Шардинг – це метод, запозичений з традиційних баз даних, адаптований для оптимізації роботи блокчейну. По суті, цей метод передбачає поділ всього блокчейну на кілька менших частин, так званих “шардів”, які працюють окремо, але одночасно. Кожен шард працює як міні-блокчейн, здатний самостійно обробляти транзакції та смарт-контракти. У типовій системі всі вузли мережі блокчейн повинні обробляти кожну транзакцію. Натомість при шардінгу кожен вузол обробляє лише ті транзакції, які належать до певного шарду. Це зменшує навантаження на вузол і збільшує швидкість роботи всієї мережі. Хочете по-справжньому зрозуміти, як працює світ криптовалют і технології, що стоять за ним? Для всіх зацікавлених інноваторів ми підготували основний посібник: Що таке блокчейн? Біткойн і революція в технології блокчейн.
Основними елементами шардингу є
- Розділення мережі
Блокчейн розділений на кілька незалежних шардів. Кожен шард управляє підмножиною транзакцій і даних.
- Паралельна обробка
Кожен шард одночасно обробляє власні транзакції, що призводить до значного збільшення загальної потужності мережі.
- Комунікація між шардами
Щоб мережа залишалася єдиною, шарди повинні взаємодіяти один з одним. Таким чином, транзакції, які впливають на декілька шардів, координуються для підтримки узгодженості та безпеки.
- Центральний рівень координації (наприклад, Beacon Chain в Ethereum)
Головний ланцюжок контролює активність всіх маяків, синхронізуючи всю мережу і забезпечуючи загальну безпеку.
Переваги шардингу
Шардинг може революціонізувати спосіб управління масштабуванням блокчейну. Ось основні переваги цієї технології:
- Розширена масштабованість
Завдяки паралельній обробці, шардингові блокчейни можуть обробляти набагато більшу кількість транзакцій в секунду (TPS) в порівнянні з традиційними архітектурами.
- Вища швидкість
Завдяки зменшенню перевантаженості та паралельній обробці, підтвердження транзакцій відбуваються набагато швидше, що призводить до більш приємного користувацького досвіду.
- Зменшення вимог до апаратного забезпечення
Кожен вузол зберігає і обробляє тільки ті дані, які стосуються його частки. Це робить участь у мережі більш доступною, зберігаючи при цьому децентралізацію.
- Енергоефективність
Оптимізуючи обробку даних, шардинг може зменшити споживання енергії на транзакцію, особливо в блокчейнах, які використовують механізми, подібні до PoW.
Виклики та ризики
Хоча шардинг обіцяє кращу масштабованість, його впровадження пов’язане з певними проблемами:
- Складність реалізації
Створення надійної системи шардингу вимагає значних архітектурних змін. Управління взаємодією між шардами є складним технічним завданням.
- Безпека шардів
Поділ мережі на кілька менших частин може збільшити вразливість до атак, наприклад, 1% атаки. Для боротьби з цією проблемою валідатори часто призначаються на шарди випадковим чином і на ротаційній основі.
- Синхронізація між шардами
Координація транзакцій за участю декількох шардів є однією з найскладніших частин цієї системи. Протокол, що використовується, повинен забезпечувати узгодженість даних між шардами без шкоди для безпеки.
- Загальне прийняття
Оскільки шардинг передбачає повну переробку дизайну, впровадження технології в існуючі мережі може затягнутися.
Шардинг на практиці
Прикладом блокчейну, що впроваджує шардінг, є Ethereum, зокрема, після переходу на Proof of Stake (PoS), Ethereum працює над впровадженням Danksharding з метою значного збільшення пропускної здатності транзакцій до тисяч TPS.
Інші проекти, що використовують цю технологію, включають
- Near Protocol – використовує моделі шардингу, щоб дозволити децентралізованим додаткам легко масштабуватися.
- Polkadot – проект забезпечує взаємозв’язок між декількома масштабованими блокчейнами за допомогою вдосконаленої форми шардінгу.
Хочете купити або продати криптовалюту? Ви можете знайти актуальну ціну, відвідавши нашу спеціальну сторінку з прайс-листом криптовалют.