Что такое шардинг простыми словами

0

Объяснение нового решения для масштабирования сети Ethereum

Представьте, что вы сидите в большой аудитории, в которой пишите экзамен вместе с пятью сотнями студентов. Предположим, что за экзаменом следят 50 преподавателей. А теперь представьте, если бы каждый из 500 студентов должен был сдавать экзамен и объяснять свои ответы каждому из 50 преподавателей по отдельности. Сколько бы времени это заняло?

Это совершенно не масштабируемый способ проверки информации, ведь он будет только усложняться по мере увеличения числа студентов, сдающих экзамены. Это похоже на проблемы, с которыми сталкивается блокчейн эфира, поскольку он становится все более популярным и широко используется для транзакций.

Теперь представьте, что вместо проверки у всех 50 преподавателей, ответственность была бы поделена. Каждый преподаватель отвечал бы за оценку только 10 студентов и его решение было бы окончательным. Если преподаватель не уверен в том, как конкретный вопрос должен быть оценен, то он может посоветоваться с другими учителями для получения дополнительной информации перед выставлением оценки.

Это краткое описание текущей проблемы эфира и того, как шардинг может решить проблему масштабируемости, чтобы увеличить скорость транзакций и сделать сеть более привлекательной. Теперь опишим концепцию более детально.

Нынешняя проблема эфира

Блокчейн эфира в настоящее время требует, чтобы все узлы в сети хранили и обрабатывали все транзакции. Другими словами, проблема заключается в том, что для этого требуются полные узлы (хранят информацию о всем блокчейне). Хотя этот процесс обеспечивает относительно большую безопасность, поскольку каждая транзакция должна обрабатываться каждым отдельным узлом, он в тоже время негативно проявляется по мере расширения сети. Чем больше в сети полных узлов, тем медленнее она становиться и транзакции проходят намного дольше.

В текущей форме блокчейна эфира разработчики должны выбрать две из трех характеристик: безопасность, масштабируемость, децентрализация. На данный момент разработчики ставят в приоритете 1-ю и 3-ю характеристику, жертвуя масштабируемостью. Но времена изменились, и масштабируемость представляет собой реальную угрозу массовому принятию эфира, поэтому разработчики решили, что правильным решением будет временное жертвование безопасностью. Затем они смогут грамотно масштабировать блокчейн и увеличить скорость транзакций.

Шардинг — решение проблемы

Представьте, что сеть эфира разделена на тысячи островов. Каждый остров работает сам по себе, каждый остров имеет свои уникальные особенности, и все жители острова (счета) могут взаимодействовать друг с другом. Если они хотят связаться с другими островами, им придется использовать какой-то паром (протокол).

Шардинг, в традиционном смысле, является типом разделения, который позволяет распределить большую базу данных на более быстрые мелкие части, которые называются шардами или осколками. Каждый осколок по определению является лишь небольшой частью чего-то целого.

Таким образом, сеть делиться на мелкие части, в которой каждый осколок содержит независимые фрагменты данных транзакций. С помощью шардинга сообщество эфира пытается отказаться от требования в наличии полных узлов. С реализацией шардинга эту проблему можно решить, если каждый узел будет хранит подмножество данных и несет ответственность за проверку определенного набора транзакций, а не за все транзакции, как это реализовано сейчас.

Когда конкретному узлу требуется информация, которая не хранится в его собственном блоке, он находит другой узел, у которого есть требуемая информация. Это называется кросс-шардинговой коммуникацией.

В настоящее время блокчейн эфира позволяет проводить 8 транзакций в секунду, тогда как шардинг позволит проводить тысячи транзакций в секунду, так как будет отсутствовать необходимости в полных узлах и долгой проверке. Тем не менее, процесс не является безвредным, поскольку неполные узлы являются больше зависимыми, чем независимыми. Это и есть та жертва в виде безопасности, которую требует повышение масштабируемости.

Почему важен переход на Proof-of-Stake

Недостаток безопасности будет присутствовать только в том случае, если эфир продолжит использовать алгоритм консенсуса Proof-of-Work (принцип майнинга, как в биткоине). Поскольку PoW полагается на силу вычислительной мощности, то более мощные участники сети могут начать ей манипулировать.

На блокчейне, основанным на PoW без шардинга, “атака 51%” — это когда один участник контролирует больше половины сети и может манипулировать ей — практически невозможна. Это связано с тем, что такому участнику потребуется очень много вычислительной мощности.

В блокчейне на основе PoW с шардингом вероятность атаки 51% возможна и создает большую угрозу для общей безопасности сети. Недобросовестному участнику намного проще сконцентрировать свои мощности в рамках одного осколка, чтобы получить власть над ним. Тогда он может использовать свое влияние, чтобы организовывать атаки на другие осколки в сети.

Именно здесь переход на Proof-of-Stake и является критически важным фактором для обеспечения безопасности. PoS позволит сети удалить возможность концентрирование мощностей на одном осколке благодаря эффективному использованию метода случайной выборки. В блокчейне на основе PoS с шардингом потенциальные злоумышленники не могут выбрать осколок, над которыми они хотят работать, и они не будут заранее знать, в какой осколок будут определены после каждого создания блока.

Реализация подобной идеи положительно скажется на стоимости эфира и станет важным фактором дальнейшего развития сети. Эфир выйдет на совершенно новый уровень, из-за чего даже может сместить биткоин с пьедестала лидера на рынке криптовалют. Разработчики планируют внедрить шардинг и переход на proof-of-stake до конца 2018 года и именно это станет главным двигателем дальнейшего роста эфира.

You might also like More from author

Добавить комментарий