Что Такое Шардинг Принцип Работы, Его Преимущества И Недостатки На Примере Ethereum

Технология способствует снижению комиссии за транзакции, а также повышает скорость проведения операций в блокчейне. Расскажем о классификации, технологии, преимуществах и недостатках подхода. Популярность блокчейн-технологий и цифровых активов значительно увеличивает активность сообщества. Однако, по мере роста использования блокчейна, акцент на конфиденциальность и децентрализацию снижает гибкость и замедляет скорость работы системы. Zilliqa — это самый известный проект, который шардирует вычисления и сеть но не состояние. Шардирование вычислений проще чем шардирование состояния, потому что все ноды имеют все состояние, и по прежнему могут легко выполнять контракты, которые вызывают другие контракты, или затрагиваю аккаунты на разных шардах.

Несмотря на многообещающие перспективы, переход к шардингу не обходится без проблем. Одна из наиболее серьезных проблем – поддержание безопасности и надежности сети. Небольшие отдельные шарды могут быть более уязвимы к определенным типам атак, например к тем, которые направлены на взлом механизма консенсуса одного шарда. Поэтому для реализации шардинга требуются передовые протоколы безопасности и инновационные механизмы консенсуса, адаптированные trx криптовалюта к архитектуре шардинга.

Таким образом, шардинг может значительно улучшить пропускную способность транзакций и решить проблемы масштабируемости, с которыми сталкиваются многие существующие блокчейны. Проблему вредоносных форков можно решить, имея одну выделенную цепь с более высокой надежностью (такую как Beacon Chain в Ethereum 2.0) и сохраняя хеши новых блоков каждого шарда на такой цепи. Если затем в каждом шарде принимать за каноническую только цепь, которая содержит в себе все блоки, известные на beacon chain, легко показать, что чтобы создать форк в шарде, необходимо создать форк на Beacom Chain, что значительно дороже. Выполнение этих ключевых условий что такое шардинг способно обеспечить более широкое внедрение технологии шардингов. Это, в свою очередь, может помочь блокчейну преодолеть текущие проблемы масштабируемости и обеспечить более высокую пропускную способность транзакций. Простыми словами шардинг — это разделение всего блокчейна на несколько более мелких, называемых шардами.

В этом посте я расскажу как работает Шардинг в Blockchain на примере нескольких протоколов, которые сейчас находятся в разработке. Необходимо повышение вычислительных мощностей, увеличение транзакций. Требуется больше пропускной сетевой способности и состояния, истории. Следует добавить, что требуемый объем памяти возрастает, даже если численность транзакций не изменяется.

Шардинг В Ethereum

• Способ, при котором каждая нода блокчейна отвечает за обработку всего объема транзакций в сети, называется последовательной обработкой данных.
• Цифровая цепочка блоков получает предварительное фиксированное количество шардов.
• Каждый из них поддерживается независимым нодом, который осуществляет проверку транзакций и формирует блоки – валидаторы.
• Таким образом, больше участников могут участвовать в сети в качестве валидаторов, что повышает децентрализацию без лишних затрат.
• Небольшие отдельные шарды могут быть более уязвимы к определенным типам атак, например к тем, которые направлены на взлом механизма консенсуса одного шарда.

Эта технология способна решить ключевые барьеры на пути развития блочной цепочки, которые тормозят процесс ее расширения и принятия в глобальном масштабе. В сегментированном блокчейне также возникает проблема безопасности, поскольку хакерам легче захватить один шард — по причине меньшего хешрейта, требуемого для контроля индивидуальных сегментов (так называемая атака 1%). Используя этот пример, стоит отметить, что каждый процесс обработки узлов, связанный с кошельками в определенном «осколке», должен затрагивать только информацию, находящуюся в этом конкретном «осколке». Это позволяет увеличить скорость, а также количество транзакций, которые сможет обрабатывать каждый узел. Благодаря внедрению шардинга не нужно хранить весь блокчейн в одном узле, что исключит необходимость покупки дорогостоящего оборудования. Это обеспечит его децентрализацию, позволяя гораздо большему количеству людей использовать обычное оборудование для участия в сети.

Адаптивно скомпрометировать один шард в системе из тысячи шардов после назначения валидаторов значительно дешевле, чем скомпрометировать всю систему до назначения. Поэтому безопасность протокола снижается линейно с увеличением количества шардов. Чтобы быть уверенными в валидности блока, мы должны знать, что в любой момент времени ни в одном шарде в системе нет сговора большинства валидаторов.

Назначение Валидаторов И Центральный Блокчейн

Концепция шардинга позволяет осуществлять финансовые операции одновременно. Представленная модель поможет обрабатывать только определенные операции в реестре, которые необходимо задать в настройках. Несмотря на все свои преимущества, внедрение шардинга в сеть блокчейн – сложная задача. Она требует значительных изменений в архитектуре сети, включая внедрение новых протоколов для назначения узлов, обработки транзакций и межшардовой связи.

Предлагаемое Простое Решение

Результатом использования такой технологии является достижение показателя в несколько тысяч транзакций ежесекундно. Многие протоколы, которые сегодня разрабатываются, строятся с предположением, что если валидаторы достаточно часто перераспределяются, то при использовании византийского консенсуса описанных выше проблем не существует. Блокчейн — это децентрализованный и прозрачный цифровой реестр, который фиксирует транзакции на множестве компьютеров или узлов.

Если преодолеть сложности, с которыми сталкивается шардинг, то можно будет масштабировать распределенные сети, не жертвуя децентрализацией или безопасностью. Если группы нод отвечают за индивидуальные сегменты, то каждой ноде не нужно поддерживать весь реестр для выполнения каждой операции. Поэтому валидация транзакций может осуществляться параллельным, а не линейным образом, что повышает скорость сети. Презентовал шардинг лично сооснователь Ethereum Виталик Бутерин. Это произошло на тайбэйской конференции BeyondBlock в конце ноября 2017 года.

В дальнейшем шардинг станет основой для инициатив в рамках Web3, а его интеграция крупными игроками рынка криптовалют повысит интерес к разработке. В этом случае и проявляется положительная характеристика шардинга – одновременная обработка транзакций, сокращение требований к ресурсам. Такой подход к работе блокчейна увеличивает уровень защищенности, в ущерб скорости проведения транзакций.