计算机工程

作者：黄华威, 孔伟, 彭肖文, 郑子彬

单位：1. 中山大学 计算机学院, 广州 510000;2. 武汉理工大学 航运学院, 武汉 430000

关键词：区块链,分片技术,共识机制,分布式账本,可扩展性

基金：国家重点研发计划（2020YFB1006005）；国家自然科学基金（61902445，62032025）；广东省自然科学基金面上项目（2019A1515011798）；广州市基础研究计划-基础与应用基础研究项目（202102020613）。

区块链作为分布式账本的关键技术之一，其去中心化、可匿名、不可篡改的特性受到学术界和工业界的青睐，被广泛应用于金融、数字货币、公共服务等领域。分片技术作为区块链扩容的主流方式之一，能够在不降低区块链去中心化程度的同时实现高性能的链上扩容，从而解决区块链可拓展性不足以及吞吐量较低的问题。介绍近年来出现的分片技术以及相关协议，总结分片技术的关键理论与方法，从分片配置、重配置、片内共识协议、跨片共识协议、状态存储等方面对分片技术方案进行对比，归纳不同分片方案在网络分片、交易分片、状态分片等设计中存在的优势和不足。同时，阐述一些经典分片技术在性能和实现方式上的特点，对许可区块链和无许可区块链、片内共识协议、跨片共识协议、准入性方案、状态分片方式等进行分析和概述。在此基础上，从分片内、分片间以及系统层级的角度总结分片技术当前所面临的困境和挑战，并对该领域的发展前景及未来研究方向加以展望。

来源：2022年第6期

《计算机工程》期刊编辑部

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