ETH2.0：打破分片_以太坊

ETH2.0路線圖上的下一步將是合并事件，這將推出權益證明，并使以太坊區塊鏈成為以太坊網絡上的一個分片。但是為什么以太坊需要分片，在最終啟動多個分片之后會怎樣呢？

我們之前已經淺談了分片將帶來什么，但如果我們更深入地探究原因和方式，我們就會真正看到這個令人興奮的升級可能帶來的可擴展性的水平。

今天的以太坊鏈是擁塞擁擠的，交易成本遠遠高于預期。以太坊網絡每秒可以處理大約15-30筆交易，這對于目前正在鏈上發生的新NFT、DeFi和所有其他有趣的需求來說太低了。

幾乎每個區塊鏈系統都面臨著一個常見的三難困境，稱為DCS三角，在這個三角中不可能同時實現去中心化、一致性和可擴展性。一次只能有兩個，不能三個都有。

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DCS中的“D”，去中心化意味著沒有一個單獨的實體能夠完全控制網絡。任何人都可以加入這個網絡，并且可以在一個普通的設備上運行客戶端，比如一個普通的筆記本電腦或一個小型的虛擬服務器。

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在以太坊的背景下，一致性要求所有節點在同一時間看到以太坊鏈的相同數據。這可以防止雙花等問題，防止一個交易可能被執行多次。

以太坊目前的主要問題是。由于每個節點都需要知道與其他節點相同的數據，以太坊實際上受限于單個節點的速度。目前，以太坊可以被歸類為去中心化和一致性，因為任何人都可以選擇在網絡上運行一個節點，同時看到與其他人相同的數據。但這是以可擴展性無法滿足當前需求為代價的。

分片是解決這個三難困境的一種嘗試。在數據庫結構中，分片已經是一種常見的現象，其中一個大型數據庫被拆分為多個更小的數據庫，這些數據庫可以更快地運行，最終使整個系統更加高效和可擴展。

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在數據庫上下文中，這被稱為促進水平擴展或向外擴展，通過添加額外的機器來分散負載，促進更多的流量和更快的處理。如果你只使用一臺機器托管數據庫，并隨著時間的推移不斷地用額外的處理能力升級這臺機器，則稱為垂直擴展或向上擴展。然而，這樣的系統最終會遇到計算資源方面的限制。

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使用以太坊中的分片，意味著一個節點可能只關注網絡的一個子集，而不必跟蹤網絡其他部分發生的任何交易。

合并是指我們所知道的以太坊鏈將與信標鏈“合并”，結束以太坊啟動的工作證明機制，并過渡到權益證明。

分片最初計劃在合并之前進行，但隨著第2層擴展解決方案在最近變得越來越流行，優先級已經改變，允許合并發生得更早。

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礦工很快就會被驗證者所取代，這些驗證者將質押以太坊，處理交易，并對新區塊進行驗證。不再需要我們提供大量的計算機能力，又因為其對硬件要求較低，驗證者節點最終甚至可以在手機上運行。

分片無法與以太坊目前擁有的工作證明系統一起工作。在這樣一個系統中，分片會稀釋破壞整個網絡所需的計算能力，最終使惡意行為者更容易接管分片。

對于成功的分片，需要在網絡上有大量的驗證者，而這可以通過輕松進入和低硬件需求來實現。

盡管權益證明的推出將顯著加快以太坊的交易吞吐量，但沒有跡象表明，L2解決方案將很快消失，即使分片在稍后階段啟動。

分片可能會在兩個迭代中部署。“版本1”將是第一個部署到網絡上的分片鏈，乍一看，它實際上不能為耗油的DeFi項目做太多，因為它們不能處理交易或合約交互。然而，它們將能夠存儲數據，這可能足以解決當前的gas危機。

這就是L2，特別是rollup發揮作用的地方。目前,各種dapp已經使用rollup來執行鏈下計算，創建一個加密證據，然后“rollup”一組交易的數據鏈來節省gas成本。這種節省 gas 以及交易成本的方法已經在以太坊鏈上大量使用。

一旦分片在以太坊上線，它將首先啟動64個分片，每個分片將并行運行。結合rollup和分片能夠存儲數據的事實，各種以太坊質押者相信，這可能會為以太坊帶來每秒約10萬筆交易的可能性，這將是以太坊目前每秒約30筆交易的一次重大升級!

“版本2”旨在為分片添加更多的功能，允許它們處理交易、賬戶余額和智能合約。這個額外的功能一直在路線圖中，但由于版本1應該能夠提供如此高的交易吞吐量，因此以太坊社區一直在討論是否真的需要發布版本2。

在一種情況下，附加功能可能只會引入少數分片，剩下的分片只能存儲數據。然而，由于版本2還很遙遠，這場爭論可能會持續相當一段時間。

最終構成以太坊的各種分片將能夠通過信標鏈相互通信，該信標鏈自2020年底以來已經在以太坊網絡上推出。

總而言之，信標鏈是用來監視網絡上的所有分片，并給網絡上的驗證者提供便利的。當分片中的一個區塊被創建時，也稱為一個分片區塊，這個區塊會被添加到信標鏈中，其中包含任何關于分片區塊的狀態(如交易)的新信息。

其他的分片將能夠通過信標鏈檢索這些信息。

作為以太坊的一部分，分片最終的樣子還有很多需要改變的地方，我們還需要幾年的時間。目前，分片鏈的交付時間預計在2023年的某個時候，比最初的預期晚了幾年，但這仍可能是更早或更晚，取決于以太坊在合并后如何切換到權益證明，以及之后的工作進展。

實現ETH2.0的過程已經開始，但不是一夜之間就能實現的。信標鏈已經啟動，為以太坊的合并提供了基礎，該事件將很快將以太坊過渡到 PoS。啟動分片將是下一個重點，隨后可能會擴展所述分片的功能。

總而言之，有很多東西值得期待(擴展)和學習。Ethereum.org定期的為ETH2.0升級提供了很好的指南。

Source：https://blog.mycrypto.com/eth2-0-breaking-down-sharding-2

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