Однако, этот подход требует значительных затрат с точки зрения масштабируемости. По мере увеличения объёма транзакций увеличивается рабочая нагрузка на каждый узел, что приводит к «узким местам», увеличению времени обработки, а иногда и к высоким комиссиям за транзакции. Такая модель повысит производительность, поскольку единый блокчейн не будет перегружен, но также увеличит риски безопасности, поскольку вычислительная мощность будет распределена по нескольким блокчейнам. Опять же, риск взлома сети возрастет и потому, что вычислительная мощность, необходимая для осуществления атаки 51%, будет гораздо меньше. После захвата сегмента атакующие могут направить недействительные транзакции в криптовалютный шлюз основную сеть.
С недавних пор, технология сегментирования (шардинг) начинает использоваться повсеместно. Почти все существующие новые блокчейны изначально занимаются разработкой этого направления. Кроме того, данную технологию стараются добавить и более старые, известные платформы, которые столкнулись с проблемами масштабирования. Однако за эти преимущества приходится платить повышенной сложностью, особенно в плане реализации и управления. Эффективный шардинг требует продуманного подхода к распределению данных и глубокого понимания моделей доступа к данным в приложении.
По своей сути квадратичный шардинг подразумевает не только разделение сети блокчейн на шарды, но и разделение каждого шарда на более мелкие единицы, часто называемые субшардами или микрошардами. Название “квадратичная” происходит от идеи, что масштабируемость и емкость сети увеличиваются экспоненциально (квадратичным образом) по мере добавления новых шардов и субшардов. В этой системе каждый основной шард содержит несколько субшардов, каждый из которых отвечает за управление подмножеством транзакций и данных.
- Каждый шард отвечает за свой набор транзакций, что означает, что узлы в разных шардах проверяют разные наборы транзакций.
- Шардинг по своей сути требует создания надежной и эффективной системы связи в сети блокчейн.
- Технология способствует снижению комиссии за транзакции, а также повышает скорость проведения операций в блокчейне.
Поэтому в блокчейнах с шардингом часто используются модифицированные или совершенно новые протоколы консенсуса, адаптированные к специфическим потребностям среды с шардингом. Эти механизмы должны гарантировать, что, несмотря на физическое разделение шардов, вся сеть сможет быстро и точно прийти к консенсусу относительно состояния блокчейна. Это предполагает сложные процессы координации и согласования данных, обеспечивающие беспрепятственную обработку транзакций с участием нескольких шардов и синхронизацию всей сети. Разработка и внедрение этих передовых механизмов консенсуса крайне важны для преодоления присущих шардингу коммуникационных проблем, что позволит блокчейн-сетям эффективно работать в больших масштабах.
Впрочем, транзакции присуждаются определенным шардам с использованием критериев. Применение алгоритма повышает скорость проведения ордеров, поскольку система не задействована глобально, а только в пределах одного шарда. Децентрализация.Горизонтальный шардинг предлагает эффективные технологии децентрализации. Экосистема с использованием этого вида распределения использует в работе только одну часть блокчейна.
Шардирование или шардинг — это принцип проектирования базы данных, при котором данные разбиваются на части и размещаются на разных шардах. Каждый шард представляет собой отдельный узел внутри кластера, который может состоять из одной или нескольких реплик. Реплики — это серверы, на которых дублируются данные в рамках шарда. Разделение блокчейна на более управляемые сегменты позволяет увеличить пропускную способность транзакций и тем самым решить проблему масштабируемости, с которой сталкивается большинство современных блокчейнов.
Шардирование — это разновидность партиционирования (от англ. partition — деление, раздел). Отличие в том, что партиционирование подразумевает разделение данных внутри одной БД, а шардирование распределяет их по разным экземплярам БД. Идеально подходит для сервисов, требующих локальности данных, таких как сети доставки контента и сервисы на основе местоположения в мобильных приложениях.
Несмотря на то, что шардинг предлагает многообещающие решения проблем масштабируемости и производительности блокчейн, он не лишен проблем. Последствия для безопасности, сложность реализации и тонкости управления сетью с шардингом являются серьезными препятствиями, которые необходимо решить. Эти ограничения требуют постоянных исследований и разработок в сообществе блокчейна для обеспечения эффективной и безопасной реализации шардинга. Реализация шардинга – очень сложная задача, требующая значительных изменений в существующей инфраструктуре блокчейна. Эта сложность обусловлена необходимостью обеспечить независимость работы шардов, сохранив при этом целостность и безопасность сети. Перегруженность сети – постоянная проблема популярных блокчейн-сетей, часто приводящая к замедлению времени транзакций и повышению комиссий.
Поддержание Консенсуса Между Осколками
Также, sharding увеличивает пропускную способность сети по мере ее расширения и роста числа валидаторов — свойство, называемое горизонтальным масштабированием. Конкретно, эта независимость позволяет каждому шарду обрабатывать транзакции параллельно с другими, что значительно ускоряет общую обработку транзакций в сети. Например, хранит данные о транзакциях в выделенной части экосистемы.
Таким образом, шардинг значительно снижает нагрузку на каждый узел сети. В традиционном блокчейне каждый узел отвечает за проверку и запись всех транзакций, но при шардинге эта ответственность распределяется между различными шардами. Каждый шард отвечает за свой набор транзакций, что означает, что узлы в разных шардах проверяют разные наборы транзакций. Шардинг — это метод разделения базы данных, используемый компаниями, работающими с блокчейном, для улучшения масштабируемости. Она предполагает разбиение сети блокчейн на более мелкие разделы, называемые «шардами», каждый из которых содержит свой уникальный набор данных.
Назначение Шардинга
Идея состоит в том, что в блокчейне Ethereum будут сегменты, подтверждающие доступность данных, хранящихся в сетях Layer 2. Он предположил, что сочетание случайно выбранного комитета и случайной выборки поможет проверить наличие таких данных. Суть шардинга заключается в разделении информации по нескольким сегментам, что потенциально увеличивает емкость хранилища. Метод шардинга можно использовать для повышения производительности в целом. Важно отметить, что технология sharding может быть реализована в сети Ethereum только после перехода на алгоритм PoS.
Теперь он будет конкурентно выполнять запрос сразу в две схемы, а полученные данных мы будем склеивать, отдавая предпочтение данным с актуального маппинга шардов. Для полноты картины разберём вариант решардинга в условиях, когда нам не хотелось бы останавливать сервис. Писать данные будем только в новый маппинг шардов, а вот читать их будем сразу из старого и нового. Шардинг — это эффективный архитектурный паттерн, предназначенный для управления крупномасштабными базами данных. Он обеспечивает масштабируемость, производительность и доступность при работе с базами данными. Шардинг значительно усложняет архитектуру базы данных и логику приложений, требуя тщательного проектирования и исполнения.
Что Такое Шардинг В Блокчейне
Этот сложный баланс децентрализации, безопасности и эффективности делает шардинг сложным, но инновационным решением проблем масштабируемости блокчейна. Когда дело доходит до обработки криптовалют, шардинг предполагает разделение сети блокчейна на более мелкие сегменты, при этом каждый сегмент или шардинг это осколок содержит уникальный набор смарт-контрактов и балансов счетов. Это позволяет назначать узлы отдельным сегментам для проверки транзакций и операций, вместо того, чтобы каждый узел отвечал за каждую транзакцию во всей сети. В модели Beanstalk каждый шард, или “мини-блокчейн”, управляет собственным набором транзакций и ведет собственную бухгалтерскую книгу. По сравнению с основным блокчейном эти шарды имеют меньший размер и более управляемы, что позволяет им более эффективно обрабатывать транзакции.