当我们在7-11买早餐的时候，假如只有一个收银员，就要排很长的队期待结帐；假如有两个收银员，立即就会快一倍；如果有四个收银员，也许就不消列队了。这就是分片的根基逻辑，把一小我私家的事情分给多小我私家来完成以晋升效率。
为办理这一问题，以太坊引入了VDF（可验证延迟函数），它的浸染很简朴，就是让最后一个提供随机数的人无法在本身提供数字之前算出之前所有人的随机数之和，因而也就无法哄骗随机数。（RANDAO+VDF的具体先容见参考资料2）
假设渔村有小我私家叫甲，猎户村有小我私家叫乙，甲要给乙100块，同步是指：当甲提倡转账后，渔村和猎户村的记账人都知道这笔生意业务及生意业务希望，渔村记账人在账本上给甲减了100，猎户村记账人在账本上给乙加了100，生意业务完成，两个乡村同步生成新区块。
如何分片
Vitalik Buterin在3月11日颁发文章提出用多项式理睬取代状态根，该技能就是被用于此处，它是改用零常识证明的要领为生意业务提供证明，可以领略为是把数据的计较功效提供应验证者做验证，而不是直接把所有相关数据提供应验证者做验证，这种要领能大幅淘汰见证数据的巨细，也就能有效低落各类开销。（Vitalik新要领的具体先容见参考资料3，无状态客户端的具体先容见参考资料4）
那么谁来保管差异乡村的账本？以太坊引入了中继者（状态提供者）这个脚色，由他们认真存储差异分片的账户状态，且可以只为某一分片处事。中继者的事情易于领略，但怎么为他们的处事付费、如何担保他们的厚道……这些相关机制的设计是需要办理的全新问题，也是社区成员应该参加接头的管理问题。
让我们用三个乡村的故事来领略：有一个渔村、一个猎户村、一个农民村，乡村内和乡村间经常有生意业务，但没有钱币，各人记账。以前是用一个账本记三个村落的账，速度有点慢，此刻改成三个账本记，那么由哪个账原来记哪些帐了？
8.《Merge blocks and synchronous cross-shard state execution》；作者，Vitalik Buterin；https://ethresear.ch/t/merge-blocks-and-synchronous-cross-shard-state-execution/1240

不外RANDAO模子有个缺陷，就是提供最后一个数字的人是有时机作弊的：他知晓前边所有人提供的随机数之和，也就能通过调解本身提供的数字使得最终功效对自已有利。
另一个要领是，渔村有一本账，猎户村有一本账，农民村有一本账，账本中都只有本身乡村的账户信息，也只记录本身乡村内的生意业务。如此一来三个账本就可以同时记账，记账效率高，存储需求少。这正是以太坊回收的分片要领：状态分片，每个分片存储且只存储属于本成分片的账户状态。在实现上，以太坊是由用户本身选择插手哪一个分片，而不是按自然乡村分片。
异步方法本身的问题是原子性妨碍。生意业务本该具有原子性，要么执行，要么不执行，但在异步方法下，有大概呈现生意业务的一部门确定了，但另一部门被丢弃了。
3.《Using polynomial commitments to replace state roots》；作者，Vitalik Buterin；https://ethresear.ch/t/using-polynomial-commitments-to-replace-state-roots/7095
7.《给工程师的 ETH 2.0 指南》；作者，James Prestwich；翻译，Aisling、奇奇、 stormpang、 阿剑；https://ethfans.org/posts/what-to-expect-when-eths-expecting
一个分片中包括生意业务和把生意业务打包进区块的验证者，完身分片的第一步就是要确定如何给某个分片分派生意业务和验证者。先来看分派生意业务。
跨分片的生意业务
但对付跨分片的智能合约，问题来了，这棵树叶子上生存的数据都是全局变量，没有局部变量，假如一个分片的智能合约挪用另一个分片的智能合约时，两者如何通报局部变量的信息？这棵树无法为它们提供处事。
无状态客户端的实际环境比上文描写的巨大许多。「生意业务」自己的组成与未分片时差异，它要附带见证数据以证明本身是有效的。可以认为在1.0中，验证者需要本身存储旧账，以验证新生意业务；在2.0中，生意业务需要本身把旧账带上，交给验证者作验证。
分片的逻辑很简朴，但为什么如此难以实现？因为把一个账天职成64个账本记账，谋面对许多新的问题，分片技能要做的正是办理掉它们。本文将从这些问题出发，来弄清以太坊2.0的分片到底是怎么一回事。
正因为如此，该分片方法的一个主要问题就是不能淘汰单一账本上存储的数据量，而这种存储需求对付想参加记账的节点是很高的门槛；该方法还需要办理双花问题，因为一小我私家可以同时在差异的分片中耗费同一笔钱。
1.把生意业务分派给分片
以上等于对以太坊分片设计及设计中难点的先容。当前还处在以太坊2.0实现的低级时期，如下几个要害词是现阶段值得重点存眷的：状态分片、无状态客户端、随机数。
以太坊2.0会在Phase 2引入智能合约，这代表着要到Phase 2才实现智能合约的跨分片，而只有迈过这一步，才可以真正宣告以太坊进入到2.0时代。
5.《区块链分片的理念与挑战》；作者，Alexander Skidanov；翻译，Jhonny、 Echo、阿剑；https://ethfans.org/posts/the-authoritative-guide-to-blockchain-sharding-part-1
从漫衍式账本的角度来看就是：分片前只有主链这一个账本，每秒约莫能处理惩罚12～45笔生意业务，当生意业务量大于这个数据时就需要列队，也就是网络会拥堵；分片就是把一个账本酿成64个账本，让它们同时来处理惩罚生意业务，相当于7-11开了64个收银台来收银。
以太坊接头过一些异步架构模子，最新一种是由Vitalik在2019年10月的DevCon 5 大会上提出来的，其根基思路就是用信标链通报信息：在每一个slot（12 秒），分片链发生区块并与信标链区块交错链接，其毗连方法如下图，这样一来，任何分片在打包本身的新生意业务时都能通过信标链知道之前所有其他分片的信息。差异分片间异步一个slot。