethereum基金会披露的数据，市场前列阶段64个分片的测试网在2022年达到了每秒10万笔交易的吞吐量，和主网相比提升了约1000倍。然而，原计划在2023年实现的分片扩容因为合并工作延期了，目前仍然处于优化阶段。
值得关注的是，Near Protocol采用了夜影分片方案，该方案已实现秒级显著优势终确认。其动态分片技术能够让网络依据负载自动调整分片数量，这就如同高峰期的地铁会按照客流情况加开班次一样。这种弹性设计给行业提供了新的思路。
专家眼中的机会与挑战
ConsenSys首席科学家Christian Reitwiessner指出，“分片不是银弹” 。他还指出，“异步跨片通信就像跨国转账，延迟和手续费仍是待解难题” 。他举例说明，当游戏道具需要跨分片转移时，用户可能得等待十几个区块确认 。
波卡创始人Gavin Wood更看好平行链方案，他表示，分片需要统一的合规托管模型，这就如同所有分公司共用总公司的信用背书一样，这种情况限制了灵活性 。不过他也承认，对于Ethereum这种追求分布式账本的公链而言，分片依旧是必经之路 。
数据揭示的扩容竞赛
根据Electric Capital开发者报告，2022年，与分片相关的代码提交量，同比增长了217%。CoinGecko数据显示，采用分片技术的项目，其总市值已突破180亿美元，其中Near（46亿）、Harmony（12亿）等项目表现突出。但DAppRadar的统计表明，这些在链上的活跃应用数量，仅仅是Ethereum活跃应用数量的15%，其生态建设依旧是短板。
有意思的是，部分数字资产信息平台链像币安链，选择放弃分片，转而采用21个超级节点的中心化方案 ，这种“性能优先”的策略，虽然争议不断，却确实实现了每秒4000笔的交易能力，给分片技术带来不小压力。
用户真实体验报告
链游玩家李涛对比体验后说，在Near上玩MetaBomb，就如同在本地服务器打游戏，然而当他试图把NFT转到其他分片时，手续费一下子涨了3倍 。DeFi用户王敏抱怨，有一回跨分片借贷，等到账的时候清算价格都已经过了，这种割裂感实在是糟心 。
不过，大多数开发者持有乐观的态度 。DApp团队负责人张琪表明 ，分片如同给城市建造新的区域 ，短期内配套设施不完善是能够理解的 。我们正在进行 “全分片版 ”链上协议的设计 ，预计能够降低90%的跨片调用成本 。
未来发展的关键突破
零知识证明可能成为分片的助力工具，StarkWare已展示在分片之间通过zkRollup传输资产，它把跨片延迟从15分钟缩减到30秒，V神在显著优势新博客里提及，这种“分片+Layer2”的混合架构或许是显著优势终的解决办法。
另一个方向是状态分片，也就是将账户数据进行分散存储。它的技术复杂度更高，不过能够彻底解决“全节点存储爆炸”问题。这就好比把图书馆的藏书分散到各个社区书房，这样做既方便了居民借阅书籍，又减轻了总馆的压力。
分片技术正在重新塑造我们对于Blockchain的想象，不过，你认为在性能、合规托管、分布式账本这个不可能三角里，它显著优势终能够达成怎样的平衡？欢迎分享你的观察！
