Blockchain sharding

A sharding egy módja annak, hogy egy blokklánc sokkal több felhasználót és tranzakciót kezeljen, azáltal, hogy kisebb blokkláncokra, úgynevezett shardokra osztja. Minden shard saját tranzakcióit dolgozza fel és saját állapotát futtatja. A csomópontoknak csak az általuk kijelölt shardok adatait kell tárolniuk és érvényesíteniük. Ez csökkenti az egyes csomópontok tárolási és számítási igényeit. Emellett lehetővé teszi a hálózat számára, hogy egyszerre sok tranzakciót dolgozzon fel. Amikor a shardok párhuzamosan működnek, a teljes áteresztőképesség jelentősen megnő. Néhány nagy hálózat shardingot tervez használni, hogy sokkal magasabb tranzakciószámokat érjen el másodpercenként, mint ma. A rendszer tisztességes működésének fenntartásához minden shard saját érvényesítők vagy bizottság csoporttal rendelkezik. Ezeket az érvényesítőket gyakran véletlenszerűen választják ki és gyakran forgatják, hogy elkerüljék az összejátszást. Egy koordinációs réteg vagy beacon chain ellenőrzi, hogy a shard blokkok érvényesek legyenek. Ez a réteg segít abban is, hogy a különböző shardok kommunikáljanak egymással. A cross-shard üzenetküldés lehetővé teszi, hogy egy okos szerződés az egyik shardon interakcióba lépjen egy másik shard szerződésével. A cross-shard átutalások atomikussá tétele nehéz. A tervezők olyan technikákat használnak, mint a nyugták, tranzakciós sorrend és csalás bizonyítékok, hogy megakadályozzák az inkoherens állapotokat. Az adatok elérhetősége egy újabb kihívás, mivel a felhasználóknak bízniuk kell abban, hogy a shard adatokat kiadják. A kockázat csökkentésére a hálózatok mintavételt és törlés kódolást használnak, így a könnyű csomópontok ellenőrizhetik az adatokat anélkül, hogy mindent le kellene tölteniük. A sharding egyértelmű előnyöket hoz, mint például sokkal magasabb áteresztőképesség és gyorsabb megerősítések, mivel minden shard csak a forgalom egy részét kezeli. Csökkenti a csomópont futtatásának akadályait is, mivel minden résztvevő kevesebb adatot tárol. Ugyanakkor új támadási felületeket is hoz létre. Kis bizottságokat célba lehet venni egy 51%-os támadás révén. Független shardok eltérhetnek egymástól és inkoherens történeteket hozhatnak létre. A bonyolult cross-shard logika hibákat vezethet be, amelyeket nehéz tesztelni. A protokollok próbálnak egyensúlyt teremteni ezek között az ellentmondások között a bizottságok méretének növelésével, optimista vagy nulla tudású bizonyítékokkal és dinamikus shard méretezéssel, amely a terheléshez alkalmazkodik. Néhány tervezés a shardingot réteg-két megoldásokkal, például rollupokkal ötvözi. A rollupok sok tranzakciót gyűjtenek össze láncon kívül, és tömörített adatokat küldenek vissza a fő láncra. A sharding és a rollupok kombinálása megsokszorozhatja a kapacitást, miközben megőrzi a biztonságot. Összességében a sharding egy hatékony skálázási eszköz, amely az állapotot és a munkát sok párhuzamos lánc között osztja szét. Lehetővé teheti a tömeges elterjedést, ha gondosan valósítják meg erős véletlenszerűséggel, adat-elérhetőségi ellenőrzésekkel és robusztus cross-shard garanciákkal.