一文详解Shardeum：基本概念、独特功能及运作机制

原文标题：《What is Shardeum and How Does It Work?》

原文作者：CJ，CoinGecko

原文编译：饼干，ChainCatcher

Shardeum 是一个基于 EVM 的 Layer 1 网络，专为线性可扩展性而设计。由于拥有先进的分片解决方案，Shardeum 承诺永远保持低 gas 费用。Shardeum 还将推出自己的原生代币 SHM。

关键要点

• Shardeum 通过线性扩展和分片，以及自动扩展及其独特的法定人数证明共识解决了可扩展性问题。

• Shardeum 利用动态状态分片来提高交易吞吐量，同时保持低 gas 费用。

Arbitrum 是以太坊的扩展解决方案，允许以更高的 TPS 和更便宜的 gas 费用执行交易，这是该网络受欢迎的原因之一。因此，Arbitrum 的空投活动备受加密社区的期待， ARB 奖励给那些早期参与 Arbitrum 主网的人。 

除此之外，加密领域还有许多旨在实现 DeFi 扩展的协议，Shardeum 就是其中之一。 Shardeum 由印度头部加密货币交易所 WazirX 的创始人创立，该团队自 2017 年以来一直在构建 Web3 项目。Shardeum 在 2022 年 10 月完成 1820 万美元种子轮融资，并且可能会向那些参与其测试网的人进行空投。

资料来源：Shardeum 博客

在本文中，我们将了解什么是 Shardeum，以及其独特的可扩展性功能和生态系统。

什么是 Shardeum？

Shardeum 是一个基于 EVM 的 Layer 1 区块链，专为线性可扩展性而设计，承诺提供低 gas 费用，同时通过动态状态分片保持去中心化和安全性。Shardeum 的潜在用例范围从 DeFi 到开源 AI 和游戏，旨在让下一个十亿人加入加密货币领域。

为了克服可扩展性、安全性和去中心化的区块链三难困境，Shardeum 借鉴了以太坊的去中心化和安全性，同时通过动态分片及其结合的 Quorum 和 Proof-of-Stake 共识增强线性可扩展性。

Shardeum 将推出自己的原生加密货币 SHM，该团队已经公布了其代币经济学，固定供应量为 5.08 亿枚，但目前 SHM 仍处于开发阶段。

接下来让我们探讨是什么让 Shardeum 值得关注。

Shardeum 的独特功能

Shardeum 通过使用分片技术进行扩展，该技术将区块链分成更小、更易于管理的部分。

具体而言，区块链本质上是一个大型数据库系统，分片区块链是指将大数据表拆分成更小的数据表。通过将信息分解为可管理的部分，使得分片网络能够比非分片区块链每秒处理更多的交易（TPS）。

分片对于 Shardeum 来说并不陌生，Zilliqa、Polkadot、Near 甚至以太坊都在使用分片（他们使用一个名为 Proto Danksharding 的版本）。然而，Sharedum 使用了一种独特的分片技术，称为“动态分片”。 

动态分片

动态分片（dynamic state sharding）是分片技术的前沿解决方案之一，其架构具有灵活性，并且可以轻松适应整个区块链生态系统的变化。在动态分片中，所有节点并非覆盖相同的地址范围，而是为这些节点分配不同地址范围，从而使让多个分片的事务能够同时处理而不是顺序处理。该技术可以减少处理事务的时间，也有助于提高交易吞吐量，同时始终保持较低的 gas 费。

本质上，它允许网络根据动态需求的波动，即时添加或删除区块链分片或数据存储方法。优点是无需停止生态系统即可轻松升级网络。

与静态分片不同，动态分片不会减慢网络速度，因为它可以在网络负载变化时执行，并且轻松应对网络负载的波动。 

原子处理和跨分片可组合性

Shardeum 也支持利用原子处理技术来确保事务正确执行。原子性意味着事务可以部分执行，或者一个都不执行。如果没有原子处理，交易可能会失败，并造成网络数据不一致，从而导致安全风险、降低可靠性。

Shardeum 结合原子处理和跨分片通信，允许交易访问不同分片的数据和状态，它将使复杂的交易和智能合约能够在分片环境中执行，从而使智能合约开发人员的编码更加容易。

自动缩放功能

由于网络的负载和需求会随时变化，因此自动扩展需要适应需求的高低，并且不影响安全性和网络性能。

自动缩放基于负载来测量每个周期（1 分钟）的网络负载，它将与处理负载所需的验证器节点数量达成共识。整个过程是自我执行的，无需任何中介。这类似于比特币网络根据哈希率每两周自动调整其难度级别。

例如，当 Shardeum dApp 收到大量活动时，网络会自动添加更多活动验证器节点以增加吞吐量。当活动减少时，它将减少活跃验证器的数量并保持网络上的精简操作。 

线性缩放

顾名思义，Shardeum 允许在网络中添加更多节点，以在需求高峰期间立即增加交易吞吐量，使 Shardeum 成为一个线性扩展的 Web3 网络。当一个节点处于备用状态时，它是在等待网络活动恢复，需要被激活才能增加 TPS。

无论网络需求如何，这是影响区块链可用性的主要 X 因素，包括吞吐量、去中心化、安全性和恒定交易费用。

因此，如果有足够的需求和节点，Shardeum 理论上有可能实现超过 100, 000 TPS 的交易速度。

法定人数证明 (PoQ)

Shardeum 使用独特的共识机制组合，同时使用权益证明 (PoS) + 法定人数证明 (PoQ)。

股权证明是一种如何验证新交易块、验证是否正确，以及谁可以获得奖励的机制。任何持有 SHM 最低要求股份的人都可以参与验证。这是目前最流行的共识机制，被以太坊、其他 L1 和所有 Cosmos 应用程序使用。

Shardeum 使用股权证明来验证新区块，此外，它使用法定人数证明来验证组内的交易。详细地说，法定人数证明用于管理共识组内交易的验证方式，共识组由分片中的多个节点组成。PoQ 节点在收到带有时间戳的交易后立即单独验证交易（这可以防止“双花”，即有人更改区块链网络以重新获取他们已花费的加密货币，以便再次花费）。然后，交易会被广播到网络上共识组/分片中的所有其他节点，而不是网络上的每个节点。

股权证明和法定人数证明共同允许 Shardeum  以无需信任的方式和收据的形式收集选票（又称法定人数），从而使网络保持去中心化。

永久低 Gas 费

在 Shardeum 上，共识和处理是在交易级别而不是块级别完成的。

由于动态状态分片，网络将均匀地分片其状态，并在所有节点之间动态分配计算工作负载、存储和带宽。这种类型的交易并行处理使得验证器节点的开销非常低，因为它们将仅存储它们所涉及的交易的状态数据。

这使得 Shardeum 能够永远为开发者和用户保持低 gas 费用。

Shardeum 生态系统

Shardeum 目前拥有三个测试网：Shardeum Liberty 1.X、Liberty 2.X 和 Sphinx 1.X，其生态系统中有 69 个项目。

Shardeum 上有各种类别的应用程序，从 NFT 到  DeFi，以及链上游戏。  

生态系统中最重要的支柱是 DEX，所以让我们首先看一下已经在 Shardeum 测试网上的 DEX。

去中心化交易所

每个生态系统都需要一个 DEX，因为它是大多数交易和交易完成的地方。在撰写本文时，Swapped Finance 是唯一在 Shardeum 测试网上运行的 DEX。

Swapped Finance 类似于 Uniswap v2 风格的 DEX，用户可以在其中交换不同的代币并收取 0.3% 的费用，以及提供流动性并按比例在所有交易中赚取约 0.21% 的费用。

域名服务

Dotshm.me 是一种类似于以太坊名称服务 (ENS)的 Web3 域名服务，使其他人可以更轻松地将加密货币发送到个性域名而不是用户的“0x”地址。

用户只需将钱包连接到 Liberty 2.X，搜索可用域名，便可注册一个域名。  

NFT 市场

没有 NFT 市场，DeFi 生态系统是不完整的，而 Spriyo.xyz 正是这样。有近 3, 000 个不同的收藏，铸造了超过 120, 000 个 NFT。用户可以在市场中探索，并对喜欢的 NFT 出价。

请记住，所有这些应用程序目前都是测试网，但它们也有可能在未来向测试网用户提供单个项目的空投。

结论

随着下一个十亿用户进入加密领域，可扩展性成为许多网络正在寻求解决的现实问题。分片是提高可扩展性的方法之一，将区块链数据库分成更小的表。这也是以太坊生态系统的下一个重大升级之一，尽管它们将面临来自其他链的竞争。Shardeum 很可能是扩展和分片领域的主要竞争者之一，因为他们自 2017 年以来一直在构建自己的高级分片版本，这使得他们的网络可以无限扩展。

幸运的是，他们仍处于测试网阶段，这意味着仍有可能获得 SHM 空投，尤其是在团队宣布将为生态系统和空投预留 5% 的情况下。