Fragmentation de la blockchain

Le sharding est une méthode permettant à une blockchain de gérer beaucoup plus d'utilisateurs et de transactions en la divisant en plus petites blockchains appelées shards. Chaque shard traite ses propres transactions et gère son propre état. Les nœuds n'ont besoin de stocker et de valider que les données de leurs shards assignés. Cela réduit les exigences de stockage et de calcul pour les nœuds individuels. Cela permet également au réseau de traiter de nombreuses transactions en même temps. Lorsque les shards fonctionnent en parallèle, le débit global augmente considérablement. Certains grands réseaux prévoient d'utiliser le sharding pour atteindre un nombre de transactions par seconde bien supérieur à celui d'aujourd'hui. Pour maintenir l'intégrité du système, chaque shard possède son propre groupe de validateurs ou un comité. Ces validateurs sont souvent choisis au hasard et renouvelés fréquemment pour éviter la collusion. Une couche de coordination ou une chaîne de balises vérifie que les blocs de shard sont valides. Cette couche aide également les différents shards à communiquer entre eux. La messagerie inter-shard permet à un contrat intelligent sur un shard d'interagir avec un contrat sur un autre shard. Rendre les transferts inter-shard atomiques est difficile. Les concepteurs utilisent des techniques comme les reçus, l'ordre des transactions et les preuves de fraude pour éviter un état incohérent. La disponibilité des données est un autre défi car les utilisateurs doivent faire confiance au fait que les données du shard sont publiées. Pour réduire le risque, les réseaux utilisent l'échantillonnage et le codage d'effacement afin que les nœuds légers puissent vérifier les données sans tout télécharger. Le sharding présente des avantages clairs, comme un débit beaucoup plus élevé et des confirmations plus rapides, car chaque shard ne gère qu'une partie du trafic. Cela abaisse également la barrière à l'exécution d'un nœud, car chaque participant stocke moins de données. Mais cela apporte également de nouvelles surfaces d'attaque. De petits comités peuvent être ciblés dans une attaque de type 51 pour cent. Des shards indépendants peuvent diverger et créer des historiques incohérents. La logique complexe inter-shard peut introduire des bogues difficiles à tester. Les protocoles essaient d'équilibrer ces compromis avec des tailles de comités plus grandes, des preuves optimistes ou à connaissance nulle et un redimensionnement dynamique des shards qui s'adapte à la charge. Certains projets combinent le sharding avec des solutions de couche deux comme les rollups. Les rollups regroupent de nombreuses transactions hors chaîne et postent des données compressées sur la chaîne principale. Combiner le sharding avec des rollups peut multiplier la capacité tout en préservant la sécurité. En résumé, le sharding est un puissant outil de mise à l'échelle qui divise l'état et le travail entre de nombreuses chaînes parallèles. Il peut permettre une adoption de masse s'il est mis en œuvre avec précaution, avec un fort aléatoire, des vérifications de disponibilité des données et des garanties robustes inter-shard.