以太坊的分片方案

三难困境

区块链的三难困境：去中心化、扩展性、安全性

牺牲扩展性方案

现在的比特币、以太坊都是通过牺牲扩展性来换取安全性的。

因为以太坊网络上的每笔交易，需要每个节点都计算、存储和广播一次。
这意味着以太坊网络的计算资源，不可能大于单个节点的计算资源。

将节点的计算、存储、宽带等资源记作， O(c) 。
将以太坊网络的计算、存储、宽带等资源记作，O(n)。
不可扩展指的是，网络整体的计算能力不可能大于单个的节点的计算能力：

O(n) < O(c)

牺牲去中心化

有两种简单的提高扩展方案：区块的大小、使用超级节点代替普通节点。比如比特币的 8MB 的大区块扩容。

这类方案的特点是提高单个节点的计算、存储、宽带能力。
因为超级节点的计算资源比普通节点的计算资源更多。
所以网络的整体计算能力会因此而得到提高。

将超级节点的计算、存储、宽带等资源记作， O(c`) 。
将由超级节点组成以太坊网络的计算、存储、宽带等资源记作， O(n`) 。

牺牲去中心化的扩方案可以记作：

O(c) < O(c`)
O(n) < O(n`)

牺牲安全性

Google 的分布式网络。节点只属于 Google，不对外开放，需用专人维护和定时上下线。

O(c) << O(n)

以太坊分片

去中心化、扩展性、安全性都要。

思路

分片就是，将以太坊网络上的节点，分成 k 片，每片只处理 1/k 的交易。通过主网上的 validator manager contract(VMC)做统筹所有分片，具体的交易处理和账户信息保存都在分片进行，只将最后的交易结果保存主链上。

原来以太坊网络中的计算资源，都在做一件相同的事。现在通过分片，以太坊网络中的计算资源被分成 K 份，分片之间进行分工合作，大大提高了网络整体的计算效率。因此分片使得以太坊网络计算能力，突破了单个节点计算能力的限制。

将节点的计算、存储、宽带等资源记作， O(c) 。
将以太坊网络的计算、存储、宽带等资源记作，O(n)。
可扩展指的就是网络整体的计算能力不局限于单个节点的计算能力。记作：

O(c) < O(n)

收益

分片可使以太坊网络计算能力得到 100~1000 倍的提升。但是安全性会有所降低，原来双花攻击需要控制以太坊网络 51% 的节点，但是分片之后只需要控制 33% 的节点。V 神认为牺牲一点安全性的，换来巨大的性能提升是非常值的。