李宝莹，李志淮，王成爱，杨锋

（大连海事大学信息科学技术学院，辽宁 大连 116026）

0 引言

自从2008 年中本聪发布比特币白皮书［1］以来，越来越多的研究者开始关注比特币背后的区块链技术。然而，随着区块链网络中交易数量的增多与去中心化应用的发展，区块链出现了严重的性能瓶颈，已无法满足实际应用的需求。扩容是区块链的核心任务和前沿技术难题。研究者们提出了许多扩容方案，例如，扩块［2］、有向无环图（DAG）［3-5］、分片［6-7］、侧链［8］、状态通道［9］等，其中分片是目前最可能实现区块链扩容的技术之一，状态分片能够从本质上解决公链的可扩展性问题。在状态分片的情况下，由于每个分片只保留了状态的一部分，因此一旦一个新节点加入一个分片中，系统就必须确保该节点有足够的时间进行分片状态的同步，否则新节点将无法参与交易的验证。

分片方案通常被视为安全地适应开放网络中节点数变化的可持续扩展方案，但现有分片方案大多预先设定了分片规模。公链处于一个开放低门槛的分布式环境中，网络中的节点状态和规模随时会发生变化，当网络中的节点数量在短时间内发生较大变化时，现有利用时间片在分片内更新节点的方式将相对滞后，并且不适用于节点数量明显波动的情况。一方面，预先设定分片的规模只是为了暂时的方便，偏离了更多的节点提供更高性能的设计目的，同时也会使网络在短时间内面对更多节点时无法及时发挥节点性能，从而导致网络无法充分利用节点资源。……