动态分片

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自动网络扩展

想象一个高速公路系统，当交通拥堵时自动建造新车道。这本质上就是 Quai Network 通过动态分片所做的 - 当需求增加时自动添加处理能力。 什么是动态分片？ 协议在网络拥堵时自动创建新的执行分片（处理通道），在无需人工干预或网络升级的情况下扩展容量。 工作原理：

1. 网络监控需求：协议实时跟踪拥堵指标
2. 自动扩展：当达到阈值时，创建新的区域和zone链
3. 无缝集成：新链立即加入现有共识系统
4. 平衡增长：所有区域获得额外zone以维护网络和谐

关键优势： 与其他需要硬分叉或在扩展时妥协安全性的区块链网络不同，Quai 在保持完全去中心化和安全性的同时自动添加容量。

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网络如何知道何时扩展

协议监控两个关键拥堵指标来确定何时需要新容量：

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1. 叔块率

什么是叔块？ 将叔块想象为挖矿中的”交通堵塞”。当多个矿工同时找到有效区块时，只有一个成为主链的一部分 - 其他的成为”叔块”。 为什么这很重要：

• 高叔块率 = 网络拥堵（太多矿工竞争有限空间）
• 效率降低 = 浪费挖矿能量和较慢的交易终结性
• 明确信号 = 是时候添加更多容量了

Quai 如何响应： 当叔块持续超过阈值比率时，协议自动：

1. 创建新的区域和zone链
2. 将它们集成到全球共识中
3. 在更多链上分配挖矿算力
4. 减少拥堵并恢复效率

结果：保持高哈希效率，保持快速终结性

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2. Gas 限制利用率

什么是 Gas 限制？ 每个区块都有最大计算容量（gas限制）。当区块持续达到此限制时，意味着需求超过供应。 其他网络中的费用问题：

• 以太坊示例：当区块满时，费用可能达到每笔交易50美元以上
• 竞价战：用户通过支付更高费用竞争有限的区块空间
• 用户体验：交易变得昂贵且不可预测

Quai 的解决方案： 当区块持续达到其gas限制时，协议自动添加新的执行分片，确保：

• 费用保持在0.01美元以下：增加的容量消除了费用竞争
• 没有竞价战：总是有足够的区块空间满足需求
• 可预测成本：用户知道交易费用将保持可负担

结果：无限可扩展性，不妥协可负担性

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唯一权衡：结算时间

网络扩展如何工作：

• 3×3 开始：3个区域，每个3个zone = 总共9个zone
• 首次扩展：4×4布局 = 总共16个zone
• 增长模式：5×5, 6×6, 7×7… 无限扩展

权衡是什么？ 添加容量的唯一成本是增加全球结算时间 - 但这不影响交易安全性或可用性。

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结算 vs 终结性：为什么这很重要

关键区别：

• 终结性：你的交易何时永久且安全（Quai中为秒）
• 结算：资金何时可以跨链使用（分钟到小时）

现实世界影响：

• ✅ 你的交易是安全的 在终结性后立即
• ✅ 接收者可以信任付款 无需等待结算
• ⏳ 跨链支出 需要结算完成

示例时间线：

1. 10秒：交易终结（安全且永久）
2. 3,300秒：全球结算（可以在其他区域使用资金）

为什么这种设计有效： 大多数交易发生在同一区域内，结算很快。跨链操作不太频繁，用户可以相应计划。

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结算时间计算

公式： 全球（prime）结算的平均时间可以通过以下方程测量，其中：

• TSₚ = 全球（prime）结算的平均时间（秒）
• nz = 每个区域的zone数量
• nr = 系统中的区域数量
• tz = Zone区块时间（秒）= 5

$$TS_{p} = n_{z}^2 * n_{r}^2 * t_{z}$$ 这意味着什么：

• 结算时间随区域数量和每个区域zone数量的平方增加
• 5秒：Zone区块时间（大多数交易发生的地方）
• 总时间：随网络规模可预测地扩展

区域数量	每个区域Zone数量	总Zone数	全球结算时间†
3	3	9	405秒
4	4	16	1,280秒
5	5	25	3,125秒
6	6	36	6,480秒
7	7	49	12,005秒
8	8	64	20,480秒

重要说明：

• 结算时间是平均值 - 由于挖矿的随机性，实际时间会有所不同
• ~50%的交易 比平均时间更快结算
• 所有交易 在结算完成之前就是最终且安全的

理解分布： 下面的图表显示跨链交易时间如何分布。虽然平均全球结算是3,300秒，但一半的交易完成得比这更快。