分片（sharding）是一种把区块链网络拆分为多个子网络（分片）并行处理交易与状态的技术。它的核心目标是让每个节点不必处理整个网络的所有交易与状态，而只需处理所属分片的那一部分，从而降低单节点负载、提升整体处理能力。通过这种分割与并行机制，以太坊希望能够突破当前每秒处理能力的瓶颈，实现更大规模的用户服务能力。
分片最初来自于数据库领域，将一个庞大的数据库水平拆分，以减轻单个服务器的压力。在区块链领域，把类似概念应用于以太坊，就是让网络中的节点被分配到多个分片中，每个分片负责处理自己的交易和状态。节点只需要存储和验证自己分片的数据，而不需持有全网数据，从而减轻存储和计算压力。
在以太坊计划中，每个分片会有自己的验证者委员会，这些验证者负责处理分片内的交易、更新状态、提交区块。各分片之间通过跨片通信来处理涉及多个分片的交易。这意味着分片后，以太坊可以并行地处理多个交易块，从而放大其整体处理能力。
以太坊在合并之后，将继续推进其可扩展性战略，其中“Surge”阶段就围绕分片展开。最初的分片设计是让每个分片都能执行智能合约，并拥有状态和账户；但是后来路线图调整为让主链专注于数据可用性，计算与执行逻辑尽可能由二层网络或汇总（Rollups）处理，而分片主要负责提供数据承载。这样可以让主链简化职责，只负责确保数据在网络内存在，而不是执行所有逻辑。
在新路线图中，以太坊提出“Proto‑Danksharding”作为分片演进的中间阶段。这一方案通过引入称为“承载数据块交易”的新结构，将大量执行数据从主链中脱离出来，使得主链只需验证数据是否存在，而不必执行所有数据。这样可以在较早阶段为全量分片打下基础。最终的完全分片体系还会结合“数据可用性抽样”技术，让节点通过抽样验证分片数据是否存在，而不必下载整片数据。这有助于减少节点同步成本、提高验证效率。
当交易只在单个分片内部进行时，处理较为直观。但涉及多个分片的交易（例如从分片A转账到分片B，或跨分片调用合约）就会遇到挑战。传统的两阶段提交机制会涉及锁定和回滚，这在高并行环境下可能引入延迟和效率瓶颈。
为了解决这一问题，一些研究提出优化策略。例如“Rivet”方案，它让多个工作分片并行处理，然后由一个参考分片协调跨分片交互，从而减少共识开销。在以太坊的设计中，还会采用跨片支付分解方法，将转账拆分为借记与贷记两步，以便在失败或回滚时减少复杂性。这些技术如果落地，可以让分片系统在处理跨片交易时兼顾性能与安全，使用户体验不因分片而受影响。
分片技术带来的主要好处是并行处理能力。通过多个分片同步处理交易，整体处理能力有可能比单链方式高出数倍。主链节点不再承担全网交易处理，只需关注自身分片的数据，从而降低节点硬件门槛，提升去中心化程度。
此外，分片能降低节点存储与带宽压力。节点不需存储全网状态，只需保存各自分片的部分数据，这使得更多普通设备可以成为验证节点，从而加强网络的参与度。不过，分片也带来挑战：跨片交易的通信成本与延迟、一致性保障、分片安全性、分片负载不均衡以及在重分片时的数据迁移成本。学术界对这些问题已有研究，对分片的划分策略、负载均衡机制与通信协议设计等进行分析。
因此，分片在解决扩展性矛盾的同时，也需要设计合理的机制来应对这些限制，保障系统在性能、安全与去中心化间取得平衡。
分片技术通过把网络拆成多个分片并行处理交易与状态，可以让以太坊的处理能力获得提升。它使得单个节点无需处理全网数据、减轻存储与计算负载，也能支持更多用户规模。以太坊社区已将分片纳入其路线图，并在“Proto‑Danksharding”等阶段推出过渡方案以逐步实现分片构想。若这些设计落地，分片将会成为以太坊扩展能力的重要支柱。
不过，分片并非没有难题。跨片交易的通信机制、分片安全性、负载均衡、数据迁移等问题都需要在实践中不断完善。用户在期待其性能提升的同时，也应认识到分片的逐步推进需要时间和验证。最终，分片若能稳妥落地，它将是以太坊解决可扩展性困境的重要里程碑。
关键词标签：分片,以太坊,Proto‑Danksharding
