Shard di blockchain

Lo sharding è un modo per far sì che una blockchain gestisca molti più utenti e transazioni suddividendola in blockchain più piccole chiamate shard. Ogni shard elabora le proprie transazioni e gestisce il proprio stato. I nodi devono solo memorizzare e convalidare i dati per i loro shard assegnati. Questo riduce le richieste di archiviazione e calcolo per i singoli nodi. Permette anche alla rete di elaborare molte transazioni contemporaneamente. Quando gli shard operano in parallelo, il throughput complessivo aumenta notevolmente. Alcune grandi reti pianificano di utilizzare lo sharding per raggiungere transazioni per secondo di gran lunga superiori a quelle odierne. Per mantenere l'intero sistema onesto, ogni shard ha il proprio gruppo di validatori o un comitato. Questi validatori sono spesso scelti a caso e ruotati frequentemente per evitare collusioni. Uno strato di coordinamento o beacon chain verifica che i blocchi degli shard siano validi. Questo strato aiuta anche gli shard diversi a comunicare tra loro. La messaggistica cross-shard consente a un contratto intelligente su uno shard di interagire con un contratto su un altro shard. Rendere i trasferimenti cross-shard atomici è difficile. I progettisti utilizzano tecniche come ricevute, ordinamento delle transazioni e prove di frode per prevenire stati inconsistenti. La disponibilità dei dati è un'altra sfida perché gli utenti devono fidarsi che i dati degli shard siano pubblicati. Per ridurre il rischio, le reti utilizzano campionamento e codifica di cancellazione in modo che i nodi leggeri possano verificare i dati senza dover scaricare tutto. Lo sharding porta chiari vantaggi come un throughput molto più elevato e conferme più rapide perché ogni shard gestisce solo una parte del traffico. Abbassa anche la barriera per eseguire un nodo poiché ogni partecipante memorizza meno dati. Ma porta anche nuove superfici di attacco. Piccoli comitati possono essere presi di mira in un attacco stile 51 percento. Shard indipendenti possono divergere e creare storie inconsistenti. Logiche complesse cross-shard possono introdurre bug difficili da testare. I protocolli cercano di bilanciare questi compromessi con dimensioni del comitato più grandi, prove ottimistiche o a conoscenza zero e ridimensionamento dinamico degli shard che si adatta al carico. Alcuni progetti mescolano lo sharding con soluzioni layer-two come i rollup. I rollup accorpano molte transazioni off-chain e pubblicano dati compressi nuovamente sulla catena principale. Combinare lo sharding con i rollup può moltiplicare la capacità mantenendo la sicurezza. In breve, lo sharding è uno strumento di scalabilità potente che divide stato e lavoro tra molte catene parallele. Può abilitare l'adozione di massa se implementato con attenzione, con controlli di casualità forte, disponibilità dei dati e garanzie robuste cross-shard.