封面图2

在 Ethereum Casper 101[1] 中，Jon Choi 对 Casper 做了一个很棒很清晰的综述，并解释了为什么显式最终确定性（explicit finality）对于可扩展性（scalability）大有裨益。本文旨在给出一个以太坊分片的设计概览，并阐释显式最终确定性如何有助于区块链分片。

为了完全理解以太坊分片机制提案的技术规范，我强烈推荐深入研究 Vitalik 写的 sharding doc[2].

区块链可扩展性问题

1、不断增长的交易。

2、目前的块生成过程导致可扩展性受限。区块的gas limit 束缚了区块的计算容量。无论是提高区块的 gas 上限，还是大大降低区块时间，都会导致高陈腐率（high stale  rate），并削弱网络对抗攻击的能力。

3、并行不足。首先，现有的 EVM 按先后顺序依次处理交易。其次，出于安全和去中心化的考虑，每个全节点会执行每一笔交易，并存储整个（或修剪后）的状态树。 

进阶阅读：并行执行交易 EIP 648 — Easy parallelizability

为了解决可扩展性问题，分片（sharding）引入了链上状态分区（on-chain state partition）来获得更高的吞吐量。

术语

首先，让我们来看一下在主链（你可以理解为现在的 Mainnet chain）和分片链（shard chain）上不同层次的对象区别：

可以简单地这么认为，交易都会被装入 “collation”。与区块类似，一个 collation 也会指向它在链（指的是分片链）上的 parent collation。 成为一个 “collator”，就意味着你有资格在 POS 分片链上提名一个新的 collation。