分片技术能够同时实现上文提及的三个特性。一个分片型区块链拥有以下特征：

• 可拓展性：其处理的交易量远高于单一节点。
• 去中心化：能够完全基于消费级笔记本电脑运行，无需依赖超级节点等。
• 安全性：攻击者无法通过少数资源对系统发动局部攻击，只能尝试控制整个系统，以进行攻击。

本文接下来的部分将讨论分片型区块链如何实现这些优势。

随机抽样分片

最容易理解的分片版本是通过随机抽样进行分片。与以太坊生态系统中构建的分片形式相比，随机抽样分片的信任属性更弱，但以太坊分片应用的技术更简单。

下文阐述了分片的核心思想。假设有一个 PoS 区块链，其验证者数量非常多，例如 10000 位验证者，并且需要验证区块的数量非常庞大，比如 100 个区块。在下一组区块产生之前，没有一台计算机能够验证这 100 个区块。

为了解决这个问题，我们需要以随机的方式，分配验证工作。我们对验证者名单进行随机混洗，然后选取名单中前 100 个验证者来验证第一个区块，第二组 100 位验证者来验证第二个区块，以此类推。随机抽样分片通过这种方式来验证区块或执行其他任务，这些随机选出的验证者称委员会 (committee)。

验证者验证一个区块后，会通过发布一个签名来证明。其他所有节点都只需要验证 10000 个签名，而不是验证 100 个完整区块，这样会减少很多工作量，特别是应用了 BLS 签名聚合技术之后。每个区块的广播无需通过同一个 P2P 网络，而是通过不同子网，节点只需加入自己负责或其他想要验证的区块相对应的子网。

想象一下，如果每个节点的算力增加 2 倍，会产生什么效果。对于每个节点，现在能够安全验证签名的数量增加了 2 倍，那么可以减低最小质押数量，让验证者的数量增加 2 倍，这样就可以产生 200 个委员会，而不是 100 个。所以，每个时隙的区块验证数量能够达到 200 个，而不是 100 个。此外，每个区块容量可以扩大 2 倍。因此，总体区块链容量会增加 4 倍。

我们可以通过数学术语来解释其背后的原理。根据大 O 符号 (Big O notation)，我们用 「O(C)」表示单个节点的算力。O(C) 代表传统区块链能够处理的区块大小。如上所述，分片链可以并行处理大小为 O(C) 的区块 (请记住，每个节点来验证每个区块的间接成本为 O(1)，因为每个节点只需要验证固定数量的签名)。因此，每个区块容量为 O(C)，分片链总容量是 O(C^2)。这就是为什么这种类型的分片称为二次方分片 (quadratic sharding)，基于二次方分片的关键作用，我们认为从长远来看，分片是扩展区块链的最佳方式。 (责任编辑：admin)