詳解 Shardeum 的基本概念及運作機制

原標題：《What is Shardeum and How Does It Work?》

作者：CJ，CoinGecko

編譯：餅乾，ChainCatcher

Shardeum 是一個基於 EVM 的 Layer1 網絡，專為線性可擴展性而設計。由於擁有先進的分片解決方案，Shardeum 承諾永遠保持低 gas 費用。Shardeum 還將推出自己的原生代幣 SHM。

關鍵要點

• Shardeum 透過線性擴展和分片，以及自動擴展及其獨特的法定人數證明共識解決了可擴展性問題。
• Shardeum 利用動態狀態分片來提高交易吞吐量，同時保持低 gas 費用。

Arbitrum 是以太坊的擴展解決方案，允許以更高的 TPS 和更便宜的 gas 費用執行交易，這是該網絡受歡迎的原因之一。因此，Arbitrum 的空投活動備受加密社區的期待， ARB 獎勵給那些早期參與 Arbitrum 主網的人。

除此之外，加密領域還有許多旨在實現 DeFi 擴展的協議，Shardeum 就是其中之一。 Shardeum 由印度頭部加密貨幣交易所 WazirX 的創始人創立，該團隊自 2017 年以來一直在構建 Web3 項目。Shardeum 在 2022 年 10 月完成 1820 萬美元種子輪融資，並且可能會向那些參與其測試網的人進行空投。

資料來源：Shardeum 博客

在本文中，我們將了解什麼是 Shardeum，以及其獨特的可擴展性功能和生態系統。

什麼是Shardeum？

Shardeum是一個基於 EVM 的 Layer1 區塊鏈，專為線性可擴展性而設計，承諾提供低 gas 費用，同時透過動態狀態分片保持去中心化和安全性。Shardeum 的潛在用例範圍從 DeFi 到開源 AI 和遊戲，旨在讓下一個十億人加入加密貨幣領域。

為了克服可擴展性、安全性和去中心化的區塊鏈三難困境，Shardeum 借鑒了以太坊的去中心化和安全性，同時透過動態分片及其結合的 Quorum 和 Proof-of-Stake 共識增強線性可擴展性。

Shardeum 將推出自己的原生加密貨幣 SHM，該團隊已經公布了其代幣經濟學，固定供應量為 5.08 億枚，但目前 SHM 仍處於開發階段。

接下來讓我們探討是什麼讓 Shardeum 值得關注。

Shardeum 的獨特功能

Shardeum 透過使用分片技術進行擴展，該技術將區塊鏈分成更小、更易於管理的部分。

具體而言，區塊鏈本質上是一個大型數據庫系統，分片區塊鏈是指將大數據表拆分成更小的數據表。透過將信息分解為可管理的部分，使得分片網絡能夠比非分片區塊鏈每秒處理更多的交易（TPS）。

分片對於 Shardeum 來說並不陌生，Zilliqa、Polkadot、Near 甚至以太坊都在使用分片（他們使用一個名為 Proto Danksharding 的版本）。然而，Sharedum 使用了一種獨特的分片技術，稱為"動態分片"。

動態分片

動態分片（dynamic state sharding）是分片技術的前沿解決方案之一，其架構具有靈活性，並且可以輕鬆適應整個區塊鏈生態系統的變化。在動態分片中，所有節點並非覆蓋相同的地址範圍，而是為這些節點分配不同地址範圍，從而使讓多個分片的事務能夠同時處理而不是順序處理。該技術可以減少處理事務的時間，也有助於提高交易吞吐量，同時始終保持較低的 gas 費。

本質上，它允許網絡根據動態需求的波動，即時添加或刪除區塊鏈分片或數據存儲方法。優點是無需停止生態系統即可輕鬆升級網絡。

與靜態分片不同，動態分片不會減慢網絡速度，因為它可以在網絡負載變化時執行，並且輕鬆應對網絡負載的波動。

原子處理和跨分片可組合性

Shardeum 也支持利用原子處理技術來確保事務正確執行。原子性意味著事務可以部分執行，或者一個都不執行。如果沒有原子處理，交易可能會失敗，並造成網絡數據不一致，從而導致安全風險、降低可靠性。

Shardeum 結合原子處理和跨分片通信，允許交易訪問不同分片的數據和狀態，它將使複雜的交易和智能合約能夠在分片環境中執行，從而使智能合約開發者的編碼更加容易。

自動縮放功能

由於網絡的負載和需求會隨時變化，因此自動擴展需要適應需求的高低，並且不影響安全性和網絡性能。

自動縮放基於負載來測量每個周期（1 分鐘）的網絡負載，它將與處理負載所需的驗證器節點數量達成共識。整個過程是自我執行的，無需任何中介。這類似於比特幣網絡根據哈希率每兩週自動調整其難度級別。

例如，當 Shardeum dApp 收到大量活動時，網絡會自動添加更多活動驗證器節點以增加吞吐量。當活動減少時，它將減少活躍驗證器的數量並保持網絡上的精簡操作。

線性縮放

顧名思義，Shardeum 允許在網絡中添加更多節點，以在需求高峰期間立即增加交易吞吐量，使 Shardeum 成為一個線性擴展的 Web3 網絡。當一個節點處於備用狀態時，它是在等待網絡活動恢復，需要被激活才能增加 TPS。

無論網絡需求如何，這是影響區塊鏈可用性的主要 X 因素，包括吞吐量、去中心化、安全性和恆定交易費用。

因此，如果有足夠的需求和節點，Shardeum 理論上有可能實現超過 100,000 TPS 的交易速度。

法定人數證明 (PoQ)

Shardeum 使用獨特的共識機制組合，同時使用權益證明 (PoS) + 法定人數證明 (PoQ)。

股權證明是一種如何驗證新交易塊、驗證是否正確，以及誰可以獲得獎勵的機制。任何持有 SHM 最低要求股份的人都可以參與驗證。這是目前最流行的共識機制，被以太坊、其他 L1 和所有Cosmos應用程序使用。

Shardeum 使用股權證明來驗證新区塊，此外，它使用法定人數證明來驗證組內的交易。詳細地說，法定人數證明用於管理共識組內交易的驗證方式，共識組由分片中的多個節點組成。PoQ 節點在收到帶有時間戳的交易後立即單獨驗證交易（這可以防止"雙花"，即有人更改區塊鏈網絡以重新獲取他們已花費的加密貨幣，以便再次花費）。然後，交易會被廣播到網絡上共識組/分片中的所有其他節點，而不是網絡上的每個節點。

股權證明和法定人數證明共同允許 Shardeum 以無需信任的方式和收據的形式收集選票（又稱法定人數），從而使網絡保持去中心化。

永久低 Gas 費

在 Shardeum 上，共識和處理是在交易級別而不是塊級別完成的。

由於動態狀態分片，網絡將均勻地分片其狀態，並在所有節點之間動態分配計算工作負載、存儲和帶寬。這種類型的交易並行處理使得驗證器節點的開銷非常低，因為它們將僅存儲它們所涉及的交易的狀態數據。

這使得 Shardeum 能夠永遠為開發者和用戶保持低gas 費用。

Shardeum生態系統

Shardeum 目前擁有三個測試網：Shardeum Liberty 1.X、Liberty 2.X 和 Sphinx1.X，其生態系統中有 69 個項目。

Shardeum 上有各種類別的應用程序，從 NFT 到 DeFi，以及鏈上遊戲。

生態系統中最重要的支柱是DEX，所以讓我們首先看一下已經在 Shardeum 測試網上的 DEX。

去中心化交易所

每個生態系統都需要一個 DEX，因為它是大多數交易和交易完成的地方。在撰寫本文時，[Swapped Finance](https://www.rootdata.com/zh/Projects/detail/Swapped Finance?k=NjYwOQ==) 是唯一在 Shardeum 測試網上運行的 DEX。

Swapped Finance 類似於 Uniswap v2 風格的 DEX，用戶可以在其中交換不同的代幣並收取 0.3% 的費用，以及提供流動性並按比例在所有交易中賺取約 0.21% 的費用。

域名服務

Dotshm.me是一種類似於以太坊名稱服務 (ENS)的 Web3 域名服務，使其他人可以更輕鬆地將加密貨幣發送到個性域名而不是用戶的"0x"地址。

用戶只需將錢包連接到 Liberty2.X，搜索可用域名，便可註冊一個域名。

NFT市場

沒有NFT 市場，DeFi 生態系統是不完整的，而Spriyo.xyz 正是這樣。有近 3,000 個不同的收藏，鑄造了超過 120,000 個 NFT。用戶可以在市場中探索，並對喜歡的 NFT 出價。

請記住，所有這些應用程序目前都是測試網，但它們也有可能在未來向測試網用戶提供單個項目的空投。

結論

隨著下一個十億用戶進入加密領域，可擴展性成為許多網絡正在尋求解決的現實問題。分片是提高可擴展性的方法之一，將區塊鏈數據庫分成更小的表。這也是以太坊生態系統的下一個重大升級之一，儘管它們將面臨來自其他鏈的競爭。Shardeum 很可能是擴展和分片領域的主要競爭者之一，因為他們自 2017 年以來一直在構建自己的高級分片版本，這使得他們的網絡可以無限擴展。

幸運的是，他們仍處於測試網階段，這意味著仍有可能獲得 SHM 空投，尤其是在團隊宣布將為生態系統和空投預留 5% 的情況下。