分片定義

什麼是 Sharding？

Sharding 是一項區塊鏈擴容技術，透過將交易處理劃分為同一條鏈上的多條「平行車道」，每條車道獨立處理部分交易，並將結果彙整至統一帳本。此技術旨在不犧牲整體安全性與一致性的前提下，顯著提升系統吞吐量。

你可以將區塊鏈想像成一條單線道高速公路，每輛車（即每筆交易）都必須排隊通行。Sharding 就像把這條公路拓寬成多線道，各自分流車輛。在這個比喻中，「汽車」代表交易，「車道」則是 shard。當多個 shard 平行運作時，網路的吞吐量——亦即單位時間內可處理的交易數量——將大幅提升。

Sharding 如何提升區塊鏈效能？

Sharding 讓不同節點能在各自的 shard 內平行處理交易，而非將所有活動集中於單一路徑，因此顯著提升整體效能。

若所有交易都由同一組節點依序驗證，系統於高峰時段易出現壅塞，導致 gas 費用劇烈波動。Sharding 將交易分散至多個群組，使驗證與打包能同步進行，減少單點瓶頸。對用戶而言，這代表確認時間更穩定、手續費也更可預期。

需要注意的是，效能提升並非無上限——其受限於跨 shard 通訊成本、每個 shard 參與節點數量及安全性等因素。

Sharding 的運作原理是什麼？

Sharding 涉及多個階段：shard 分配、shard 內共識、跨 shard 通訊，以及最終聚合。

第一步：Shard 分配。網路將全域狀態或資料劃分成多個 shard，每個 shard 維護自己的交易佇列與狀態子集。「節點」——即執行區塊鏈軟體的電腦——會被分派至不同 shard 參與處理。

第二步：Shard 內處理。每個 shard 內的節點對該 shard 的交易達成共識（即多數節點對相同結果一致認可），並產生 shard 區塊或紀錄。

第三步：跨 shard 通訊。當一筆交易涉及兩個 shard（例如，A shard 的帳戶與 B shard 的合約），系統會透過訊息或證明於 shard 間傳遞結果。跨 shard 操作會產生延遲，需以專屬協議或佇列維持順序與安全。

第四步：網路聚合與最終性。所有 shard 的輸出會匯總至主鏈或協調層，形成單一帳本視圖。最終性指結果不可逆轉的確定性——通常需額外輪次或時間以完成。

Sharding 與 Rollups 有何關聯？

Sharding 與 rollups 是互補技術：rollups 將大量運算移至鏈下或 Layer 2 解決方案，隨後將壓縮後的資料與證明提交回主鏈；而 sharding（特別是資料 sharding 與未來的 danksharding）則為 rollups 提供更高的資料頻寬。

你可以把 rollups 想成「共乘」：乘客先分組再一同上路。Sharding 則是拓寬高速公路，使共乘車輛順暢通行，減少壅塞。兩者結合，帶來執行與資料的雙重擴展。

截至 2025 年，Ethereum 的 EIP-4844（proto-danksharding，2024 年上線）已導入 blob 資料空間，為 rollups 提供更低成本的資料發布通道，並為全面 danksharding 奠定基礎（資料來源：Ethereum 核心開發者公開資訊）。

Ethereum 及其他網路的 Sharding 進展如何？

Ethereum 採取「先擴展資料頻寬，後擴展執行」的策略。EIP-4844（2024 年）強化了資料層，後續將朝 danksharding 發展以更完善支援 rollup（參考 2024–2025 年公開路線圖）。

NEAR 採用 Nightshade 架構，自 2020 年主網啟動即以 sharding 分散狀態與執行至多條平行執行緒。Zilliqa 自 2019 年主網上線以來已實施網路層 sharding，提升平行處理效能。MultiversX（前稱 Elrond）主網則採自適應狀態 sharding，以因應不同負載需求。

各網路實作方式與技術細節不盡相同，但共同趨勢為將平行處理與跨 shard 通訊作為設計核心，並以隨機分配與證明機制確保安全。

Sharding 在實務上如何應用？

對終端用戶而言，sharding 屬於「幕後」技術。你依然可如常使用錢包與 dApp，網路會自動將你的交易分派至合適的 shard，並於後台處理跨 shard 確認。

第一步：選擇支援 sharding 的網路及相容錢包。請確認錢包支援該網路的地址格式與交易流程。

第二步：發起交易或互動智能合約。若應用部署於特定 shard，錢包或應用會自動將請求導向該 shard。

第三步：等待跨 shard 確認。涉及多個 shard 的交易可能分階段確認，介面通常會顯示進度或完成狀態。大額操作建議等待更高確認門檻。

對開發者而言，部署合約與設計架構時需考量資料/狀態歸屬於哪個 shard、如何進行跨 shard 呼叫、如何管理最終性及重試邏輯。常見實務為將高頻、本地化互動維持於同一 shard，僅於必要時觸發跨 shard 操作。

Sharding 有哪些風險與限制？

Sharding 增加了系統複雜度。跨 shard 通訊會帶來延遲與潛在故障點，開發者需處理訊息順序及重試。用戶於高波動期間可能因跨 shard 確認延遲而遇到滑點或不確定性。

安全方面，若某 shard 參與者過少或過度集中，將面臨定向攻擊風險。網路通常透過隨機分配與定期重組以降低此風險。

同時存在資料可用性問題：所有參與者必須能存取 shard 資料以獨立驗證。若資料不可用將削弱安全性，因此常見做法為抽樣驗證及資料承諾機制。

資金安全提醒：執行跨 shard 或跨鏈操作前，請務必確認交易最終性，尤其於大額操作時。

Sharding、Sidechains 與 Partitioning 有何區別？

Sharding 於單一主鏈內劃分處理流程，安全性與最終帳本完整性仍由主網路掌控。Sidechains 則屬於獨立區塊鏈，擁有自身的安全與共識機制，透過橋與主鏈互動，安全邊界亦有所不同。

資料庫「分區」則偏向工程管理——將資料分散至多台機器，無需考量鏈上共識或最終性。區塊鏈 sharding 必須確保去中心化信任及跨 shard 統一結果，因此遠較傳統分區複雜。

Sharding 未來發展趨勢如何？

趨勢朝向「模組化並行」發展。主鏈作為資料與結算層，rollups 擴展執行能力，shard——特別是資料 sharding 與 danksharding——則為資料發布提供高頻寬通道。

至 2025 年，主流區塊鏈將持續投入於資料可用性與跨 shard 通訊工程。Ethereum 維持「rollup 為中心」策略，sharding 負責資料擴展；其他鏈則探索更靈活的狀態 sharding 及調度設計，以平衡效能、開發體驗與安全性。

Sharding 核心要點整理

本質上，sharding 係將區塊鏈處理劃分為多個平行子集，並透過跨 shard 通訊與統一聚合維持帳本一致性。它與 rollup 互補：rollup 擴展執行，sharding 擴展資料容量與並行性。用戶可如常使用，網路於後台完成 shard 路由；開發者則需關注跨 shard 呼叫、最終性及資料可用性。主要風險在於系統複雜度與安全邊界——常見緩解措施包括隨機分配、資料抽樣及更明確的用戶確認流程。

常見問題

Sharding 如何解決區塊鏈壅塞？

Sharding 將區塊鏈網路劃分為可獨立處理的 shard，每個 shard 可平行處理不同交易，顯著提升整體吞吐量。不再需要每個節點驗證所有交易，而是各自檢查部分資料，大幅減輕負載並加快處理速度。這就像將一個收銀台分成多個：顧客可同時結帳，無須排隊等候。

Sharding 會導致我的錢包地址變動嗎？

不會——錢包地址不會因 sharding 而改變。Sharding 屬於底層區塊鏈優化，對錢包地址、資產或轉帳體驗無影響。你的地址依然有效，Gate 的充值／提領與交易流程不受影響。對一般用戶而言，sharding 升級幾乎無感，只會感受到交易速度提升及手續費可能降低。

Sharding 部署後節點操作會更簡單嗎？

是的——sharding 大幅降低節點運行門檻。過去全節點需儲存並驗證所有交易資料，硬體資源消耗極高。採用 sharding 後，普通節點僅需驗證一個或少數幾個 shard，儲存與運算負擔顯著減輕。如此一來，更多人能輕鬆運行節點，促進網路實現真正去中心化。

某個 shard 故障會影響整個網路嗎？

不會造成嚴重影響——各 shard 相對獨立。若某 shard 發生故障，通常僅影響該 shard 內的交易，其他 shard 則可繼續正常運作。設計完善的 sharding 系統具備健全的跨 shard 通訊協議及恢復機制，以確保整體網路安全與穩定。因此，sharding 技術在上線前會經過充分測試。

哪些區塊鏈已成功實現 Sharding？

Ethereum 2.0 的 Beacon Chain 已為 sharded 架構奠定基礎，danksharding 正在推進中。Zilliqa 與 Harmony 亦已於主網部署 sharding。Gate 支援這些主流 sharding 公鏈的交易，讓你能直接體驗更快的交易速度與更低的手續費。