Это делает Эфириум идеальным кандидатом на роль первопроходца по внедрению шардинга. Об этом на пресс-конференциях не раз упоминал и один из основателей сети – Виталик Бутерин. Такое более рациональное и оптимизированное распределение транзакций между узлами, позволяет сократить время проверки транзакций, и, соответственно, существенно повысить скорость обработки переводов. Например, схема шардинга в рамках Ethereum может предусматривать размещение всех адресов, начиная с 0x00 в один осколок, а адресов, начинающиеся с 0x01, в другой и т. В простейшей форме каждый «осколок» будет иметь собственную историю транзакций, а эффект транзакций в определенном осколке X будет ограничен состоянием осколка X. Кроме того, поскольку «осколки» могут храниться на разных серверах, этот инструмент может быть полезен для крупных корпораций с большими базами данных, которые необходимо хранить отдельно.

• Наиболее известными проектами, использующими технологию шардинга являются Concord, Zilliqa и IOST.
• Выделяется несколько разновидностей шардинга, которые варьируются методами сегментирования блокчейна.
• Разделение валидаторов и интеграция цепочек Beacon – важнейшие компоненты архитектуры блокчейн-системы с шардами.

Он позволяет разделить данные на отдельные шарды, что позволяет балансировать нагрузку и повышать производительность. Шардинг решает проблему масштабируемости, распределяя рабочую нагрузку между несколькими шардами. Каждый шард работает независимо и обрабатывает определенную часть транзакций сети, обеспечивая параллельную обработку и уменьшая задержки. Реализация протоколов межшардовой связи также играет важную роль в обнаружении и смягчении последствий мошеннических действий, поскольку эти протоколы могут помочь обеспечить согласованность и целостность всей сети. Шардинг, повышая масштабируемость и эффективность блокчейн-сетей, в то же время создает новые векторы для потенциального поведения противника, особенно в контексте недобросовестной работы валидаторов.

Этот риск обусловливает необходимость разработки надежных протоколов безопасности, специфичных для шардинга, обеспечивающих безопасность и надежность процесса подтверждения и консенсуса внутри каждого шарда. Шардинг фундаментально реструктурирует структуру сети блокчейн, разделяя ее на множество разделов, обычно называемых шардами. Каждый шард работает как отдельный сегмент большой сети, со своим набором транзакций и балансов счетов. Такое разделение сродни созданию небольших, более управляемых мини-блокчейнов в рамках большой структуры блокчейна.

Перегруженность сети – постоянная проблема популярных блокчейн-сетей, часто приводящая к замедлению времени транзакций и повышению комиссий. Шардинг напрямую решает эту проблему, распределяя транзакционную нагрузку между несколькими шардами. Благодаря распределению нагрузки вероятность возникновения перегрузок на одном шарде значительно снижается.

Наиболее заметным преимуществом шардинга является его способность значительно улучшить масштабируемость сети блокчейн. Традиционные блокчейны, такие как Биткоин и Ethereum, сталкиваются со значительными трудностями при масштабировании для обработки большого количества транзакций. Это ограничение связано с требованием, чтобы каждый узел в сети обрабатывал каждую транзакцию, что создает узкое место при увеличении объема транзакций. Шардинг устраняет эту проблему, разделяя сеть на более мелкие и управляемые шарды, каждый из которых способен обрабатывать транзакции независимо. Такое разделение позволяет значительно увеличить количество транзакций, которые может обрабатывать сеть, что открывает путь к более широкому внедрению и созданию более сложных приложений на блокчейне. В традиционной сети блокчейн каждый узел сети отвечает за обработку и хранение всех транзакций.

Почему Шардинг Так Важен Для Блокчейнов?

Этот подход отличается от вертикального разделения, при котором данные будут разделены на столбцы (по типам данных), что непрактично для архитектур блокчейнов. Снижая нагрузку на каждый сетевой узел, сегментирование также делает участие в сети более доступным, поскольку снижает требования к хранению и обработке. Именно в этом контексте появились такие решения, как «шардинг», предлагающие альтернативу разгрузке сетей и повышению их эффективности. Сети блокчейна сегодня сталкиваются с многочисленными проблемами масштабируемости, особенно из-за появления новых децентрализованных приложений, требующих всё более растущего объёма транзакций. Ценность криптовалют заключается в децентрализации системы, неконтролируемой регуляторами в лице Центробанков.

Преимущества Шардинга

После назначения транзакции внутри каждого сегмента обрабатываются наряду с другими сегментами. Это означает, что блокчейн может обрабатывать несколько потоков транзакций одновременно, в отличие от традиционных систем, где каждая транзакция должна обрабатываться последовательно. 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. В криптографии этот подход направлен на распределение рабочей нагрузки так, чтобы каждый сегмент сети мог обрабатывать транзакции и смарт-контракты независимо и параллельно с основным блокчейном.

В общем, шардинг представляет собой смену парадигмы в том, как блокчейн-сети справляются с масштабируемостью, скоростью транзакций и перегрузками. Разбивая блокчейн на более мелкие и управляемые части, шардинг не только повышает производительность сети, но и расширяет ее потенциал для поддержки более широкого спектра приложений и базы пользователей. Это делает шардинг важнейшим событием в развитии технологии блокчейн, предлагая реальное решение некоторых из ее наиболее актуальных проблем. В конечном счете, шардинг действительно представляет собой интересное решение проблемы масштабируемости в существующих блокчейнах. Разделяя данные на более мелкие сегменты, этот метод значительно повышает производительность и эффективность транзакций. Таким образом, в настоящий момент концепция аналитика рынка форекс шардинга, ввиду определенных сложностей не имеет полноценного практического применения.

Наиболее распространённые технологии — это горизонтальное и вертикальное разделение. Оба метода эффективно решают задачу масштабирования, позволяя улучшить производительность системы. Ethereum теперь больше сосредоточен на использовании шардинга для решения  проблем доступности данных и масштабирования.

Трилемма блокчейна, как пояснил Виталик Бутерин, состоит в том, что одновременно можно сохранять только две из трех ключевых особенностей блокчейна — безопасности, децентрализации и масштабируемости. Если преодолеть сложности, с которыми сталкивается шардинг, то можно будет масштабировать распределенные сети, не жертвуя децентрализацией или безопасностью. Экосистема блокчейна Close To позволяет разработчикам создавать и применять децентрализованные приложения. Если что такое шардинг группы нод отвечают за индивидуальные сегменты, то каждой ноде не нужно поддерживать весь реестр для выполнения каждой операции. Поэтому валидация транзакций может осуществляться параллельным, а не линейным образом, что повышает скорость сети. Крайне важно обеспечить безопасность каждого сегмента и защиту от несанкционированного доступа для процессов проверки и записи транзакций.

Транзакции с адресами или активами, распределенными по нескольким сегментам, требуют специальной координации. Эти транзакции требуют связи между сегментами, чтобы гарантировать, что транзакция действительна и что выписки со счетов правильно обновляются на всех затронутых сегментах. Такое назначение гарантирует, что все транзакции, включающие определенный набор ключей или адресов, обрабатываются в одном и том же сегменте, что обеспечивает согласованность и упрощает отслеживание выписок по счету.

Например, валидаторы могут вступить в сговор, чтобы одобрить мошеннические транзакции на одном шарде. Такой сговор может быть более возможен в шардированной системе, поскольку контроль над одним шардом требует меньших вычислительных мощностей или доли, чем контроль над всей сетью. Еще одна потенциальная проблема – “захват шарда”, когда группа злонамеренных валидаторов получает контроль над процессом консенсуса в шарде, что позволяет им манипулировать проверкой транзакций и созданием блоков. Этот риск особенно высок для шардов, которые обрабатывают дорогостоящие транзакции или имеют контроль над значительными сетевыми ресурсами.