Что такое шардинг в Ethereum?

Разделение — это процесс распределения данных между несколькими компьютерами в кластере базы данных для создания системы, которая может самоуправляться и масштабироваться. Эта статья посвящена обсуждению шардинга в Ethereum. Здесь будут обсуждаться следующие темы:

1. Что такое шардинг?
2. Особенности шардинга
3. Зачем Эфириуму нужен шардинг?
4. Когда Sharding появится на Ethereum?
5. Безопасен ли шардинг?
6. Проблемы с шардингом

Давайте подробно обсудим эти темы.

Что такое шардинг?

Разделение включает в себя определение того, какие части базы данных слишком велики для одного компьютера, а с какими лучше всего работать на нескольких компьютерах.

• Шардинг на самом деле очень похож на секционирование, за исключением того, что он используется в системах, где данные не имеют единого центрального местоположения, а могут быть распределены по многим машинам в зависимости от их сложности.
• Слово «шардинг» происходит от слова «разделение». В блокчейне шардинг относится к процессу разделения сети на более мелкие блокчейны. Узлы в каждой отдельной цепочке блоков идентичны и, следовательно, работают одинаково.
• В сочетании с другими методами, такими как обрезка, сегментирование приводит к тому, что блокчейн обрабатывает больше транзакций на более высоких скоростях, а также снижает требования к хранилищу.
• Это также позволяет узлам обрабатывать только те транзакции, которые относятся к их сфере интересов (например, если вы хотите получать обновления о Bitcoin Cash вместо Bitcoin). Это значительно повышает безопасность и позволяет избежать перегрузки любого отдельного узла информацией, которая к нему не имеет отношения.

Особенности шардинга

• Короче говоря, когда возможности блокчейна заканчиваются, они могут реализовать «шардинг». По сути, это метод, при котором узлы (компьютеры) распределяют нагрузку по добыче и проверке транзакций между осколками или подмножествами, чтобы система поддерживала большую активность при меньшей нагрузке на каждый узел. Это позволяет транзакциям подтверждаться быстрее, что уменьшает задержку и нежелательное раздувание.
• Разделение позволяет разделить блокчейн на более мелкие группы, каждая из которых связана с определенной целью.
• Каждый блокчейн может иметь свой собственный сегмент, который также может быть реплицирован на нескольких узлах.
• Легче и дешевле поддерживать децентрализацию при увеличении количества транзакций.
• Поддержание согласованности данных в системе становится более достижимым: группируя транзакции в отдельные цепочки, вероятность того, что одна цепочка будет мешать другой, сводится к минимуму. В результате отсутствует вероятность системного риска, связанного с подотчетностью по транзакциям.

Зачем Эфириуму нужен шардинг?

Сеть Ethereum обрабатывает множество транзакций. В будущем Биткойн должен будет обрабатывать около 10 миллионов транзакций в день, чтобы оставаться актуальным. Одним из решений для Ethereum, чтобы справиться с этим, является использование шардинга.

Разделение может позволить значительно снизить комиссию за транзакции и ускорить время подтверждения в будущем за счет разделения блокчейна на несколько «шардов», каждый из которых способен обрабатывать только одну или две транзакции в секунду, что значительно снижает нагрузку на основную сеть и освобождает ее для более важные задачи, такие как разработка смарт-контрактов.

Когда Sharding появится на Ethereum?

• Sharding в настоящее время находится на стадии исследования, и конкретная дата еще не определена.
• Разработчики говорят, что шардинг появится как минимум через два года, но на данный момент он остается одним из самых больших приоритетов для Ethereum.

Безопасен ли шардинг?

• Одной из основных проблем с шардингом является тот факт, что он разбивает Ethereum на более мелкие сети. Если эти небольшие сети уязвимы для атак или «взломаны», вся сеть будет скомпрометирована.
• По этой причине безопасность является основным приоритетом при разработке шардинга. Разрабатывается несколько протоколов, чтобы гарантировать, что данные транзакций не могут быть доступны нежелательным сторонам.
• Эта технология может трансформировать предприятия и крупные отрасли, чтобы сделать их более эффективными за счет создания общих сетей создания ценности, которые несут ответственность за свои решения. Это также позволяет использовать возможности арбитража. Возможность быстрого расчета транзакций между различными сторонами в таких сетях приводит к снижению затрат и увеличению прибыли для всех участников, поскольку требуется меньше посредников.
• Осколки — это фрагменты данных, которые хранятся в разных местах, потому что они не помещаются на одном компьютере.
• База данных может быть разделена на сегменты, потому что на одном компьютере или сервере слишком много данных, или потому что требуется дополнительная защита от атак. Если бы хакеры нацелились на одну общую базу данных, им пришлось бы атаковать каждый узел в сети, чтобы получить нужные данные.
• До сих пор наиболее распространенным решением является предложение вне сети. Большинство транзакций выполняются в частной цепочке и лишь периодически «закрывают» свое состояние в публичной цепочке Ethereum. В первую очередь это делается с помощью обновления алгоритма подписи Ethereum под названием zk-SNARKs, который позволяет проводить транзакции в частной цепочке без раскрытия их содержимого.
• Шардинг с помощью секретных контрактов — это новый подход, который улучшает текущие усилия и позволяет намного быстрее шардировать.

Это самая известная и самая большая проблема в криптовалютном сообществе. Проблема масштабируемости — это проблема, от которой сегодня страдают многие блокчейн-сети. Эта проблема породила новые технологии, такие как сегментирование, которые были предложены в качестве решения этой проблемы. Сети блокчейн безопасны, но очень неэффективны из-за высоких затрат на вычисления, из-за которых люди называют их «дорогими» по сравнению с централизованными базами данных. С сотнями или даже тысячами узлов, которым необходимо проверять и подтверждать транзакции, неудивительно, что их масштабирование будет дорогостоящим, особенно для новой технологии, которой в настоящее время является блокчейн.