望梅止渴的以太坊分片（Sharding）

雍和比特币 不久前 Vitalik 发了一篇题为《为什么分片棒棒哒：揭开技能特点的奥秘面纱（Why sharding is great: demystifying the technical properties）》的文章（https://vitalik.ca/general/2021/04/07/sharding.html，中文机翻痕迹显着，主张阅览英文版），从技能上浅显易懂地讲解了以太坊分片供给的特定特点和支付的献身。文中说到：“分片是以太坊可扩展性的未来，它将是协助生态体系每秒支撑数千笔买卖并答应世界上大部分地区以可接受的本钱定时运用该渠道的要害。”文章是好文章，特别是经过界说以太坊分片的特定特点，与“流氓分片”（原文所说的“具有十分不同且一般弱得多的安全特点的技能”）划清了边界。虽然烤仔十分敬服 V 神画大饼的实力，也认同安全可靠的分片技能是未来区块链技能必定的发展方向，可是关于文中的若干过错依然觉得不吐不快。文章的中心逻辑是 V 神以为经过“简略”技能无法一起让区块链取得可扩展性（Scalability）、去中心化（Decentralization）、安全性（Security）三个特点，即所谓的“不可能三角”，而分片技能能够一起处理这些问题，所以“分片棒棒哒”。这个逻辑初看好像有点道理，可是细心想想却貌同实异，主要有三个缝隙：“简略”技能、“不可能三角”、分片的必要性。首先是关于“简略”技能无法一起取得三个特点的结论。文中没有界说究竟什么样的技能能称为“简略”，实践评论时偷换概念成了三种“简略的处理计划（easy solutions）”：包含比特币以太坊在内的传统单链，由少量节点保护的高吞吐量区块链（大约指 EOS 和联盟链），以及多链生态体系（波卡和其它一些不保证安全性的“流氓分片”等）。这个结论的逻辑问题在于，“简略（simple）”不等于“简略（easy）”，偷换概念后的举例证明也由于没有尽头一切可能性而更像是在挑软柿子捏。相似的逻辑烤仔之前曾经在一个笑话中见到过——“怎么证明一切奇数都是素数？咱们来看一下：3是素数，5是素数，7也是素数，证完了。”其间第二种计划吞吐量高的区块链（“High-TPS chains”），在 V 神的概念里好像和节点数量少画上了等号，犯了循环证明的过错。总归，这儿的论说肯定是没有考虑 Conflux 这样能够在几千个一致节点上完成几千 TPS 吞吐量的计划。或许 V 神在这儿关于“简略”的界说能够直接依照作用划一条线，但凡能处理“不可能三角”的通通归为“不简略”技能，这样方可保证逻辑谨慎立于不败之地。其次，所谓的“不可能三角”也是一个由来已久的过错概念。虽然常被拿来和分布式体系的 CAP 定理混为一谈，可是实践上“区块链不可能三角”从来没有任何理论上的证明，最多只能算是一个“假说”或许“猜测”。这种把“自己做不到”等同于“不可能”的逻辑，颇有一种便秘了抱怨地球没有吸引力的即视感。好在 V 神好像也意识到再提“不可能三角”以太坊分片的长处就说不通了，所以在这篇文章里悄悄加上了一个条件——“假如你坚持运用简略技能，那么将无法一起取得三种特点”。不知道啥时候能正式把“区块链不可能三角”的说法正式改为“区块链简略技能暂时做不到三角”以正视听，一起主张加一行小字“‘简略技能’指不能一起取得这三种特点的区块链技能”。最终，这篇文章也不足以支撑分片技能的必要性和迫切性。分片当然能够打破“不可能三角”，处理以太坊面对的功能问题。但这仅仅一个充沛性的条件，不能阐明为什么一定要选用分片技能，乃至不能阐明为什么一定要打破“不可能三角”。在“不可能三角”的描述中，可扩展性的要求是整个区块链一致体系的处理才能超越一般消费级 PC 或笔记本电脑作为单个节点的处理才能。从长远来看这个方针终归是要完成的，可是从现在以太坊的实践情况来看，这个方针归于好大喜功。以现在的电脑功能，单机足以每秒处理几千乃至上万笔买卖，而以太坊只能处理不超越 50 笔，还远远没有到达瓶颈。根据以太坊现在的功能搞分片，就像是一个小学数学还没学理解的孩子非要学高等数学相同，得不偿失不说，将来还免不了从头再来一遍。所以，即使分片能够处理以太坊面对的问题，也不意味着必须用分片来处理。与开始提出以太坊分片的概念时比较，现在现已有了包含 Conflux 等高功能一致算法和 Rollup 等第二层扩展计划在内的许多现成的处理计划。再墨守成规地坚持做分片就有点一条道走到黑的意思了。除了中心逻辑存有缝隙之外，分片本身在安全性、可靠性和功能方面的献身也是十分显着的，V 神在文中现已说得比较具体，此处不再赘述。这儿只纠正一点：分片必定下降用户体会，添加承认用户等候时刻的问题无可避免，并非只存在于选用诈骗证明的计划。虽然 ZK-SNARK 等证明技能能够大幅提高买卖的验证功率，保证买卖上链后能被快速承认，但此类技能无一例外需求较长的时刻用于生成证明。因而，从用户的视角来看，选用 ZK-SNARK 技能削减买卖上链后等候时刻的价值是添加了上链前等候生成证明的时刻，总的体会未必有多少改进。寄希望于靠 ZK-SNARK 处理分片带来的推迟问题的人，应该再去温习一下反复无常的故事。综上所述，烤仔以为以太坊的分片技能就好像画饼充饥故事里的梅子，能够鼓舞人心可是没有多少实践意义。假如一向心心念念远方的梅子，而对身边的溪水视若无睹，恐怕只会渴死在路上。