Blockchain sharding

Shardování je způsob, jak umožnit blockchainu zpracovávat mnohem více uživatelů a transakcí tím, že ho rozdělí na menší blockchainy nazývané shard. Každý shard zpracovává své vlastní transakce a spravuje svůj vlastní stav. Uzly potřebují pouze ukládat a validovat data pro své přidělené shardy. To snižuje požadavky na úložiště a výpočetní kapacitu pro jednotlivé uzly. Také to umožňuje síti zpracovávat mnoho transakcí současně. Když shard-y běží paralelně, celkový průchodnost se značně zvyšuje. Některé velké sítě plánují využít shardování k dosažení mnohem vyššího počtu transakcí za sekundu než dnes. Aby celý systém zůstal poctivý, každý shard má svou vlastní skupinu validátorů nebo výbor. Tito validátoři jsou často vybíráni náhodně a často se rotují, aby se předešlo spolupráci. Koordinační vrstva nebo beacon chain kontroluje, zda jsou shard bloky platné. Tato vrstva také pomáhá různým shardům komunikovat mezi sebou. Cross-shard messaging umožňuje chytrému kontraktu na jednom shardu interagovat se smlouvou na jiném shardu. Zajištění, že cross-shard převody působí atomicky, je obtížné. Navrhují se techniky, jako jsou účtenky, posloupnost transakcí a důkazy o podvodu, aby se předešlo nekonzistentnímu stavu. Dostupnost dat je další výzvou, protože uživatelé musí důvěřovat, že data shardu jsou publikována. Aby snížily riziko, sítě používají vzorkování a kódování pro vymazání, aby lehké uzly mohly ověřit data, aniž by musely stahovat všechno. Shardování přináší jasné výhody, jako je mnohem vyšší průchodnost a rychlejší potvrzení, protože každý shard zpracovává pouze část provozu. Také snižuje překážku pro provozování uzlu, protože každý účastník ukládá méně dat. Ale také přináší nové povrchy útoků. Malé výbory mohou být cílem útoku ve stylu 51 procent. Nezávislé shard-y se mohou odchýlit a vytvářet nekonzistentní historie. Složité logiky mezi shardy mohou způsobit chyby, které jsou obtížné testovat. Protokoly se snaží vyvážit tyto kompromisy s většími velikostmi výboru, optimistickými nebo nulovými důkazy a dynamickým přizpůsobováním velikosti shardu podle zátěže. Některé návrhy kombinují shardování s řešeními druhé vrstvy, jako jsou rollupy. Rollupy sdružují mnoho transakcí mimo řetězec a zpětně zveřejňují komprimovaná data na hlavním řetězci. Kombinace shardování s rollupy může násobit kapacitu při zachování bezpečnosti. Stručně řečeno, shardování je mocný nástroj pro škálování, který rozděluje stav a práci napříč mnoha paralelními řetězci. Může umožnit masové přijetí, pokud bude implementováno pečlivě, s důkladnou náhodností, kontrolami dostupnosti dat a robustními zárukami mezi shardy.