分片研究:它是什么以及如何工作?


加密世界在不断发展,因此,随着加密采用的增加,区块链也越来越面临可扩展性问题。例如,比特币目前是最大的加密货币市场资本家,每天完成超过29.9万笔交易。由于其巨大的增长,比特币的网络会定期停机。 

但是,比特币并不是唯一存在可扩展性问题的区块链。第二大加密货币市场资本家以太坊也面临类似的问题。在可扩展性问题,因此,来势汹汹,整个加密世界,需要紧急解决方案。 

一种称为分片的新算法可能是对不断增长的可扩展性问题的解答。但是什么是分片,它是如何工作的?这是分片的完整指南。

简而言之

分片,水平分区通过将数据库分解为较小的,与操作无关的大块(称为分片)来优化数据库。分片的独立性意味着数据库的操作可以分布在包括服务器在内的多台服务器上,最终增强了其存储和操作能力。水平分区与垂直分区完全不同,后者为计算机增加了更多的计算能力,包括RAM和更好的CPU功能。

数据库分片的基本思想是将可在一个节点中操作的数据集分布到多个节点。分片应用于区块链时,可增强区块链的功能并结束全年可扩展性的威胁。 

以比特币区块链为例,该区块链目前每秒运行约五笔交易。为了提高比特币的交易处理速度,开发人员可以选择将计算分为不同的碎片,而不是专注于提高计算能力。然后,比特币开发人员将添加更多可操作的计算机来为数据库提供服务。在任何区块链中使用分片将大大增加每秒的交易数量。 

尽管分片是独立的,但它们的继续合作增强了区块链的功能。开发人员应确保整个数据库与最新事务保持最新。

分片技术的类型

  • 密钥分片

密钥分片(通常称为哈希分片)使用新发布的哈希值来确定用于放置数据的分片。当编号的输入通过哈希函数时,会发生哈希值的释放。密钥分片可将数据分配到位,避免相对值进入同一片段的情况。这完全确保了没有热点,从而平衡了区块链交易处理。

  • 基于范围的分片

基于范围的分片可能是最容易实现的分片算法。它仅涉及根据值范围(例如,价格范围,权重范围等)划分数据或项目。但是,这种分片无法保护数据的不均匀分布。因此,数据库最终将以热点减慢了下载的常规操作的速度。  

  • 基于地理的分片

地理分片首先涉及基于地理位置的数据细分。分解之后,数据库使用上述两种分片技术中的任何一种来创建分片。 

分片的好处

分片有很多好处,最重要的是它提供了添加更多机器的机会。添加机器可确保没有机器过载,因为工作是平均分配的。 

增加的机器导致区块链中更快的交易完成。因此,在比特币的情况下,如果平台决定在区块链中合并分片技术,则每秒交易量将大大增加。

分片的独立性还带来了区块链的完全可靠性,这主要是因为没有区块链停机时间。区块链上的非共享数据库遇到故障,导致整个平台不可用。但是,在分片数据库中,如果一个分片经历了停机,则其余分片仍然可以正常工作。

分片技术的另一个核心优势是分片平台的整体安全性。黑客将永远不会完全访问整个数据库。相反,他们将控制一个分片,其余的则享受服务。 

分片的缺点

尽管该技术对区块链很有前途,但它也有一些缺点。最重要的是,由于存在于早期非分片数据库中的系统备份无法在分片数据库中使用,因此用户可能会丢失重要信息。 

此外,根据使用的属性或技术,分片可能会导致区块链服务提供的不平衡。例如,某些具有较少用户的数据库分片的运行速度将比具有更多用户的热点更快,从而导致数据库的部分不可靠性。

实现分片技术的复杂性也是阻碍其应用的另一件事。此外,分片会导致安全问题的增加,通常称为分片接管,其中一个分片会攻击另一个分片。

结论

尽管许多区块链(尤其是巨型区块链)都面临可扩展性问题,但将分片合并到其数据库中可能有助于结束危机。该技术通过将数据分布到可在其他计算机中运行的小型独立分区中来工作。分片有多种形式,包括密钥分片,范围分片和地理分片,所有这些都具有增加运营效率资源的优势。

此外,分片可通过减少停机时间来确保最大速度和区块链的完全可靠性。但是,分片伴随着很多挑战,包括复杂性和提供服务的不平衡。 

包括以太坊在内的几个区块链仍无法正式将该技术引入其区块链。在区块链中是否使用分片是一个好处与弊的问题。

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