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雖然加密貨幣市場目前的市值已經超過了幾千億美元，好像除了“投機價值”，比特幣和以太坊這兩個基于區塊鏈技術的“最成功”應用，還無法支持現實世界的大規模交易。

比特幣僅支持每秒七筆的交易量，以太坊支持每秒十幾筆，這樣的吞吐量根本無法跟“雙十一”“雙十二”購物大促期間的支付寶相比。如果想把區塊鏈技術應用拓展到加密貨幣投資之外的場景，必須找到解決吞吐量擴容的方案。

從技術角度上講，打造一個支持交易擴容的、中心化的網絡不是難事。支付寶、Paypal、Visa、萬事達卡都實現了這一點。難的是，在去中心化的區塊鏈系統上實現可擴展性、去中心和安全這三方面的完美組合。

以太坊創始人Vitalik Buterin就曾對區塊鏈系統中的去中心化、可擴展性和安全性所形成的“三難困境”，給出了自己的說明。他解釋說，三個方面最多只能兼顧兩方面，很難實現三方的完美組合。

如果不解決擴容問題，區塊鏈技術真正落地的問題幾乎不可能實現。不過，目前已經出現了各種各樣推動區塊鏈支持主流交易的方案。

分片時代即將到來

以太坊推出了分片技術和Plasma，分別從共識層和第二層解決可擴展性問題。正如Vitalik Buterin在2018年4月30日的推特上所暗示的“分片技術即將到來”。Vitalik指出，項目團隊正在開發分片技術，并且已經取得了很多進展。

至于分片技術到底能增加多少的交易數量，目前還不清楚。雖然有很多的猜測，但是Vitalik和一些區塊鏈專家表示，每秒100萬筆交易量（TPS）還是很有可能的。

除了以太坊，其他一些市值排名靠前的項目也希望通過分片技術為更大的可擴展性打下基礎。Zilliqa在2018年4月的測試網中展示了每秒2400的吞吐量，計劃在2018年三季度的某個時候發布它的主網。

分片技術，一種數據庫分區方案

分片技術是一種把數據庫分區的數據組織方案，它把較大的數據庫分割成更小、更快、更容易管理的小部分，稱為數據分片。通常情況下，對數據進行拆分整理是相對容易的。一個簡單的辦法，是根據地理位置將不同用戶的相關信息放在不同的服務器上。

在區塊鏈技術中實現分片技術，卻要復雜得多。這是因為傳統意義上的區塊鏈要求鏈上所有節點包含所有的數據。這被認為是一種非常安全的模式，可以確保交易的準確驗證。

分片技術的局限性

為了理解分片技術的實用性和局限性，最好要對共識算法有一個大致的了解。工作量證明（PoW）算法特別用于對安全性要求很高的地方。一般來說，對PoW的攻擊成本比PoS高得多。然而，PoW的一個重大缺陷是，它的技術設計導致區塊鏈在及時處理交易方面的效率非常低。

雖然現在還不知道分片技術能否最終和PoW兼容，不過一些項目表明，分片與PoS是可能的。這也是以太坊逐漸轉型PoS共識算法的部分原因。

正如以太坊在Github文檔中解釋的，構建一個分區的區塊鏈，基本上要包括幾個不同級別的節點，在區塊鏈中扮演不同的角色，從超級重量級節點到輕量節點。分片技術通過讓每個節點只運行一部分數據的方式，大大縮減了完成一個交易驗證的時間。但是，分片技術也增加了潛在的安全風險。另一個需要考慮的因素是，目前市場上的許多頂級區塊鏈項目仍在使用PoW算法。對于任何項目來說，更改共識算法機制的過程都是相當困難，并且需要時間的。

其他擴容的解決方案

值得注意的是，分片技術并不是唯一解決區塊鏈擴容的方案。此外，分片也并不意味著拒絕其他的新興技術。大多數項目似乎都在組合運用各種可擴展性的解決方案。比特幣的擴容解決方案是閃電網絡，一種鏈下協議：允許鏈下進行交易，然后鏈上解決安全。以太坊則推出 Plasma 和 Casper，其中Plasma類似閃電網絡也是一種鏈下協議，Casper利用分片技術增強在共識層的可擴展性。 

其他的一些解決方案項目，雖然知名度不高，比如TrueBit、 Raiden、Counterfactual，還有bloXroute，都是很有發展前景的。

未來的分區區塊鏈

分片技術不僅是區塊鏈技術的進步，對加密貨幣的推廣普及也有很大的幫助。如果實現了分片技術，區塊鏈整個行業的格局會重新塑造。100萬TPS的吞吐量加上區塊鏈本身的安全性，很容易讓加密貨幣支付遠超過法幣支付的吸引力。不過，何時實現分片、未來跨分片的內部通信，以及分區區塊鏈的安全問題，都是未來項目團隊需要解決的復雜問題。