Le sharding est une technique empruntée aux bases de données traditionnelles, adaptée pour optimiser les performances de la blockchain. Fondamentalement, cette méthode consiste à diviser l’ensemble de la blockchain en plusieurs sections plus petites, appelées « shards », qui fonctionnent individuellement mais simultanément. Chaque shard fonctionne comme une mini-blockchain, capable de traiter les transactions et les contrats intelligents de manière indépendante. Dans un système classique, tous les nœuds d’un réseau blockchain doivent traiter chaque transaction. Au lieu de cela, avec le sharding, chaque nœud ne traite que les transactions qui appartiennent à un shard particulier. Cela permet de réduire la charge des nœuds et d’augmenter la vitesse de l’ensemble du réseau. Vous voulez vraiment comprendre comment fonctionne le monde des crypto-monnaies et la technologie qui le sous-tend ? Pour tous les innovateurs passionnés, nous avons rassemblé le guide essentiel : Qu’est-ce que la blockchain ? Bitcoin et la révolution technologique de la blockchain.
Les éléments de base du sharding sont les suivants
- Fractionnement du réseau
La chaîne de blocs est divisée en plusieurs blocs indépendants. Chacun d’entre eux gère un sous-ensemble de transactions et de données.
- Traitement parallèle
Chaque groupe traite simultanément ses propres transactions, ce qui entraîne une augmentation significative de la capacité globale du réseau.
- Communication transversale
Pour que le réseau reste unifié, les serveurs doivent communiquer entre eux. Ainsi, les transactions qui affectent plusieurs groupes sont coordonnées afin de maintenir la cohérence et la sécurité.
- Couche de coordination centrale (par exemple, Beacon Chain dans Ethereum)
Une chaîne maîtresse contrôle l’activité de toutes les balises, synchronisant l’ensemble du réseau et assurant la sécurité globale.
Avantages du sharding
Le sharding peut révolutionner la façon dont les blockchains gèrent l’évolutivité. Voici les principaux avantages de cette technologie :
- Évolutivité accrue
Grâce au traitement parallèle, les blockchains shardées peuvent gérer un volume beaucoup plus important de transactions par seconde (TPS) par rapport aux architectures traditionnelles.
- Vitesse plus élevée
En réduisant la congestion et le traitement simultané, les confirmations de transactions sont beaucoup plus rapides, ce qui se traduit par une expérience utilisateur plus agréable.
- Exigences matérielles réduites
Chaque nœud ne stocke et ne traite que les données pertinentes pour son propre enjeu. Cela rend la participation au réseau plus accessible tout en maintenant la décentralisation.
- Efficacité énergétique
En optimisant le traitement des données, le sharding peut réduire la consommation d’énergie par transaction, en particulier sur les blockchains qui utilisent des mécanismes de type PoW.
Défis et risques
Si le sharding promet une meilleure évolutivité, sa mise en œuvre s’accompagne de son lot de défis :
- Complexité de la mise en œuvre
La création d’un système de partage robuste nécessite des changements architecturaux majeurs. La gestion de la coopération entre les systèmes de stockage est un défi technique difficile à relever.
- Sécurité du réseau
La division du réseau en plusieurs sections plus petites peut accroître la vulnérabilité aux attaques, telles qu’une attaque de 1 %. Pour lutter contre ce problème, les validateurs sont souvent affectés de manière aléatoire et rotative aux unités de stockage.
- Synchronisation entre les fléchettes
La coordination des transactions impliquant plusieurs fléchettes est l’une des parties les plus complexes de ce système. Le protocole utilisé doit permettre d’assurer la cohérence des données entre les différents groupes de fléchettes sans compromettre la sécurité.
- Adoption générale
Comme le sharding implique une refonte complète, l’adoption de la technologie dans les réseaux existants peut être retardée.
Le sharding en pratique
Ethereum est un exemple de blockchain mettant en œuvre le sharding. Après être passé à la preuve d’enjeu (PoS), Ethereum travaille à la mise en œuvre du Danksharding dans le but d’augmenter de manière significative la capacité de transaction à des milliers de TPS.
Parmi les autres projets utilisant cette technologie, on peut citer
- Near Protocol – utilise des modèles de sharding pour permettre aux applications décentralisées d’évoluer facilement.
- Polkadot – Ce projet permet l’interconnexion entre plusieurs blockchains évolutives grâce à une forme avancée de sharding.
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