В криптовалютной экономике используется значительное количество методов, предназначенных для работы с кластерами данных. Одним из наиболее известных считается шардинг. Что он из себя представляет? Если сказать без сложной технической терминологии, это фактически горизонтальное разделение кластеров данных.
Что это?
Шардинг стал массово внедряться еще в конце 90-х. Тогда концепцию шардинга использовали для того, чтобы управлять стандартными базами данных. Само же понятие «шард», то есть фрагмент, стал известен благодаря популярной в то время онлайн-игре Ultima.
В ней команда разработчиков решила распределить играющих по разным виртуальным мирам, чтобы не дать трафику работать с перебоями. Стоит отметить, что шардинг задействуют и деловой сфере – разделяют базы данных клиентов по географической локации. Все клиенты, которые относятся к одной из них, потом объединяют в группу, а затем переводят на эксклюзивный сервер. Но больше всего шардинг используют в блокчейне.
Шардинг и блокчейн
Что касается блокчейна, то шардинг разделяет сеть блокчейна на шарды, каждый из которых уникален. В шардах находятся наборы смарт-контрактов, и балансы счетов. За каждым из шардов закрепляют ноду. Она осуществляет верификацию транзакций в сети. Зачем блокчейн разделяет на шарды? Это дает возможность повысить пропускную способность транзакций. Так решается проблема масштабируемости, которая ограничивает работу почти любого блокчейна на данный момент.
Как проблемы он может решить?
Шардинг способен решить проблему масштабирования блокчейнов. Из-за того, что технология блокчейн приобретает все большую известность, и к ней подключается все больше клиентов, неизбежно снижается скорость транзакций. В свою очередь это мешает распространению блокчейна в экономике.
Если же каждая из групп нод будет отвечать только за свой сегмент, то каждой из них уже не надо будет осуществлять поддержку всего реестра. Скорость транзакций вырастает, валидация транзакций проводится параллельно. Это дает возможность устранить проблему масштабирования.
Есть ли какие-то минусы у самого шардинга?
Приходится констатировать факт, что и шардинг не лишен недостатков. Главные из них – это безопасность и коммуницирование. К примеру, если блокчейн разделяют на компоненты, которые изолированы друг от друга, тогда шарды становятся отдельными сетями. В результате никто из пользователей, как и приложения одного из сегментов больше не может контактировать с другими пользователями и приложениями другого. Приходится задействовать особый специальный механизм, что непродуктивно.
Что касается безопасности, то сегментированный блокчейн становится небезопасным. Это вызвано тем, что кибермошенникам гораздо проще поймать тот или иной шард, так как хешрейт становится меньше. Если сегмент захвачен ими, тогда ничто не мешает злоумышленникам направлять ложные транзакции в главную сеть.
Чтобы такого не произошло, есть решение – протоколы шарда назначают в случайном порядке в разные секции, чтобы подтвердить эксклюзивность каждого блока.
Существую ли сейчас решения, выступающие в качестве альтернативы ему?
Да, такие решения есть. Первое из них – увеличить размер блоков. То есть, чем больше у них размер, тем больше и транзакций в них поместится. Значит и количество транзакций в секунду будет также больше.
В то же время есть нюанс – ведь чем больше будут блоки, тем значительнее потребуется ресурсов. Если увеличивать размеры блоков, тогда только самые мощные ПК способны будут это делать. Поскольку стоят они дорого, то и пулы нод станут меньше, централизация усилится.
Второе решение – задействовать альткойны, чтобы разные функции и приложения реализовались на своих сетях. За счет такого решения повышается общая производительность, так как блокчейн не будет чрезмерно загружен. Но и тут есть недостаток – риски взломов также повышаются.
Кто применяет шардинг в работе?
Первой площадкой, внедрившей его, стала Zilliqa. Использует его и блокчейн Near, чтобы проектировать и выпускать приложения. Также он задействован в обновленной версии протокола Ethereum 2.0. Используют шардинг и Cardano, PChain и прочие проекты.
Стоит сказать и о том, что шардинг в перспективе может решить трилемму блокчейна. Она заключается в том, что сейчас можно сохранить лишь 2 из 3-х основных параметров блокчейна. Если шардинг будет развиваться и дальше, тогда сети будут еще более масштабированными и безопасными.
Автор: Вадим Груздев, аналитик Freedman Сlub Crypto News