在不断发展的区块链技术世界中，扩展性仍然是最重要的挑战之一。虽然加密货币和去中心化应用程序获得了巨大的普及，但由于高昂的交易费用和有限的吞吐量，它们的广泛采用受到阻碍。Shardeum 作为解决这些问题的创新解决方案，提出了一种革命性的方法来扩展区块链网络，同时保持去中心化和安全性。
Shardeum是一个基于EVM的第一级区块链，旨在实现水平扩展和并行交易执行，并且永久保持低交易费用。通过利用动态状态分片和自动扩展等创新技术，Shardeum解决了现有区块链在与Web2的扩展性匹配时面临的基本限制。本指南全面探讨了Shardeum的核心特点、SHM代币的用途以及其转变区块链格局的潜力。
要点总结
- Shardeum是一个与EVM兼容的第一级区块链，通过动态状态分片和自动扩展来解决三难困境。
- SHM代币的功能包括交易费用、质押、治理和奖励，所有费用都被销毁以产生通货紧缩压力。
- 线性扩展意味着直接增加节点会提高交易吞吐量，而不会因为网络拥堵而影响费用的持续低廉。
- Shardeum由Omar Syed和Nischal Shetty创立，保持跨分片可组合性，并降低验证者的进入门槛，以增强去中心化。
- 主网启动定于2025年第一季度，智能合约功能和完整的自动扩展实施将在该年稍后进行。
什么是 Shardeum (SHM)？
Shardeum 是一个基于 EVM 的第一级区块链，能够水平扩展，提供高速和低燃气费，而不会牺牲安全性或去中心化。作为一个分片的、与以太坊兼容的智能合约平台，Shardeum 使用 Shardus 协议，该协议采用动态状态分片、跨分片原子可组合性、自动扩展、线性扩展和其他旨在解决区块链三难困境的新技术创新。
Shardeum 上的本地币是 “Shard”，其代号是 “SHM”。SHM 在 Shardeum 生态系统中具有多种功能，包括支付交易费用、验证者质押、治理和奖励分配。凭借其独特的架构，Shardeum 旨在让像 AI 和交易平台这样的应用能够在其网络上以合理的成本进行扩展，使区块链的优势与用户能够控制其资源的能力相结合，免受单个故障点的影响。
Shardeum 与 SHM 代币之间的关系是什么？
Shardeum 指的是整个区块链平台和基础设施，而 SHM 是该网络的本地加密货币。这种关系可以与以太坊是一个区块链平台而 ETH 是其本地代币进行比较。
SHM 在 Shardeum 生态系统中具有多种功能：
- 它是 Shardeum 网络上的主要交易媒介
- 它使用户可以支付交易和燃气费用
- 它允许持有者参与网络治理
- 可以由验证者质押以保障网络并获得奖励
在加密货币领域，币和代币这两个术语往往可以互换使用，尤其是在与以太坊兼容的平台上。由于 SHM 是 Shardeum 的本地货币，因此从技术上讲它是一种币。不过，SHM 也可以被称为“代币”，因为在智能合约和某些实用功能的上下文中将使用代币化版本，这与常见的行业术语相符。
Shardeum 想解决什么？解决区块链三难困境
区块链行业面临独特的挑战：它必须高效扩展，变得用户友好，并随着需求增长而降低成本，同时保持高度的去中心化，这是传统系统不需要满足的要求。这个三维问题被称为“区块链三难困境”，在这个三难困境中，传统的区块链只能在可扩展性、安全性和去中心化三个关键属性中优化两个。
早期的第一级区块链如比特币为了优先考虑安全性和去中心化，自我限制了其扩展性。由于缺乏扩展性，历史上受到排他性、权力滥用和缺乏透明度的中心化传统机构的持续依赖。
Shardeum 旨在解决的具体问题包括：
- 有限的扩展性：现有的第一级区块链有架构上的限制，并依赖于垂直扩展，这在达到最大TPS后会限制扩展性，导致网络拥堵和在高峰需求期的高燃气费。
- 高交易费用：在网络拥堵时，交易费用可能会成倍增加，使区块链技术的许多用例变得经济不可行。
- 糟糕的用户体验：高费用和缓慢的交易确认时间导致糟糕的用户体验，阻碍了主流采用。
- 去中心化的妥协：许多扩展解决方案牺牲去中心化以实现更高的吞吐量，这与区块链技术的核心原则相悖。
- 有限的应用可能性：当前区块链的限制阻碍了复杂、高吞吐量应用（如 AI 和交易平台）的开发。
Shardeum 创始人与发展路线图：从概念到主网启动
Shardeum 的开发旅程始于其基础技术 Shardus，该技术自2016年以来一直在开发中。Omar Syed 是一名系统架构师，曾为 NASA 和 Yahoo 等组织构建可扩展系统，他开始研究一种分布式账本设计，该设计将处理独立的交易，不将它们分组到区块中，从而使账本更容易分片。
以下是 Shardeum 开发的时间线：
- 2016年第二季度：Omar Syed 开始研究一个分布式账本的设计（后来命名为 Shardus）。
- 2021年第三季度：Shardus 团队通过将一个分片代币转移网络扩展到 1000 个节点并实现 5000 TPS，展示了线性扩展和自动扩展。
- 2021年第四季度：WazirX 的创始人兼首席执行官 Nischal Shetty 邀请 Syed 前往迪拜，讨论基于 Shardus 技术创建智能合约平台的事宜，随后形成了 Shardeum 的构想。
- 2022年第一季度：Shardeum Liberty Alphanet 于2022年2月2日推出，允许社区部署与EVM兼容的智能合约。
- 2023年第一季度：Shardeum Sphinx Betanet 于2023年2月2日推出，使社区成员能够运行验证者节点，最终加入网络的节点超过25,000个。
- 2024年第一季度：继续运行 Betanet 并完成技术创新的专利申请。
- 2024年第二季度：开源代码并启动多个开源项目。
- 2024年第二季度：2024年6月启动 Atomium 激励测试网，测试网在前六个月内拥有超过31,000个验证者、638,000个钱包和2300万笔交易。
Shardeum如何解决区块链在TPS方面的可扩展性问题？
1. 动态状态分片
Shardeum采用动态状态分片技术，将协议层的网络分割成多个分片，每个分片能够独立处理交易。与传统区块链中交易在单一链上顺序处理不同，Shardeum的方法支持并行交易执行，显著提高了网络的吞吐量，同时保持原子可组合性。
2. 自动扩展
作为行业首创，Shardeum具备自动扩展能力，根据实时网络需求调整其处理能力。随着交易量的增加，Shardeum通过增加更多分片来动态扩展，以应对负载，确保性能保持高效且不影响速度或成本。这是通过每个周期（60秒）测量网络负载并自主调整所需的验证节点数量来实现的。
3. 法定人数证明（PoQ）共识机制
Shardeum实施了一种独特的法定人数证明共识机制，其中多个分片内的验证节点验证和处理交易。如果一笔交易获得分片内超过50%节点的批准，则会立即处理，从而实现极低的延迟和最终性。该系统由权益证明作为抵御Sybil攻击的机制支持，要求节点质押SHM作为抵押。
4. 验证节点的低进入门槛
Shardeum通过要求最低硬件配置来降低运行验证节点的门槛，使社区参与变得更加可及。网络的直观GUI仪表板使用户能够仅通过几次点击管理其节点，甚至不需要技术技能，从而增强去中心化。
5. 线性扩展
通过无块交易处理和动态状态分片的结合，Shardeum实现了真正的线性扩展。例如，如果100个节点提供每秒50笔交易（TPS），那么200个节点将提供100 TPS。该方法允许网络通过增加更多节点横向扩展，而不是通过增加现有节点的处理能力纵向扩展。
6. 永久低交易费用
Shardeum的中央设计目标之一是确保长期低交易费用。由于Shardeum线性自动扩展，它始终保持低网络维护成本，无论需求如何，从而为最终用户提供持续低廉的费用。这为以前因成本过高而在其他平台上不切实际的创新用例打开了大门。
7. 原子与跨分片可组合性
不同于许多破坏原子可组合性的分片网络，Shardeum保持在单一交易中调用多个智能合约并将其链在一起的能力，甚至跨越不同的分片。这带来了更好的用户体验和更低的交易成本，因为用户可以在单一交易中执行复杂操作。
8. EVM兼容性
Shardeum基于EVM，使其与以太坊的工具、钱包和智能合约生态系统兼容。这种兼容性使开发者可以轻松将他们的以太坊应用程序移植到Shardeum，而无需学习新的编程语言或框架，从而促进快速采用。
Shardeum代币经济学：SHM供应、分布和实用性
初始供应与分布
Shardeum在2025年初转向动态响应的供应模型，初始供应为2.49亿SHM，分配如下：
- 销售: 91,440,000 SHM (36.72%) – 3个月悬崖期，然后为期2年的每日线性释出
- 团队: 76,200,000 SHM (30.6%) – 3个月悬崖期，然后为期2年的每日线性释出
- 基金会: 55,880,000 SHM (22.44%) – 在代币生成事件（TGE）时解锁
- 生态系统与空投: 25,480,000 SHM (10.23%) – 在TGE时解锁
与以太坊类似，验证人奖励将根据网络需求动态生成，而不是预铸造，创造出更可持续和灵活的代币发行模型。由于100%的交易费用被销毁，SHM预计将随着时间的推移而出现通货紧缩。
代币实用性
SHM在Shardeum生态系统中具有几个重要功能：
- 质押: 验证者质押SHM以参与网络，若节点行为不当，则此质押金额可能会受到削减，从而确保网络安全。
- 交易费用: SHM用于支付Shardeum网络上的交易和油费，所有费用都被销毁以创建通货紧缩机制。
- 治理: SHM持有者可以参与网络治理，投票表决提案和网络参数的更改。
- 奖励: SHM被分配为网络参与的奖励，包括验证者奖励和生态系统激励措施。
动态供应模型
Shardeum的代币经济学遵循动态供应模型，发行量根据网络需求和经济状况进行调整。这确保了网络能够维护验证者的激励平衡，同时防止过度通胀。根据网络状况，供应可以是：
- 通货膨胀型: 当需要激励网络增长和参与时。
- 通货紧缩型: 当发行量保持正数但随时间递减时。
- 通货紧缩型: 当需求导致销毁机制减少流通供应时。
这种适应性方法使Shardeum能够达到供应均衡，SHM通过交易费用销毁的数量与分配给验证者的数量相等，从而创造出一个长期可持续的经济模型。
SHM代币的好处：对于投资者、开发者和生态系统
对于投资者和代币持有者
- 价值储存: SHM具有作为价值储存的潜力，为用户提供一种去中心化和安全的管理财务方式。其通过费用销毁实现的通货紧缩机制，促进了长期价值升值的潜力。
- 质押收益: 通过质押SHM以运行验证节点，持有者可以获得奖励，从而创建被动收入流，同时为网络安全做出贡献。
- 治理权利: SHM持有者可以通过治理投票参与网络未来的塑造，影响重要的协议决策。
- 潜在增长: 随着Shardeum的采用增加和更多应用程序在平台上构建，SHM的需求可能会增长，可能导致价值升值。
对于开发者和企业
- 低且可预测的交易成本: Shardeum上始终低廉的油费使得构建更广泛的应用成为经济上可行的选择，包括交易量高或小额支付系统的应用。
- 高需求应用的可扩展性: 开发者可以构建需要高吞吐量的应用，而无需担心网络拥堵或在高峰期不断上升的费用。
- EVM兼容性: 从以太坊到Shardeum的无缝过渡减少了开发成本和时间，使开发者能够利用现有的代码和工具。
- 跨链交易支持: SHM可以潜在地跨多个区块链网络进行桥接，实现在Shardeum生态系统之外的无缝价值转移和资产交换。
对于更广泛的生态系统
- 可持续区块链增长: SHM的动态供应模型确保网络在不依赖不可持续激励机制的情况下，可以无限期地保持安全性和性能。
- 增强去中心化: 低门槛的验证者参与促使更多的人参与网络安全和共识，进而提高去中心化的水平。
- 支持新用例: 低费用、高吞吐率和原子可组合性的结合，使得在其他区块链上不可行的创新应用成为可能。
- 环境效率：Shardeum 的节能权益证明机制和优化的资源使用与全球可持续发展努力相一致。
Shardeum 主网启动及未来发展计划
技术演进
主网启动后，Shardeum 计划进行几次技术升级以增强其能力：
- 智能合约功能：2025年第三季度将引入完全集成的 EVM 兼容性和复杂智能合约支持，使开发者能够构建复杂的去中心化应用程序。
- 自动扩展实施：到2025年第四季度，Shardeum 将部署完整的自动扩展功能，使网络能够根据需求动态调整其容量。
- IPv6 支持：未来的升级将增加对 IPv6 地址的支持，扩展网络的可访问性。
- 增强的安全措施：将实施持续的安全改进，以防止漏洞和攻击。
- 存储自动扩展：除了交易吞吐量，Shardeum 还将开发根据存储需求自动扩展的能力。
- 多语言支持：验证者软件将以 TypeScript 之外的其他语言开发，可能包括 Rust。
生态系统扩展
Shardeum 的未来还将专注于构建一个充满活力的应用和服务生态系统：
- DApp 开发：该平台将促进去中心化应用程序的创建，利用其独特的特性，特别是那些受益于低交易费用和高吞吐量的应用程序。
- 跨链集成：Shardeum 将继续开发互操作性解决方案，允许资产和数据在 Shardeum 与其他区块链网络之间流动。
- 开发者工具和资源：将提供增强的工具和资源，使在 Shardeum 上的构建尽可能简单和高效。
- 社区参与：持续的倡议将教育和吸引社区，推动网络的采用和参与。
通向去中心化的道路
Shardeum 未来的一个关键方面是其对渐进式去中心化的承诺：
- DAO 实施：Shardeum 计划将治理权力从核心团队转移给去中心化自治组织 (DAO)，赋予 SHM 持有者对网络未来越来越多的控制权。
- 验证者多样化：随着网络的发展，将旨在增加验证者的地理和运营多样性，以增强去中心化。
- 降低准入门槛：继续努力降低参与的技术和财务门槛将有助于扩大验证者基础。
Shardeum 与竞争对手：为何 SHM Coin 脱颖而出
在 Layer 1 区块链的竞争环境中，Shardeum 通过几个关键优势使自己与众不同：
独特的技术方案
- 真正的横向扩展：与依赖纵向扩展（更强大的硬件）如 BNB 链、Solana 和 Algorand 的网络不同，Shardeum 通过增加更多节点实现横向扩展，达到线性可扩展性而不导致集中化。
- 动态状态分片：尽管一些项目（如 Near 和 MultiversX）实施了某种形式的状态分片，Shardeum 的动态方法允许在节点之间更灵活和高效地分配网络状态。
- 自动扩展能力：Shardeum 是第一个实施真正的自动扩展的区块链，能够根据需求自动调整网络容量，这是其他 Layer 1 解决方案所没有的。
- 原子跨分片组合性：许多分片区块链在跨分片的原子组合性方面遇到困难，需要复杂的协调。Shardeum 保持这种能力，使智能合约之间能够无缝交互，无论是否在不同的分片边界。
经济效率
- 可持续的费用结构：其他网络在高需求期间会出现费用激增，而 Shardeum 的架构确保在采用增加时交易费用始终保持低廉。
- 优化的资源利用：网络可以根据实际使用情况进行上下扩展，防止资源浪费和不必要的成本，这些成本最终将转嫁给用户。
- 动态代币经济：与固定供应模型或预定通货膨胀计划不同，Shardeum 对代币发行的适应性方法优化了长期可持续性。
提升用户和开发者体验
- EVM 兼容性：在保持与以太坊工具和智能合约的兼容性同时，Shardeum 移除了以太坊在可扩展性和高费用上的限制。
- 低延迟和快速最终确定：Shardeum 的交易在几秒钟内达到最终确认，而许多其他网络则需要几分钟或几小时。
- 可预测的交易排序：先来先服务的交易处理提供公平性和可预测性，特别对于去中心化交易所等某些应用来说尤其有价值。
- 较低的准入门槛：运行验证者节点的最低硬件要求促进了更广泛的参与和真实的去中心化，而竞争对手则需要昂贵的设备。
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结论
Shardeum 代表了区块链技术的突破，提供了一种不牺牲去中心化或安全性而实现可扩展性的方法。通过动态状态分片和自动扩展，Shardeum 创建了一个支持主流应用需求的平台，同时维护区块链的核心价值观。
SHM 代币推动交易，通过质押保障网络安全，并让用户参与治理，定位于随着网络的增长而保持价值。
Shardeum 能够维持一致的低交易费用，无论网络拥堵如何，打开了先前不切实际的应用大门。在其主网启动的进程中，Shardeum 处于成为下一代去中心化应用领先平台的有利位置 – 一个真正可扩展、安全的解决方案，支持 Web3 成长到数十亿用户。
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