W świecie kryptowalut często mówi się, że Ethereum ma poważne problemy ze skalowalnością. Oznacza to wysokie koszty transakcji i długi czas ich przetwarzania.
Jednak Ethereum nie jest wyjątkiem – większość blockchainów boryka się z tym problemem. Dlatego programiści nieustannie pracują nad jego rozwiązaniem. Jednym z najlepszych pomysłów na poprawę skalowalności jest sharding. Ale czym on właściwie jest i dlaczego ma tak duże znaczenie?
Co to jest sharding w blockchainie?
Sharding to technika podziału blockchaina na mniejsze części, zwane shardami, co pozwala na szybsze przetwarzanie transakcji.
Mówiąc prościej, zamiast obciążać całą sieć blockchain, sharding dzieli ją na mniejsze, niezależne segmenty. Każdy shard przechowuje określone dane i działa oddzielnie, co pozwala zwiększyć wydajność i skrócić czas transakcji.
Dzięki temu każdy węzeł w sieci nie musi przechowywać pełnej historii blockchaina, lecz jedynie dane związane z jego shardem. Wciąż jednak wszystkie informacje są dostępne w systemie, co zapewnia bezpieczeństwo i decentralizację.
Jak działa sharding w blockchainie?
Sharding jest wykorzystywany głównie przez blockchainy, które obsługują ogromne ilości danych i potrzebują efektywniejszego systemu.
Świetnym przykładem jest Ethereum, które obsługuje setki zdecentralizowanych aplikacji (dApps) i tysiące programistów. Bez sharding, przetwarzanie transakcji staje się drogie i powolne.
Dzięki podziałowi na shardy Ethereum może działać szybciej i taniej, umożliwiając jednoczesne przetwarzanie wielu transakcji.
Główne elementy shardingu
1. Węzły (Nodes)
Węzły to podstawowe elementy każdej sieci blockchain – przechowują historię transakcji i dbają o bezpieczeństwo sieci.
Problem polega na tym, że każdy węzeł musi przechowywać pełną historię transakcji, co spowalnia działanie sieci.
Sharding rozwiązuje ten problem, ponieważ każdy węzeł przechowuje tylko część danych, co znacznie poprawia wydajność systemu.
2. Horizontal Partitioning
Sharding wykorzystuje tzw. horyzontalny podział bazy danych.
Na przykład w jednym shardzie mogą być przechowywane dane o saldach użytkowników, a w innym historia transakcji. Dzięki temu transakcje są przetwarzane szybciej i bardziej efektywnie.
Dlaczego sharding jest tak ważny?
Sharding odgrywa kluczową rolę w poprawie wydajności blockchaina. Oto trzy główne powody:
-
Zmniejszenie ilości przechowywanych danych
- Normalnie każdy węzeł przechowuje pełną historię blockchaina.
- Dzięki shardingu każdy węzeł przechowuje tylko część danych, co zmniejsza obciążenie sieci.
-
Większa skalowalność
- Blockchain z shardingiem może przetwarzać więcej transakcji na raz.
- To sprawia, że staje się konkurencyjny dla tradycyjnych systemów finansowych.
-
Lepsza dostępność
- Sharding sprawia, że blockchain może działać na słabszym sprzęcie, co umożliwia udział większej liczbie użytkowników.
Sharding a bezpieczeństwo
Jak każda technologia, sharding ma swoje potencjalne zagrożenia:
-
Ataki na shardy
- Hakerzy mogą próbować przejąć kontrolę nad jednym shardem i manipulować danymi.
- W Ethereum ryzyko takich ataków jest znacznie ograniczone dzięki systemowi losowego przypisywania węzłów do shardów.
-
Problemy z komunikacją między shardami
- Shardy muszą się ze sobą komunikować, aby blockchain działał prawidłowo.
- Twórcy Ethereum i innych projektów wprowadzają specjalne mechanizmy, które zapewniają bezpieczną wymianę informacji.
Przykłady blockchainów wykorzystujących sharding
Kilka dużych projektów blockchainowych już wdrożyło sharding:
1. NEAR Protocol
- NEAR umożliwia transakcje między shardami w czasie rzeczywistym.
- Jest zoptymalizowany tak, aby nawet urządzenia o małej mocy mogły pełnić rolę węzłów.
- Dzięki temu sieć jest bardziej dostępna i wydajna.
2. Ethereum Beacon Chain
- Beacon Chain to fundament Ethereum 2.0.
- Jego zadania to:
- Zarządzanie walidatorami i stakingiem.
- Przetwarzanie transakcji między shardami.
- Organizowanie głosowań nad zmianami w sieci.
3. Polkadot Parachains
- Polkadot stosuje własny system shardingu, nazywany parachainami.
- Parachainy to niezależne blockchainy, które działają w ramach ekosystemu Polkadot.
- Dzięki temu deweloperzy mogą tworzyć specjalistyczne blockchainy, które współpracują z innymi sieciami.
Podsumowanie
Sharding to przełomowa technologia, która znacząco zwiększa skalowalność blockchaina.
Dzięki temu rozwiązaniu:
–Transakcje są szybsze i tańsze.
–Blockchainy stają się bardziej dostępne.
-Zwiększa się efektywność całego ekosystemu kryptowalut.
Choć sharding nadal jest rozwijany, projekty takie jak Ethereum, NEAR i Polkadot udowadniają, że jest to kluczowe rozwiązanie dla przyszłości blockchaina.
