每个网络都面临区块链三难困境，即扩展性、安全性和去中心化，而如何解决这一问题对任何 Web3 项目的成功至关重要。虽然许多项目选择在某一方面发力以应对这一挑战，Shardeum 则开发了一种双重共识系统，在确保去中心化和安全性的同时提升吞吐量。
什么是 Shardeum？
Shardeum 是一个基于以太坊虚拟机（EVM）的区块链层，采用动态状态分片技术来克服区块链三难困境：扩展性、安全性和去中心化。该平台拥有一个可扩展的系统，能够在保持去中心化和安全性的同时提供低廉的 Gas 费用。这得益于其独特的共识机制，该机制结合了权益证明（Proof of Stake, PoS）和仲裁证明（Proof of Quorum, PoQ）的优势。
通过 Shardeum，开发者可以构建并部署与以太坊兼容的智能合约，从而实现与以太坊网络的无缝对接，无需调整或重写代码。其混合共识机制允许快速、流畅的交易验证，只需大多数验证者同意即可执行交易。
这种独特的方法还使平台能够通过增加新的验证者不断提升每秒交易量（TPS）的处理能力，从而始终保持较低的 Gas 费用。最后，Shardeum 平台的原生代币名为 SHARD ($SHM)，用于质押以运行验证节点以及生态系统内的其他功能。
Shardeum 的历史
Shardeum 于 2007 年由 Omar Sid 和 Nistal Shetty 创立。Omar Sid 是一名前 NASA 专家，而 Nistal Shetty 则是 WazirX 的创始人。二人是印度 Web3 运动的重要推动者，建立了一个有机社区，吸引了许多接受和支持该生态系统的成员。
Shardeum 的工作原理
Shardeum 针对困扰 Web3 行业的三难困境问题开发了独特的解决方案，包括使用验证者和仲裁证明（Proof of Quorum, PoQ）共识机制。此外，正如其名称所示，Shardeum 采用了分片（Sharding）技术，这是一种将区块链分解为更小、易于管理的部分（称为分片）的技术。
分片本质上是将区块链庞大的数据库系统拆分为更小的表格，就像将信息分解为更小、更易管理的片段。这使得分片区块链能够比非分片区块链更快地处理信息，因为分片可以更高效地过滤和处理小片段信息，而非笨重的大型数据库。
Shardeum 在传统分片概念的基础上更进一步，提出了动态状态分片（Dynamic State Sharding）。顾名思义，动态状态分片灵活且易于适应区块链生态系统的变化。它将网络分解为多个独立的分片，这些分片能够同时处理交易。
通过动态状态分片，涉及多个分片的交易可以同时处理，而无需按顺序依次进行。这大大缩短了交易处理所需的时间，并提高了交易吞吐量。此外，动态状态分片的加入使网络可以在不中断生态系统功能的情况下轻松完成升级。
除了动态状态分片，Shardeum 平台还采用了由权益证明（Proof of Stake, PoS）和仲裁证明（Proof of Quorum, PoQ）组成的双重共识机制。PoS 共识在验证过程中至关重要，能够确保不诚信的节点不会被验证。它还决定交易的验证方式以及谁能因正确验证而获得奖励。
与此同时，仲裁证明（PoQ）共识采用了一种独特的验证方式。PoQ 使用基于时间戳的排序协议进行交易验证，而不是将交易详情传播到整个区块链上，而是仅限于其特定共识组或分片内的节点。
分片内的特定验证节点只需要存储其负责账户的最新状态，而无需存储整个网络的数据。这大大提高了交易速度并节省了资源，因为数据仅限于其指定的分片，而非整个网络。此外，组内的每个节点都会了解特定交易，并以电子票据形式进行信任化的收集。
当超过 50% 的节点投票通过时，交易会被网络确认，无需任何延迟，从而加快了交易执行速度。一旦执行完成，单个交易会被分组并发送到网络上的存档节点（Archive Nodes）。
当平台面临高流量时期时，还配备了备用节点（Standby Nodes）。这些节点帮助处理多余的交易，并在每个周期结束时替换最早的活跃验证节点。
Shardeum 的特点
Shardeum 的核心机制是分片技术的应用，将区块链分解为称为分片的小块。然而，平台还具备其他确保成功的重要功能，其中包括以下几点：
原子性（Atomicity）
Shardeum 配备了原子处理功能，能够以原子性方式处理交易。这意味着交易的所有部分必须全部成功完成，否则不会执行。简而言之，交易要么完全执行，要么完全不执行。这对交易的成功至关重要，同时确保数据一致性，以防止安全风险和信任问题。
跨分片可组合性（Cross-Shard Composability）
Shardeum 的跨分片可组合性允许交易访问和利用不同分片的数据和状态。这使得在分片环境中执行复杂交易和智能合约成为可能，从而简化了智能合约开发者的编码过程。
自动扩展（Autoscaling）
自动扩展是指网络能够根据需求自动调整，而不影响安全性或性能。这通过每个周期（通常为一分钟）测量网络负载，并根据负载决定需要的验证节点数量来实现。整个过程完全自动化，无需任何中介参与。
线性扩展（Linear Scaling）
线性扩展性指应用程序在工作负载增加时能够添加更多机器、服务器或节点到网络的能力。Shardeum 能够在平台需求上升时添加更多节点。这些节点被分配到网络的备用验证池中，交易每秒处理能力（TPS）随着节点数量的增加成比例提升，使 Shardeum 成为第一个实现线性扩展的网络。
低 Gas 费用
得益于分片技术，网络能够将交易状态均匀分配，并在不同节点之间动态执行工作负载、存储和带宽。这种交易处理系统减少了验证者的开销，因为他们只需要存储所在分片组内的交易状态数据。这种高效的资源分配模式显着降低了 Gas 费用。
Shardeum 生态系统
Shardeum 生态系统拥有 155 个项目，涵盖 NFT、跨链桥、文件存储、基础设施、直播、社交、工具、DeFi 协议以及游戏等领域。其中一些项目包括：
Swapped Finance
Swapped Finance 是基于 Shardeum 网络构建的领先去中心化交易所，允许用户无需创建账户即可进行代币交换，手续费最低仅为 0.3%。平台还提供流动性池，用户可以通过买卖代币赚取收益。借助 Shardeum 的特性，Swapped Finance 为用户提供了一个可扩展、安全且高效的交易和质押平台，满足他们对代币交易的需求。
PointSix
PointSix 是一个低费用 NFT 交易市场，为用户提供空投和好友推荐高达 50% 佣金的独特福利。用户可以选择三种会员等级（VIP、VVIP 和 Elite），这些会员等级为用户提供不同的福利，包括交易费用折扣、即时创作者版税以及推荐他人用户的激励措施。
Xade Finance
Xade 采用混合模式，将去中心化金融（DeFi）和传统金融结合起来，为 Web3 生态系统提供日常银行服务。作为传统银行的 DeFi 替代方案，Xade 为用户及 DeFi 新手提供无缝的金融服务体验。
Shardible
Shardible 是一个专为初学者设计的 NFT 市场，旨在简化 Web3 交易。它优化了 NFT 的交易、竞标和上架流程，并提供“NFT 即服务”（NFTs-as-a-Service），使开发者能够轻松构建自己喜欢的 NFT 项目。平台还配备了 NFT 启动板，供用户创建和推广自己的 NFT 市场。
Solus Finance
Solus Finance 是一个 Web3 交易平台，旨在简化新用户的 Web3 交易。平台包括两个主要产品：现货（Spot）和衍生品（Derivative）交易，允许用户在资产买卖以及价格上涨或下跌之间进行投机。此外，Solus 采用了游戏化的交易方式，交易者可以通过与其他交易者竞争，获得因明智投资而赢得的徽章奖励。
$SHM 代币
SHM 代币是 Shardeum 的基础代币，用于运行验证节点并参与网络上的 De-Fi 交易及其他交易。$SHM 是平台的治理代币，持币者通过质押代币获得治理权，能够就网络相关事务进行投票。
SHM 代币的另一主要功能是作为燃料费代币，用于执行交易及其他需要网络智能合约的操作。此外，SHM 还通过空投、生态系统奖励以及网络参与等方式用于奖励。
$SHM 代币经济学
SHM 代币的市场供应量固定为 5.08 亿枚 SHM。然而，由于交易费用会定期销毁，最大供应量的 5.08 亿枚永远不会被完全达到。SHM 代币将按以下方式分配：
51% 分配给社区，作为验证节点和存档节点的奖励（259,080,000 SHM）。
18% 用于销售：3 个月锁仓期，然后进行 2 年每日线性解锁（91,440,000 SHM）。
15% 分配给团队：3 个月锁仓期，然后进行 2 年每日线性解锁（76,200,000 SHM）。
11% 分配给基金会：在代币生成事件（TGE）时解锁（55,880,000 SHM）。
5% 分配给生态系统：在 TGE 时解锁（25,400,000 SHM）。
由于交易费用会被销毁，SHM 的最大供应量 5.08 亿枚将永远不会被完全达到。
总结
Shardeum 已迅速成为区块链生态中备受关注的网络之一，通过 L1 级别的解决方案应对区块链三难问题。其独特的共识机制使其区别于其他竞争者，在 De-Fi 领域迈向完全去中心化的道路上领先一步。
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本文来源：gate团队
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