Масштабируемость — это часть «блокчейн-трилеммы», наряду с безопасностью и децентрализацией. Одновременное достижение всех трёх параметров по-прежнему является сложной задачей для блокчейна. В дополнение к теме, что такое шардинг в блокчейне, можно отметить, что это решение масштабируемости первичного уровня, потому что оно подразумевает сетевое изменение связного списка. Отличается большей эффективностью, чем подключение единой сети ethereum, работающей на Proof of Work. Шардинг представляет собой метод разделения блокчейна или иной базы данных на мелкие чейны, которые управляют информационными сегментами.
Будущее Решений По Распределению И Масштабированию Блокчейна
Мы столкнулись с проблемой, что шард 1 и шард 2 после завершения диапазонов простаивали, а вся новая нагрузка приходилась на шард three. По сути, это тот же горизонтальный sharding с разбиением данных на кусочки по строкам при помощи диапазонов. Это полезно, когда у таблицы очень много столбцов или когда группы столбцов имеют совершенно разные паттерны доступа.
Это связано с тем, что база данных изначально представляла собой таблицу. Если разделять таблицу на вертикальные столбцы (заголовок и все данные под ним), то это вертикальный шардинг. Если разделять http://santehnik-city.ru/dezhurnyj-santehnik.html таблицу по строкам (заголовки всех столбцов и части таблицы под ней), то это горизонтальный шардинг.
Проблемы Безопасности И Проверки
Чтобы понять реализацию шардинга в блокчейне, нужно знать, как хранятся и обрабатываются данные. Существует несколько методов обработки — рассмотрим последовательную и параллельную обработку. Если раньше шла речь об общем шардинге без уточнения конкретного объекта шардирования, то теперь стоит уточнить вопрос. Ноды в блокчейне созданы для выполнения большого количества транзакций, пересылки их и блоков другими нодами, хранения состояния и истории блокчейна. Если блокчейн с валидаторами сделает хард форк в шардированной системе с 10 шардами, поделит валидаторы между реестрами, то получить контроль возможно будет только над половиной из них. Это нередко становится первостепенной задачей только в тот момент, когда часть из них в едином шарде.
Разделение блокчейна на более управляемые сегменты позволяет увеличить пропускную способность транзакций и тем самым решить проблему масштабируемости, с которой сталкивается большинство современных блокчейнов. Применительно к блокчейну, шардинг подразумевает разделение сети блокчейна на индивидуальные сегменты (шарды). Каждый шард содержит уникальный набор смарт-контрактов и балансов счетов. За каждым шардом закрепляется нода, верифицирующая транзакции и операции, в отличие от схемы, в которой каждая нода отвечает за верификацию каждой транзакции во всей сети.
Одним из решений, направленных на улучшение масштабируемости блокчейнов, является шардинг. Несмотря на то, что Sharding — относительно новая технология в сфере блокчейна, разработчики ряда проектов уже активно используют или намерены использовать ее в ближайшее время. Эта технология способна решить ключевые барьеры на пути развития блочной цепочки, которые тормозят процесс ее расширения и принятия в глобальном масштабе. В сегментированном блокчейне также возникает проблема безопасности, поскольку хакерам легче захватить один шард — по причине меньшего хешрейта, требуемого для контроля индивидуальных сегментов (так называемая атака 1%). В криптовалютном мире Sharding разбиение выполняется в основном горизонтально. Каждый «осколок» может содержать данные, которые находятся во всех остальных шардингах.
- Для обеспечения безопасности сеть Ethereum использует механизм под названием “крест-валец” (cross-linking).
- Шардинг напрямую решает эту проблему, распределяя транзакционную нагрузку между несколькими шардами.
- Многие протоколы, которые сегодня разрабатываются, строятся с предположением, что если валидаторы достаточно часто перераспределяются, то при использовании византийского консенсуса описанных выше проблем не существует.
- Это сравнение подчеркивает, что шардинг не заменяет другие блокчейн-решения, а укрепляет их основу.
Вопрос «шардинг vs репликация что лучше для масштабируемости» возникает почти всегда. Репликация раздаёт копии одних и тех же данных ради отказоустойчивости и чтения, http://www.honeyfine.ru/study-573-14.html а шардинг делит сами данные. Каждая из строк уникальна и содержит в себе определенный набор данных, что позволяет не нарушать общую целостность. Шардинг увеличивает сложность системы и создаёт новые риски, особенно при взаимодействии между шардами. Безопасность обеспечивается строгим контролем доступа, надёжными протоколами, криптографической валидацией и распределением валидаторов, что препятствует целевым атакам.
Такой подход напоминает наличие нескольких параллельных цепочек, каждая из которых функционирует независимо, но взаимосвязана таким образом, что сохраняет целостность и слаженность всей системы. Шардинг призван повысить эффективность и масштабируемость блокчейна, но при этом он вводит новые вычислительные накладные расходы. Координация консенсуса между несколькими шардами требует дополнительных уровней связи и проверки.
Например, управление межшардовыми транзакциями – когда транзакция затрагивает несколько шардов – требует сложных протоколов для обеспечения того, чтобы каждый шард точно отражал результат транзакции. Такая межшардовая связь может требовать больших вычислительных затрат, что может свести на нет некоторые преимущества масштабируемости шардинга. Поэтому разработка эффективных протоколов консенсуса, способных справиться со сложностями шардированной сети и при этом минимизировать дополнительные вычислительные накладные расходы, представляет собой серьезную задачу. 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.
Блокчейны BTC и ETH, например, столкнулись с этой проблемой, что стало причиной для снижения скорости обработки транзакций из-за высокой нагрузки на сеть, а также увеличило комиссии за переводы. Шардинг разбивает блокчейн на параллельные сегменты, позволяя одновременно обрабатывать транзакции. Каждый шард проверяет только свои операции, что снижает нагрузку на узлы. Параллельная архитектура значительно увеличивает пропускную способность и эффективность сети. Утверждается, что получить контроль над 50% шарда проще, чем 50% всей сети (например потому что участник может попытаться взломать или подкупить валидаторов после того как они были назначены на шард). По определению, между-шардовые транзакции изменяют состояние в нескольких шардах.
Представьте, что блокчейн — это огромная база данных, где записана информация обо всех транзакциях. Чем больше пользователей, тем тяжелее этой базе данных справляться с нагрузками, а значит, транзакции становятся медленнее, а комиссии — выше. Шардинг криптовалют решает одну из главных проблем блокчейнов – низкую масштабируемость. Благодаря шардированию, сети могут обрабатывать больше транзакций за меньшее время, что делает их эффективными и удобными для пользователей.
Если один шард постоянно «толще» и горячее остальных — вы масштабируете систему, но упираетесь в один узел. При hash-шардинге вы берёте ключ (например, user_id), считаете хэш и по нему выбираете шард (часто по модулю числа шардов или через таблицу/кольцо). Если пользователи находятся в разных частях света, то деление данных и хранение ближе к ним может ускорить работу приложения. Мы можем при помощи шардинга размещать данные в разных дата-центрах, ближе к определённым группам пользователей. Компания размещает свои сервера в разных странах, чтобы видео прогружались быстрее и в более высоком качестве. https://renatus.it/avvertenze.html Но если счёт А находится на одном шарде, а счёт Б — на другом, стандартная транзакция не сработает.