当区块链进入吞吐量瓶颈后，可以将网络分片成多个链，由不同的共识组产生区块，不同的区块生产者可以并行处理不同的交易，从而将交易负载分散，增加链上的整体吞吐量。
设计这样的分片区块链系统的关键两点是：
1.设计一个可用于跨分片交易的协议，来原子性地访问和修改状态。
2.增强交易模型，使得智能合约能够被设计为跨片并行运行。
这样设计的目的是为了防止不同分片中的交易冲突，这种情况，需要一个协议来实现原子性的跨分片交易。
Chainspace即是一种支持智能合约的分布式账本系统，它通过分片的方式，允许节点并行处理链上交易。因此主要设计目标是允许原子性的跨分片交易。
具体来说Chainspace是一个可以随着节点数量的增加而无限扩展的系统，可以容忍拜占庭式的故障，并且可以被完全公开地审计。
具体操作上，Chainspace提出了‘对象’，一个类似 UTXO 的数据模型，用于支持原子性的智能合约，从而允许在不同的分片上并行处理交易。
金色午报 | 9月7日午间重要动态一览:7:00-12:00关键词：Tether、Filecoin、Sushiswap
1.交易所比特币净流入量周末大幅上升。
2.Tether官方：USDT市值已超过140亿美元。
3.Filecoin太空竞赛第三周将进行进一步压力测试。
4.Sushiswap锁仓量上涨至13亿美元 排名重回前五。
5.中国区块链城市创新发展指数“北深上杭”排名前四。
6.专家：应在数字货币等方面提出规划方案推动国际规则建立。
7.SushiSwap将推迟流动性迁移或将启动多签机制管理社区
8.dForce：以后每周都将对现有资金池激励方案进行评估和调整。[2020/9/7]
提出了一个新的分布式的原子性的状态确认协议，称为 S-BAC ，用于跨多个拜占庭节点，对通用智能合约的交易进行分片处理，并正确协调这些节点以确保安全性、可用性，以及防破坏性。
对象和合约
金色晨讯 | 中国首家媒体接受比特币订阅 欧盟将于今年决定是否制定虚拟货币监管法规:1.欧盟委员会副主席：欧盟年底前将决定是否制定新法规监管虚拟货币
2.火币收购桐成之路再起波澜，收购委托方被监管调查
3.北京科技报《科技生活》接受比特币订阅
4.中国国家地理小程序推出“地理币”支持小程序支付
5.密苏拉县拒绝暂停加密货币运营的提议
6.塞拉利昂通过联合国伙伴关系开发基于区块链的身份识别平台
7.苏州设立10亿区块链引导基金，欲将高铁新城变“链谷”
8.稳定币每日交易总量中约98％来自Tether
9.马耳他总理：加密货币是不可避免的未来[2018/10/1]
Chainspace的对象是指系统中持有状态的原子。所有的对象都有基于密码学的唯一标识符，用来明确地指代该对象，对象也有一个类型，类型包含了定义了它们的智能合约的唯一标识符，以及类型名称。
金色晨讯 | 央行联手5银行开发区块链平台 美国法官裁定两起ICO欺诈案适用美国证券法?:1.SEC指控加密资产管理公司基金未注册且虚假营销
2.美国两州要求印度扣押Bitconnect负责人资产
3.加州伯克利教授：稳定币无法解决比特币不稳定性
4. Coinbase、Circle等加密公司正组建区块链协会
5.央行联手5银行开发区块链平台 中小微融资成本或降至6%以下?
6.美国金融业监管局首次对ICO提起欺诈指控
7.沙特阿拉伯英国银行加入R3区块链生态系统
8.赵长鹏：稳定币是通往加密世界的桥梁
9.SEC控告未注册经纪自营商提供加密货币[2018/9/12]
在 Chainspace 中，对象状态是不可变的。但对象可以处于两种‘元’状态，即活动或不活动。活动的对象可以通过智能合约的过程进行操作，而不活动的对象则是为了审计的目的而保留。
合约则是特殊类型的对象，它包含，关于如何操纵合约所定义的其他类型的对象的，可执行信息。它们定义了一组初始对象，这些对象在 Chainspace中随着合约首次创建时被创建。并随着合约逻辑运行，最后输出结果。
金色晨讯 | 美国证券交易委员会暂停比特币和以太币追踪交易 花旗发行数字资产收据:1.北京互联网法院9月9日挂牌
2.互金协会李礼辉：区块链技术规模化商业应用还需突破五大瓶颈
3.中国人保财险前副总裁：区块链重构金融最主要是重构信用
4.V神：区块链行业正转向实际应用阶段
5.印度最高法院将于周二听取储备银行对加密银行禁令请愿
6.国防专家：恐怖分子未能通过加密货币筹集资金
7.经济学家Tuur Demeester：区块链是具有里程碑意义的发明
8.非盈利区块链科技中心Blockchain Centre中国总部正式揭幕
9.中国区块链应用研究中心（香港）正式揭牌[2018/9/10]
每个智能合约，会定义一个检查器，检查器是纯函数，会将合约运行过程以及输入、输出、引用和局部变量作为参数。即获取合约数据。
Chainspace系统虽无视过程，只依赖检查器。但应用程序可以使用过程来创建有效的交易。
分析 | 金色盘面：市场反弹性质解密:金色盘面综合分析：据图中总市值占比显示，BTC在8月14日之后持续下降，这就表明资金从BTC里面出逃，流入其他币种进行套利。而从市场价格对比，可以发现，目前BTC已经回到7月15日的价格水平，但是市场总市值只有2236亿美元，比起7月14日的2495美元下降了10%，而剔除BTC的总市值却下降了22%，从1415亿美元下降到1100亿美元。目前看反弹的动力大概率来自于当初出逃的这300亿美金，而增量资金是否入场，我们还需要进一步观察。[2018/8/18]
客户端会打包足够的关于执行这些过程的信息，以允许 Chainspace 安全地将其执行序列化，这样一来，只有在所有交易，根据相关的智能合约的检查器，是有效的情况下，才会原子性的将交易确认。
系统的分片结构
Chainspace系统由管理有效对象，并确保仅提交有效交易的，基础节点网络组成。一个关键的设计目标是在高交易吞吐量和低延迟方面实现可扩展性。为此，节点被组织成分片，它们管理对象的状态，确保对象的有效性，并记录中止或确认的交易。
在每个分片中，所有诚实的节点都确保他们在是否接受交易的问题上完全一致：对象在任何时刻是活动的还是不活动的，以及从它们所涉及的合约得到的痕迹，按照合约的检查器，是否是有效的。
跨分片时，如果所有分片都愿意确认交易，节点必须确保交易被确认，如果任何分片决定中止交易，由于检查器返回‘假’或对象不活动，节点必须确保交易被拒绝（或中止）。为了满足这些要求，Chainspace 实现了S-BAC协议，是一种以新颖的方式组合现有的拜占庭一
致性，和原子性确认的基本概念的协议。
确认（或中止）交易的共识过程在不同的分片中并行进行。为了透明性和可审计性，每个分片中的节点会周期性地发布，由检查点组成的，有签名的区块链：分片将证据组成的区块（是
一个默克尔树）添加到区块链上，证据包括在当前周期处理的交易，以及来自其他节点的有签名的承诺。
在 Chainspace 中，一个交易是由组成该交易的过程生成的，执行痕迹的序列，以及它们之间的相互依赖关系所表示的。这些都是由最终用户的客户端计算和打包的，其中包含了检查器建立交易的正确性，所需的所有信息。
交易是一种数据结构，为了生成一组构成交易的痕迹，用户在客户端，依据输入对象、引用和本地变量，执行所有包含在智能合约中的过程，并为每个过程生成输出对象和本地返回值。因此，交易背后的实际计算由用户执行，形成交易的痕迹中，已经包含输出对象和返回值，以及足够的信息，以便通过智能合约的检查器，检查其有效性。
一个合约过程可以调用另一个智能合约的交易，给它指定参数，并依赖于它的返回的值。这是通过将变量传递给智能合约的检查器来实现的。
除了执行交易外，Chainspace 客户端还需要读取对象的状态以正确形成交易。即使它们被用作交易的输入或引用，读取本身不会使系统接受不一致的状态。
因此，任何机制都可用于向客户端公开对象的状态，此外，可以使用任何索引机制来允许客户端更快地检索具有特定特征的对象。
隐私
将智能合约逻辑定义为检查器允许 Chainspace 通过特定的设计，支持隐私友好型合约。在此类合约中，对象中的某些信息不是公开的的，而是使用公钥加密，或者使用安全提交方案进行提交。交易仅包含有效的证据，表示智能合约过程的逻辑或不变量，被正确应用或各自持有，并且可以采用零知识证明或简洁知识论证（SNARK）的形式。
Chainspace 使用分片策略来确保可扩展性，公共函数将每个对象映射到一组节点，这些节点共同受托管理对象的状态、确保其有效性、记录涉及到对象的交易，并最终提交至多一个使用对象作为输入，并使输入对象变为不活动状态的交易。但是，只有当节点确定所有其他节点已经，或即将要，通过消费这些对象，记录相同交易时，它们才能将该交易记录为已确认。这种分布式算法称为‘分片内共识算法’。
Chainspace 通过结合拜占庭协议和原子性确认协议，提出了分片拜占庭式原子确认（S-BAC）协议，在拜占庭和异步条件下，处理交易的分片内共识算法。其中：
拜占庭协议确保大小为 3 f + 1 的分片的所有诚实成员，能就特定公共操作序列达成一致，即使分片中包含 f 个恶意节点。协议还能够保证，在寻求达成协议时，最终将商定一项决议或顺序动作。共识协议在每个分片内执行，以协调所有节点。通过PBFT 的MOD-SMART实现用于状态机复制，从而使通信步骤的数量最优化。
原子性提交协议跨越所有分片运行，这些分片管理了交易涉及的对象。它要求每个分片都需要同意确认交易，来使交易被确认；即使只有一个分片拒绝该交易，所有的‘同意’都会被否决。
在 Chainspace 中，每个交易在管理它的输入和引用的分片中，均涉及固定数量的相关节点。如果两笔之间的相关节点集不交叉，则它们之间就不存在冲突，并且可以并行执行或以任意顺序执行。
但是，如果两个交易之间存在共同的输入对象，则所有节点只接受其中的一个交易。这一过程将通过 S-BAC 协议来实现。这一过程仅与管理冲突交易的节点有关，因此它是局部性的，而不需要全局性的共识。
PS：Chainspace是模块化区块链Celestia的技术原理，以上内容整理摘录于Celestia白皮书。
郑重声明： 本文版权归原作者所有， 转载文章仅为传播更多信息之目的， 如作者信息标记有误， 请第一时间联系我们修改或删除， 多谢。