以太坊分分片技术
『壹』 以太坊分叉后大儿子以太雾的详细介绍
以太坊可以说是一个技术非常成功的币种，短期内形成了聚合之势，无论在技术层面还是市场层面，得到的支持是全球性的，并且围绕其开发的应用也层出不穷。目前其价格已经在3000元徘徊了近半个月，相信随着分叉的进行，其价格很有可能会在年底突破4000元，作为第二大市值的区块链项目，和比特币项目，其价值明显还有上升的可能性。
以太坊采用的是雾计算。雾计算的数据处理和应用程序集中在网络边缘的设备中，而不是几乎全部保存在云中，是云计算的延伸概念，这更加符合区块链的去中心化精神，如果所有的存储和运算还是停留在中央化的服务器上，那么也不会是真正的区块链。
前段时间在以太坊网络上大热的“以太猫”导致了以太坊网络的拥堵，问题就在于Ethereum的TPS每秒钟并发太低。而EthereumFog携雾计算的出现将打破以太坊网络拥堵的尴尬局面，并且还为链上附加了强大的去中心化存储和附加的计算能力。
雾计算这个概念可能对很多链友来说还很陌生，但它正是以太雾吸引投资者的最主要的方面，其实雾计算的理念早就耳闻其名，个人也一直认为雾计算是未来的发展方向。说到雾计算那还是要从云计算说起了，其实我们现在所见的云计算进化自独立服务器的集群，也就是说由原先的中心化的独立服务器变成了大型的服务器群，但说到底还是一种中心化的计算形式。相比于云计算这种中心化的计算的进化，雾计算是将计算任务分担到我们身边的各种有算力的设备上，实现计算的去中心化分布式的进化，这正与区块链本身的哲学不谋而合。
『贰』 以太坊带来了那些争议和质疑呢
以太坊和比特币是有着本质区别的，区别在哪里呢？比特币定义的是一套货币体系，而以太坊侧重的是打造一条主链（可以理解为一条公路），可以让大量的区块链应用跑在这条公路上。
从这一点来看，以太坊的应用场景更广泛，这也是为什么我们说以太坊标志着区块链
1.0时代一个单纯的货币体系，向区块链2.0时代实现其他行业以及应用场景的转变。
但是，世界上没有十全十美的事物，以太坊虽然拓展了区块链在各行各业的应用范围，还提升了处理交易的速度，但是它也存在着一定的争议与质疑。
一、以太坊的扩展性不足的解决之道：分片技术和雷电网络
以太坊的底层设计，最大的问题是以太坊只有一条链，没有侧链，这就意味着，所有程序都要对等地跑在这条链上，消耗资源的同时，还会引发系统拥堵。正如去年非常火爆的以太坊游戏“加密猫”，这个游戏火爆的时候，一度引发以太坊网络瘫痪。
对于提升处理能力这个问题，以太坊提出两种方式：一个是分片技术（shard），一个是雷电网络，下面我们分别介绍一下这两种技术。
（一）分片技术
以太坊创始人 V 神（Vitalik Buterin）认为，诸如比特币这种主流的区块链网络，之所以处理交易的速度很慢，是因为每一个矿工要处理全网的每一笔交易，这样的效率其实是非常低下的。分片技术的构想是：一笔交易不必发动全网所有节点都去处理，只要让网络中的一部分节点（矿工）处理就好了。于是，以太坊网络被划分成很多片，同一时间，每一分片都可以处理不同的交易，这样一来，会大大提升网络性能。
但是，分片技术也是有一定争议的。我们知道，区块链技术的重要思想是去中心化，全网都去见证（处理）同一交易，这才具有最高的权威性。而以太坊分片技术，并不是所有节点共同见证，而是类似于分小组见证，这样一来，它便失去了绝对的“去中心化”属性，只能通过牺牲掉一定的去中心化特性来达到高性能的目的。
（二）雷电网络
雷电网络使用的是链下交易的方式。这是什么意思呢？它的意思是：使用雷电网络的参与者在互相转账时，不需要通过以太坊主链交易确认，而是通过参与者之间创建支付通道，在链下完成。
不过，雷电网络并不是脱离主链的，在建立支付通道之前，需要先用主链上的资产做抵押，生成余额证明（Balance Proof），拥有余额证明才能表明你能做出相应余额的转账。在交易双方都持有余额证明的情况下，双方可通过支付通道在链下进行无限制次数的转账。
只有在完成链下交易，需要将资产转回链上时，才会在以太坊主链上登记主链账户的余额变化信息，而这期间不管发生多少次交易在主链上是不会有记录的。
雷电网络还有一个实实在在的好处，就是可以为你省下矿工费用。目前我们在以太坊主链上进行交易，需要消耗 Gas，需要支付矿工费用，那么一旦将交易搬到链下，就可以节省这一部分的成本。
当然，雷电网络并不是十全十美的。在使用雷电网络时需要用主链上的资产作抵押；而这部分资产作为抵押物，在使用者完成链下交易之前是不能使用的。这也就决定了，雷电交易只适合小额交易。
上面就是以太坊扩展性不足的问题，以及目前提出的两个主要解决方案：分片技术和雷电网络。
二、以太坊的智能合约存在漏洞与臭名昭著的 The Dao 事件
以太坊的智能合约很强大，但是，凡是代码都会存在漏洞的，以太坊智能合约最大的争议就在于所谓的漏洞，也就是安全性问题。据相关研究表明，在基于以太坊的近100万个智能合约上，发现有34200(约3%)个含有安全漏洞，将允许黑客窃取ETH、冻结资产或删除合约，比如说，臭名昭著的The Dao 事件。
（一）Dao是什么意思？
介绍 The Dao 事件之前， 我们先见到介绍一下 DAO 是什么。DAO 是 Decentralized
Autonomous Organization 的简称，可以理解为：去中心化自治组织。从以太坊的角度来理解，DAO 是区块链上的某一类合约，或者一个合约组合，用来代替政府的审查以及复杂等中间程序，从而实现高效的、去中心化的信任的系统。所以，DAO 不是特定的某个组织，也就说呢，可以有很多的DAO，各种各样的DAO。
（二）臭名昭著的The Dao事件
但是，我们现在提到DAO，基本上所指的都是The DAO事件，也就是我们刚刚说的那个臭名昭著的黑客攻击事件。我们知道，英文中的 The是特指的意思，The DAO事件呢就
是特指的那个DAO事件，因为我们刚刚说了DAO不是特定的某个组织，可以有很多的DAO，各种各样的DAO。
2016 年的时候，德国一家专注“智能锁”的公司 Slock.it，为了实现去中心化的实物交换（比如说：公寓啊，船只啊），在以太坊上发布了 DAO项目。并且于2016年4月
30日开始，融资窗口开放了28天。
没想到，这个DAO项目的人气非常高，短短半个月就筹得了超过一亿美元，而到整个融资期结束，一共筹集到1.5亿美元，由此呢，它成为历史上最大的众筹项目。然而好景不长，到了6月份，黑客利用智能合约里面的漏洞，成功转移了超过360万个以太币，并投入到一个DAO子组织中，这个组织和The DAO有着同样的结构。以至于当时以太币价格从20多美元直接跌破13美元。
这个事件说明智能合约的确是有漏洞的，而且一旦漏洞被黑客利用，那么后果是非常严重的。这就是现在很多人批评以太坊，说它的智能合约不智能。
对于这个问题，目前国外有很多公司为了解决智能合约的漏洞问题 ，开始提供代码审计服务。而从技术的角度来说，目前一些团队正在对智能合约进行检验，这些团队多数由哈佛、斯坦福和耶鲁的教授带队，部分团队已经获得了头部机构的投资。
除了目前以太坊存在的扩展性不足、智能合约漏洞问题，对于以太坊的争议还在于它所追求的POS共识机制，也就是权益证明机制，在权益证明机制下，如果说谁持币的数量越大、持币时间越久，获得的“权益”（利息）就越多，还有机会得到记账权力，记账又可以获得奖励，那么这样一来，容易造成“强者越强”的寡头优势。
还有一个问题就是ICO乱象的问题。ICO是区块链项目筹措资金的常用方式，咱们可以理解为预售。以太坊上ICO项目的爆发，滋生了打着ICO旗号进行资金盘、诈骗圈钱等不法行为，对社会和金融稳定造成安全隐患。
『叁』 啥是分片技术
写在文前：视频版本和文字版本略有不同，想要看我深情并茂演绎，请看视频版本 (喵懂区块链22期|分片（Sharding）：以太坊太慢，“盘”他！)，思维逻辑怪，请看文案加长版。
最近以太坊由于君士坦丁堡升级（Constantinople）而出现了压倒性的积极走势，而以太坊的升级之路则犹如升级打怪一般，落入了rabbithole，谁也不知道这洞有多深。既然是“路漫漫其修远兮”，则把脚下的每一步走好走准，则成了至关重要的点。攻破这一难点之后，以太坊的下一技术难点---Sharding分片，则又被摆到了台面上。本期《喵懂区块链》会带大家走进让以太坊快起来的法宝--- Sharding分片。
什么是sharding分片？
分片技术其实并不是什么新概念，起初是针对大型中心数据库提出的优化方案，具体来说就是将大型数据库中的数据划按照某种规则分成很多数据分片（shard），再将这些数据分片分别存放在不同的服务器中，以减小每个服务器的数据访问压力，从而提高整个数据库系统的性能。
我们举一个通俗的小例子：
比如我们平时经常使用的美团，滴滴打车等软件，就可以按照“城市”来进行分片，由于不同城市的数据不需要互通，就可以将不同城市的数据存放在不同数据库中，这样既可以把数据库服务器部署到离对应城市最近的节点上，还可以提高访问速度，何乐而不为呢？！
从上面的例子中，我大家应该对分片的概念有了初步了解，那么对应到区块链场景中来说，分片又是怎么样的呢？
以以太坊分片为例，在原有的单链系统中，公链整体的性能取决于单个节点的性能，进行分片之后，每个节点只需要承当全网部分工作，各个分片并行工作，按照Vitalik的话来说，each shard is like a separate galaxy每个分片都像是独立的小宇宙，这样效率自然噌噌噌提升！原本以太坊链全网TPS约为20，现在若增加到100个分片，那么全网TPS可以提升至2000，同理，全网容量也将提升至原来的100倍。
“每个节点只需要承担全网部分工作”，这就会引出几大问题，1.怎么确定这个节点是负责哪个分片的工作？2.哪些交易应该归类到哪些分片当中去？3.每个节点是否只需要储存自己所在分片的交易信息（账本）？
根据以上问题的实现与否，我们可以将分片依次分为三种类型：网络分片，交易分片，状态分片。
网络分片：如何将全网节点划分到不同分片当中去。
交易分片：如何将全网交易划分到不同分片当中去。
状态分片：如何让各个节点只维护各自分片内的账本，但又不影响整个系统的安全性。
主链和分片链的区别和联系？
分片的类型我们已经明白了，那么主链（Main chain）和分片链（shard chain）有什么不同呢？
向左转|向右转
以太坊分片的实现是一个漫长的过程，就连Vitalik自己也说将会分阶段来逐步实现，分片到底能不能从理论走向实践，我们还是小小期待一下吧。
『肆』 以太坊和以太经典的区别
关于区块链的可变性。
ETH，假如大部分人同意修改链条也就是可变性，那么就可以修改区块链记录和合约。
ETC，区块链记录和合约不可修改，也就是不可篡改性。
下面是关于两种方法的利弊。
可变性的好处是人们可以适时地改变以做出正确的决定，因此，修改规范比找漏洞更实用。
不可修改性是人们不管当时有多聪明，但也不可能会不出错，因此，应对此方案出现问题的时候，最好是通过现有的法律框架来寻找和解决漏洞。
关于发展的不同
ETH，不管是有意安排或者从诞生就如此，区块链核心决策都是在社区的参与下由以太坊基金会制定并大部分由它开发。
ETC，区块链的决策主要是通过三个松散的，有协作关系的团队在社区参与下得到反馈而决定的。
在任何情况下，任何人都可以为两种区块链提出改进建议，这正是开源之好处，也是很常见的，你会发现，这两条链的开发人员通过Github和Reddit来相互沟通，我希望为了实现共同目标，提高沟通和交流的频率。
关于兼容性
目前，这两种区块链都相互兼容，ETH写的合约，或应用程序，可以在ETC上应用，反之亦然。
ETH，专注于eWASM，致力于为越来越多的开发者提供平台，而对于合约安全性的问题是次要的，例如：Viper。
ETC，专注于让开发者创造出更安全的合约，例如：Viper，IOHK研究，代价是消耗潜在的开发者人数。
很明显，这两条链都可以互相接纳，不管它们的意愿是否相同，我的看法是，开发人员的数量并不一定与产品的质量挂钩。
关于交易速度
ETH，平均25秒，升级之后会缩短。
ETC，平均14秒，升级之后维持在10-14秒，根据ECIP-1010 和 ECIP-1036协议。
关于区块容量
ETH，随着ETH日交易量逐渐达到5百万，区块容量日渐饱和，这种情况跟最近比特币的交易费用问题类似，这个问题可以通过对区块扩容得到解决，通过增加默认的燃料限制。
ETC，目前区块容量还有很大空间，随着越来越多的人接受ETC，区块容量也会随着增加，跟ETH一样。
关于社区
ETH，主要在Reddit上讨论
ETC，主要在Slack上讨论
关于货币政策
ETH，计划供应稳步增长，导致ETH区块链在生命周期里平均有3%的通货膨胀。
ETC，2025年之前，通货膨胀达到3%，届时总供应量将达到2亿ETC，之后会通货紧缩。
关于交易量的地区分布
ETH，中国占20％，南韩25％，美国25％。
ETC，中国占50％，南韩25％，美国10％。
关于证券
ETH，目前投资者没有交易证券的选择权，最近ETH的一个ETF，交易型开放式指数基金，产品被监管层否定了。
ETC，拥有ETC交易信托基金，该基金允许投资者拥有ETC，而不用拥有这个资产本身。
『伍』 以太坊是什么
以太坊（英语：Ethereum）是一个开源的有智能合约功能的公共区块链平台。通过其专用加密货币以太币（Ether，又称“以太币”）提供去中心化的虚拟机（称为“以太虚拟机”EthereumVirtualMachine）来处理点对点合约。
坊区块链上的代币称为以太币（Ether），代码为ETH，可在许多加密货币的外汇市场上交易，它也是以太坊上用来支付交易手续费和运算服务的媒介。
以太坊的概念首次在2013至2014年间由程序员VitalikButerin，受比特币启发后提出，大意为“下一代加密货币与去中心化应用平台”，在2014年通过ICO众筹得以开始发展。截至2018年2月，以太币是市值第二高的加密货币，仅次于比特币。
(5)以太坊分分片技术扩展阅读：
以太坊平台本身没有特点，没有价值性。和编程语言相似，它由企业家和开发者决定其用途。不过很明显，某些应用类型较之其他更能从以太坊的功能中获益。以太坊尤其适合那些在点与点之间自动进行直接交互或者跨网络促进小组协调活动的应用。
例如，协调点对点市场的应用，或是复杂财务合同的自动化。比特币使个体能够不借助金融机构、银行或政府等其他中介来进行货币交换。以太坊的影响可能更为深远。
理论上，任何复杂的金融活动或交易都能在以太坊上用编码自动且可靠地进行。除金融类应用外，任何对信任、安全和持久性要求较高的应用场景——比如资产注册、投票、管理和物联网——都会大规模地受到以太坊平台影响。
『陆』 以太坊分叉是遵循什么推理逻辑
以太雾EthereumFog，简称：ETF，是以太坊Ethereum的分叉链，是为了解决以太坊所缺乏的分布式存储和分布式计算能力而生，后期会切换为POW+POS混合挖矿。原生Coin为ETF。
接下去，简单阐述下之所以做出“分叉概念币”的推理逻辑：
1、利益的需求。针对这一点，内参从来不掩饰。现在的分叉，或多或少都夹杂着背后利益团体的诉求。追求利益，追求高效的资金投资回报率是永恒的主题。
中国有句古话叫：一鼓作气，再而衰，三而竭。比特币经过多次的分叉，价格被推上新高，已经成为很多人“买不起”的标的，并且由于单价的高昂，使得分叉带来的糖果越来越没吸引力，用句玩笑话就是：比特币稍微一哆嗦，也许你心心念念的糖果钱就跌进去了。
基于此，主力何尝不明白。那么，就顺理成章转而向其他主链寻求分叉利益。以太坊作为全球市值第二大数字货币，无论从规模还是群众基础，都是最佳的选择对象。
当然，以太之后，还会有别的分叉主链被瞄上，我们不妨拭目以待。
2、进化的需求。这一点其实应该放在首位，但是在投机氛围下，反而成了容易被忽视的点。
我们不得不承认，现在的比特币也好，以太坊也罢。要想真正大规模商用，还存在诸多的问题，而且每个问题都是一块硬骨头。一只“猫”给以太坊造成了不小的麻烦，有计划说，一些团队正在依葫芦画瓢，开发“狗、兔子”等以太坊链上养成游戏。以太坊对于技术（扩展性、处理能力、并发量、延时性等）的需求已经迫在眉睫。
而基于共识的分叉，是受大家欢迎的，也是必需的。
一切未完待续，大幕一旦拉开，分叉潮将滚滚而来。
『柒』 以太坊架构是怎么样的
以太坊最上层的是DApp。它通过Web3.js和智能合约层进行交换。所有的智能合约都运行在EVM（以太坊虚拟机）上，并会用到RPC的调用。在EVM和RPC下面是以太坊的四大核心内容，包括：blockChain, 共识算法，挖矿以及网络层。除了DApp外，其他的所有部分都在以太坊的客户端里，目前最流行的以太坊客户端就是Geth（Go-Ethereum）
『捌』 以太坊的“分片”是指什么
“分片”的大致思路是：将区块链网络中的每个区块变为一个子区块链，子区块链中可以容纳若干（目前为 100 个）打包了交易数据的 Collation（大概可以称为“校验块”，为了在分片的情景中将其与区块的概念区分开），这些 Collation 最终组成一个在主链上区块；因为这些 Collation 是整体作为区块存在的，所以其数据必定是全部由某个特定的矿工所打包生成，本质上和现有协议中的区块没有区别，所以不再需要增加额外的网络确认。这样，每个区块的交易容量就大概扩大了 100 倍；而且这种设计还有利于未来的继续扩展。整个扩展计划目前也被大致分为 4 个阶段；本文所介绍的仅仅是第一阶段的相关实现细节。转自简书。数字货币交易所币汇
『玖』 以太坊分叉会起到什么作用
ETH作为区块链技术2.0的代表，其诞生在区块链发展史上具有里程碑式的意义。但随着EOS和IPFS的发展，让我们也看到了以太坊的一些不足之处。比如分布式存储能力较弱，难以支持游戏、视频等应用；分布式计算能力不足，无法支持电商、出行等高频应用。而在以太坊基础上诞生的EthrteumFog则很好的弥补了这一不足，具有非常好的分布式存储和计算能力
『拾』 以太坊2.0未来的发展如何
以太坊 2.0 升级，最核心的是以太坊 2.0 分片和 PoS 共识机制。采用 PoS 共识机制是为了提高以太坊协议的能源效率以及增加以太坊区块链的安全性。以太坊 2.0 分片，使得以太链不再需要通过每个节点来处理链上的每笔交易。
在分片系统中每个节点只需处理约 1% 的交易或更少，从而极大地提高了区块链的效率。实现ETH2.0以后不仅网络性能得到大幅提升，投资者也可以减少重资产的投入(+slf0037)。共识协议Casper及分片技术落地，对网络的底层协议作出巨大的改变，还进一步推动了区块链扩容技术向前发展，不断达到商用的标准。截至2021年1月7日16时已经有超过230万个ETH被锁定在该网络中，占以太坊总供应量的2%。然而，这仍然只是更新的第一阶段。据官方消息，Uniswap v3已部署到以太坊主网。根据官方文章，Uniswap v3是该协议迄今为止功能最强大的版本，集中式流动性为流动性提供者提供了空前的资本效率，为交易者提供了更好的执行力，以及去中心化金融的核心基础设施。就以太坊路线图而言，V神表示，随着合并日期的临近，路线图的许多方面越来越变得切实可行，乐观估计今年年底可以完成升级，在合并后，执行链会在共识链内部运行，每个信标链区块会包括一个来自执行链的区块。他还表示，合并需要许多复杂技术，目的是让整个过程尽可能简单，对于用户、客户端、开发者、智能合约来说，合并会更加顺畅，用户无需过多担心。目前许多中心化交易所、去中心化交易所、去中心化质押协议和基础服务商都进入了以太坊2.0的Staking赛道。不难想象之后会有更多的服务商涌现，而以太坊2.0 Staking板块也将会成为交易所和钱包的标配。那么 ETH 1.0 的 PoW 链，究竟还能挖多久？目前并没有一个明确的答案。但可以确定的是，在以太坊由 PoW 彻底转变为 PoS 之前，以太坊基金会必须用足够长的时间来向大家证明 PoS 链是安全的。这样才能让所有开发者和用户放心的完成切换，从而使整个价值超过 1000 亿美金的生态体系真正的、完全的运行在信标链上。
没有人知道完成工程的推进，需要花多长时间，这是个很大的未知数，并且这些未知数可能是以太坊 2.0 转换的很大阻力。因此，我们乐观估计 PoW 链至少还可以持续挖两到三年。
链乔教育在线旗下学硕创新区块链技术工作站是中国教育部学校规划建设发展中心开展的“智慧学习工场2020-学硕创新工作站 ”唯一获准的“区块链技术专业”试点工作站。专业站立足为学生提供多样化成长路径，推进专业学位研究生产学研结合培养模式改革，构建应用型、复合型人才培养体系。