Shardeum是一个第1层EVM兼容的分片区块链，具有坚实的安全性、低费用和线性可扩展性。可扩展的第1层区块链难以建立，因为它们支持不断增长的DApps的生态系统。从DeFi和SocialFi到Metaverse和NFT市场的Web 3.0应用。

但现有的第一层网络不是已经很拥挤了吗？好吧，以太坊，智能合约生态系统之母，已经被更多的DApps挤满了，超过了它目前的处理能力。此外，以太坊支持交易的优先收费模式，因此用户一直在支付高昂的气体费用来换取服务。根据网络拥堵情况，交易确认需要5分钟到几个小时。这对于交易需要快速确认和最终完成的实际用例来说并不理想。

有几个备用的第1层网络声称可以解决这个问题，但遇到了可扩展性三难问题的阻力。它指的是这样一种情况：一个开放的网络在任何时候都只能拥有以下三个核心原则中的两个。可扩展性、去中心化和安全性。可扩展和安全的网络在一定程度上牺牲了分散性，并随着时间的推移变得集中化。去中心化和安全的网络缺乏可扩展性。

状态分片：可扩展性三难问题的答案

以太坊提议通过从工作证明过渡到权益证明的共识模式和分片（分裂）来解决可扩展性的三难问题。它建议在Beacon链之外，将网络分割成64个不同的分块。分片区块链在理论上使以太坊拥有更多的处理能力，导致高交易吞吐量和有效的存储。这个想法是，交易可以由分片链（或委员会）同时处理，并转达给协调这些委员会的Beacon链。

值得注意的是，以太坊2.0并没有提出分片链的状态，但截至目前，只有存储。尽管分片可能使以太坊的规模比目前的吞吐量大几倍，但在以太坊社区内，人们正在争论链的计算能力是否应该被分片，因为它使分片的委员会能够计算智能合约。即使在The Merge和转向PoS之后，Ethereum分片仍然必须提交整个区块。这实质上意味着，网络的速度将只相当于能够验证区块的最低带宽的节点。正如以太坊联合创始人Vitalik所概述的那样，区块链的可扩展性是有限的，然而，分片是唯一试图扩展去中心化网络的解决方案。

Shardeum将使用其底层协议Shardus的多维分片架构。它将把网络在带宽、存储和计算方面的负载分散到各分片上。它的动态状态分片将使智能合约在分片的链上执行。整个网络将具有非常高的吞吐量、低延迟和即时的最终性。它可以进一步自动扩展，使TPS随着采用而按比例增加。

独特的共识模式

Shardeum使用股权证明+法定人数证明的共识模式。Shardeum节点不对区块进行验证，而是对单个交易进行近乎即时的确认和终结，然后再将其广播给shard的共识组。然后，这些交易被整合成一个区块并被添加到区块链中。

当交易发生在两个不同的节点之间，验证交易的责任被分配给节点所属的分片。然后这些分片形成一个共识小组来验证该交易。这是基于Shardeum正在开发的一种新颖的跨分片通信模型。为了有效地扩展网络，Shardeum的节点根据最初的计划被分为3种类型，这些计划在未来可能会改变。

提议的Shardeum节点类型

存储节点: 存储节点是为Shardeum网络提供存储的节点。存储节点需要比验证器节点更大的存储容量。验证者节点可以利用这些节点的存储来卸载数据。这使得验证器节点能够更快地处理交易，同时在需要时通过与存储节点的通信来验证链上的历史数据，从而保持安全性。

备用节点 : 备用节点，顾名思义，"待命 "并等待轮到它参与网络上的验证过程。它们是备用节点，当整个网络的负载增加时，它们会来帮忙。这意味着，随着越来越多的用户开始使用Shardeum，甚至如果交易量突然激增，网络将按比例扩展。吞吐量（TPS）将增加以满足需求。这实际上意味着横向扩展，新的节点增加了网络的处理能力。

验证节点。验证节点做繁重的工作。它们在收到交易后立即进行验证。经过验证的交易会被广播到由两个或更多分片组成的共识组中的所有节点，或者具体地说，有参与特定交易的节点的分片。然后再进行定额组（也就是交易收据）。一个成功的定额组需要从共识组中的节点收到50%以上的有效性投票，以确认网络上的交易。然后，该交易被传递到存储节点。

安全性

$SHM即Shardeum的本地加密货币将被用作交易费用，以防止垃圾邮件和僵尸网络攻击。节点被要求在加入网络之前锁定最低限度的抵押品。像大多数点对点网络一样，Shardeum通过削减不良行为者的抵押品来控制恶意节点。这确保了参与的节点是诚实的，不会采取破坏网络的行动。交易总是由共识组中50%以上的节点验证，这可以防止重复消费。

如果一个坏的行为者将超过51%的恶意节点注入到上述分片中，那么分片是否可以被接管？理论上是的。但Shardeum不会出现这种情况。节点是随机抽样的，并在一个分片中轮流出现。因此，在任何时候，攻击者都不可能预测哪些节点属于一个特定的碎片。

全球化的DApps和产业的入驻

Shardeum具有包容性和灵活性，可用于构建。Shardeum的创始人选择它与EVM兼容，以允许在各种区块链网络上运行的DApps轻松实现互操作。例如，任何由以太坊支持的应用程序，如Aave、MakerDAO和Yearn Finance都可以轻松地与Shardeum进行无缝交易。

不过，Shardeum的真正目标是让每个人都登上Web3的列车，包括银行等中心化实体。今天的企业之所以依赖集中式系统，是因为没有安全的替代方案，也没有可扩展性。Shardeum设想的未来是，它可以被世界上任何地方的任何企业、公司或个人以无信任、无边界和无许可的方式使用。简单地说，Shardeum是为数十亿人服务的区块链!

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本出版物中表达的观点是作者的观点。它们不一定意味着反映Shardeum基金会的意见或观点。

关于作者：Shriraam Sekar是一名加密货币作家/营销人员，自2019年起参与该领域的工作。他报道过众多Layer 1、DeFi、NFTs、Metaverse、GameFi、SocialFi和加密货币法规相关的的内容。