25、可扩展去中心化应用的构建方案

可扩展去中心化应用的构建方案

在去中心化应用领域，可扩展性一直是一个关键挑战。为了实现更高的吞吐量和性能，人们提出了多种解决方案，其中分片和Layer - 2解决方案是两种重要的途径。

1. 分片技术面临的挑战与基础

在分布式系统中，确保跨分片的一致和原子更新是系统社区广泛探索的问题。然而，在存在拜占庭故障的无权限环境中采用此类协议是一项挑战。

1.1 维持去中心化

去中心化是一种抽象的系统属性，具体而言，确保去中心化意味着降低加入网络和参与共识协议的负担，理想情况下，任何拥有计算设备的人都应该能够加入系统。但实际上，即使是目前承诺去中心化的非分片系统，如比特币和以太坊，也并非高度去中心化，它们往往由少数实体控制。这是因为去中心化通常与可扩展性目标相冲突，如果网络支持不同位置和处理能力的众多参与者，数据在网络中的传播时间会变长，导致许多去中心化账本协议的控制权倾向于集中在拥有大量处理能力和快速网络连接的节点周围。

1.2 提供合理的激励机制

矿工（或权益持有者）参与共识协议是为了获得货币奖励或保障存储在账本上的资产价值。比特币和以太坊的激励机制相对简单，新区块的矿工可获得新货币和交易费用作为奖励。但引入分片后，激励机制会变得更加复杂，因为可能存在不同的分片链，且交易可以跨多个分片执行。例如，OmniLedger虽然提供了安全的分片协议，但未能为驱动该协议所需的大量验证者提供合理的激励。

1.3 分片技术基础

分片技术最初由Chord和Mercury等系统推广开来。在这些系统中，通常使用哈希函数将对象键映射到特定的分片。一些系统还引入了虚拟分片的概念，大量的虚拟分片会映射