Fragmentación de blockchain

Sharding es una forma de hacer que una blockchain maneje muchos más usuarios y transacciones al dividirla en blockchains más pequeñas llamadas shards. Cada shard procesa sus propias transacciones y ejecuta su propio estado. Los nodos solo necesitan almacenar y validar datos para los shards que les han sido asignados. Esto reduce las demandas de almacenamiento y computación para nodos individuales. También permite a la red procesar muchas transacciones al mismo tiempo. Cuando los shards funcionan en paralelo, el rendimiento general aumenta considerablemente. Algunas grandes redes planean utilizar sharding para alcanzar una cantidad de transacciones por segundo mucho mayor que la actual. Para mantener todo el sistema honesto, cada shard tiene su propio grupo de validadores o un comité. Estos validadores son a menudo elegidos al azar y rotados con frecuencia para evitar colusión. Una capa de coordinación o cadena de balizas verifica que los bloques de los shards sean válidos. Esta capa también ayuda a que diferentes shards se comuniquen entre sí. La mensajería entre shards permite que un contrato inteligente en un shard interactúe con un contrato en otro shard. Hacer que las transferencias entre shards sean atómicas es complicado. Los diseñadores utilizan técnicas como recibos, ordenamiento de transacciones y pruebas de fraude para prevenir estados inconsistentes. La disponibilidad de datos es otro desafío porque los usuarios deben confiar en que los datos de los shards se publiquen. Para reducir riesgos, las redes utilizan muestreo y codificación de borrado para que nodos ligeros puedan verificar datos sin descargar todo. Sharding aporta beneficios claros como un rendimiento mucho mayor y confirmaciones más rápidas, ya que cada shard maneja solo una parte del tráfico. También reduce la barrera para operar un nodo, ya que cada participante almacena menos datos. Pero también introduce nuevas superficies de ataque. Los pequeños comités pueden ser objeto de ataque al estilo del 51 por ciento. Los shards independientes pueden divergir y crear historias inconsistentes. La lógica compleja entre shards puede introducir errores que son difíciles de probar. Los protocolos intentan equilibrar estos compromisos con tamaños de comité más grandes, pruebas optimistas o de cero conocimiento y redimensionamiento dinámico de shards que se adapta a la carga. Algunos diseños mezclan sharding con soluciones de capa dos como rollups. Los rollups agrupan muchas transacciones fuera de la cadena y publican datos comprimidos de nuevo en la cadena principal. Combinar sharding con rollups puede multiplicar la capacidad mientras se preserva la seguridad. En resumen, sharding es una poderosa herramienta de escalado que divide estado y trabajo a través de muchas cadenas paralelas. Puede permitir la adopción masiva si se implementa cuidadosamente con randomness fuerte, verificación de disponibilidad de datos y garantías robustas entre shards.