区块链技术是实现分布式记账的关键技术。它凭借去中心化的优势以及密码学支持对传统的信任体系发起挑战,改变了价值分享方式,促进了信息互联网向价值互联网转变。然而,随着区块链技术的快速发展,可扩展问题凸显严重,为解决此问题,开发者们提出了分片、DAG、状态通道、侧链等多种扩容方案。对比多种链上扩容方案,分片是最有希望实现高性能而不降低去中心化程度的扩容方案。但因其目前仍处于起步和探索阶段,尚存在一些问题,例如以太坊2.0提出的状态分片,试图回避合谋攻击问题,将分片内节点设置在一个较高的数值,虽然在一定程度上会降低合谋攻击发生的概率,但是这也会大大牺牲系统的性能;一旦分片内验证节点减少,合谋攻击概率增加,系统安全将受到威胁。针对上述以太坊2.0状态分片方案中存在的合谋攻击问题,论文提出了一种状态分片中抗合谋攻击的多轮验证方案。多轮验证方案的核心思想是对分片内同一笔交易进行多轮共识验证,保证验证结果达成一致的次数达到两次,在降低合谋攻击发生的概率的同时,提高系统性能。同时,选择节点随机分配算法,保证在每一轮次的节点分配时都保证较高的随机性和不可预测性,以保证系统的安全。本文在实验室模拟环境下对提出的改进方案进行模拟实验,分别在交易验证率、平均出块时间和交易处理能力三个方面进行对比实验。实验结果表明,多轮验证方案在保证系统性能的同时,有效降低了合谋攻击发生的概率;在每一轮次节点重新分配时,保证了较高的随机性和不可预测性,保证了系统的安全性。