深入Shardeum：利用動態分片的自動擴展套件L1區塊鏈

在本期節目中，Shardeum 的首席技術官 Srinivasan Parthasarathy 分享了 Shardeum 如何通過動態狀態分片和無塊交易模型構建自動擴展套件的第一層區塊鏈。該架構實現了線性可擴展套件性，同時保持了節點要求的低門檻，提供了效能與去中心化之間的獨特平衡。他還討論了測試網操作的經驗教訓、關鍵的漏洞獎勵發現以及網路的安全方法，包括每 60 秒輪換節點責任的訂製 Proof of Quorum（法定人數證明）。作為一個開源、社群驅動的專案，Shardeum 計劃於 5 月 5 日推出其主網，後續將分階段支援智慧合約和激勵計劃。 （前情提要：Mode Network：驅動以太坊L2革新，成為萬用高效擴展套件 ） （背景補充：12張圖洞察Q1市場：DeFi活躍度大增、Layer 2快速擴展套件、Web3遊戲升溫 ） 介紹與 Shardeum 概述 Ehan：歡迎來到吳說不加密Podcast。今天，我們很高興邀請到 Shardeum 的首席技術官 Srinivasan。歡迎您，請您介紹一下自己和 Shardeum。 Srinivasan：是的，大家好，我是 Srinivasan。我是 Shardeum 的首席技術官。在 Shardeum，我們正在構建世界上第一個自動擴展套件的第一層區塊鏈，我非常高興能夠在這裡。 我進入區塊鏈的旅程始於 2016 年。在 2017 年，我構建了我的第一個 NFT 市場。從那時起，我在多個地方工作，並構建了許多與 Web3 相關的產品。我曾在 DraftKings 擔任工程副總裁，幫助構建他們旗艦產品的區塊鏈基礎設施。最近，我在一家名為 Six 的公司工作，我們銷售代表美國資源權利的 NFT 代幣。 現在在 Shardeum，我領導著一個出色的團隊，我們專注於構建這一開創性的自動擴展套件第一層區塊鏈。 Shardeum 如何在保持節點訪問低門檻的同時擴展套件？ Ehan：Shardeum 聲稱是第一個自動擴展套件的第一層。其架構是如何在保持節點要求可訪問的同時實現高交易吞吐量的？ Srinivasan：我覺得用一個視覺類比來解釋區塊鏈的工作原理以及 Shardeum 的不同之處會很有幫助 — — 這樣可以嗎？ 一個很好的思考事件驅動型區塊鏈的方式是想像它像一個電子表格，包含行和列。每一行代表一個區塊，而每個單元格則是一個交易。這個電子表格對任何人開放，具有透明性，但一次只能由一個人寫入 — — 特別是，每次只有一個人可以寫入新的行。在大多數區塊鏈中，關鍵問題是：誰有權寫入下一行？所有共識協議的本質都是確定誰可以寫入這一行。 現在，想像這個電子表格有十億行，且有一個單一的程式來管理這一切。隨著行數從十億增加到二十億、再到一百億，它將變得越來越緩慢且缺乏可擴展套件性。但如果不是一個巨大的表格，而是有 1000 個選項卡，就像 Google Sheets 一樣呢？你可以通過字母分組演算法將資料分配到這些選項卡中，因此你將在許多表格中分散較小的資料集。這基本上就是分片的工作原理，這也是 Shardeum 所做的。 但是 Shardeum 更進一步。我們並不是固定數量的選項卡 — — 比如 1000 個 — — 而是在執行時動態調整它們。你可能一開始只有 10 個選項卡，但隨著交易量的增加，你可以擴展套件到 200、1000 或更多的選項卡。當交易量下降時，又可以縮減回去。這被稱為動態狀態分片，正是它使我們能夠自動擴展套件。 還有一個重要的區別。大多數區塊鏈圍繞 「區塊」 的概念運作，這意味著編寫者必須在我們電子表格的類比中寫入完整的一行。這使得寫入行的人可以看到待處理的交易，從而可能進行操控 — — 例如重新排序交易。 Shardeum 不依賴於區塊的概念。相反，我們以最純粹的形式處理交易。我們執行的最小單位是該行中的一個單元格。我們不需要一次性寫入整個行。雖然為了與 EVM 相容，我們在外部模擬區塊 — — 以便 JSON-RPC 客戶端知道如何與我們互動 — — 但在內部，我們並不真正受限於這種結構。 這種架構使我們能夠修改單個單元格，而非整個行，根據交易量動態分片和重新分配工作負載，並以最小的效能瓶頸水平橫向擴展套件。這是一個難以解決的技術難題，但正是這一點使 Shardeum 與眾不同。 Ehan：那麼，這種自動擴展套件設計有什麼權衡嗎？ Srinivasan：顯而易見的權衡是，這種設計引入了節點之間更高水平的通訊。在傳統區塊鏈中，每個驗證節點都儲存整個區塊鏈狀態的完整副本 — — 在我們之前的類比中，基本上是整個電子表格。這意味著每個節點需要大量的處理能力和儲存容量。 在 Shardeum 中，由於我們將資料劃分為更小的片段 — — 或選項卡 — — 每個節點只需要處理一小部分，比如 1000 個選項卡中的一個。這顯著降低了每個節點的計算和儲存要求，使其更易於訪問。然而，缺點是每個節點現在只能看到整體狀態的一部分。就像只能訪問電話目錄的 「A」 部分。 因此，當一個節點需要其分配段外的資料時，它必須首先確定哪個節點持有所需資料，然後向其請求資料。這引入了一層節點間的通訊，使事情變得更加複雜。 儘管如此，我們通過訂製的通訊協議解決了這一挑戰，使節點能夠高效地定位和共享資料。是的，這增加了複雜性，但回報是巨大的 — — Shardeum 可以僅通過增加更多節點幾乎線性地擴展套件交易吞吐量。 因此，儘管去中心化的程式間通訊是一個艱難的技術挑戰 — — 並且在其他系統中尚未完全解決 — — 我們相信我們已經破解了一個可擴展套件的模型，使 Shardeum 成為真正獨特的第一層區塊鏈。 從激勵測試網中學到了什麼？ Ehan：在運營大規模、真正去中心化的激勵測試網中，你們獲得了哪些關鍵見解？ Srinivasan：是的，這個問題很好。我們運行了四個激勵測試網，參與程度令人難以置信 — — 人們幾乎遍佈全球執行節點。我們的主頁上寫著 「為所有人去中心化」，我們...