As debati i shkallëzimit në kriptovalutat vazhdon, disa zgjidhje të mundshme janë aktualisht në zhvillim për shumë kohë tani.
Konkretisht, në rastin e Ethereum, ku një fokus i madh i kushtohet decentralizimit dhe siguri në kurriz të shkallëzueshmërisë, aplikimi i ndarjes në lidhje me zbatimin Dëshmia e aksionit konsensusi shihet si mekanizmi shumë i nevojshëm nëpërmjet të cilit rrjeti mund të shkojë në nivele praktike për aplikime duke ruajtur ende decentralizimin dhe sigurinë e tij.
Ndarja është një temë komplekse, veçanërisht kur zbatohet në një rrjet të decentralizuar, peer to peer të tilla si Ethereum ku gjendja globale e rrjetit përditësohet vazhdimisht.
Pra, çfarë është saktësisht sharding dhe si mund të ndihmojë rrjetet blockchain të shkallëzohen?
Sfondi i ndarjes dhe informatikës së shpërndarë
Sharding është në të vërtetë shumë më i vjetër se teknologjia blockchain dhe është zbatuar në një sërë sistemesh nga optimizimi i bazës së të dhënave të biznesit në Baza globale e të dhënave Spanner e Google.
- Në thelb, ndarja është një metodë e veçantë për ndarjen horizontale të të dhënave brenda një baze të dhënash.
- Në përgjithësi, baza e të dhënave ndahet në copa të vogla të quajtura "sharda", që kur grumbullohen së bashku formojnë bazën e të dhënave origjinale.
- Në rrjetet blockchain të shpërndarë, rrjeti përbëhet nga një seri nyjesh të lidhura në një format peer-to-peer, pa autoritet qendror.
- Siç është rasti me sistemet aktuale blockchain, çdo nyje ruan të gjitha gjendjet e rrjetit dhe përpunon të gjitha transaksionet.
- Ndërsa kjo ofron siguri të nivelit të lartë nëpërmjet decentralizimit, veçanërisht në sistemet e Dëshmisë së Punës si p.sh Bitcoin Ethereum, kjo çon në probleme legjitime të shkallëzimit.
Sharding Ethereum
Duke përdorur Ethereum si shembull, një nyje e plotë në Ethereum rrjeti ruan të gjithë gjendjen e blockchain, duke përfshirë bilancet e llogarisë, ruajtjen dhe kodin e kontratës.
Fatkeqësisht, ndërsa rrjeti rritet në madhësi me një ritëm eksponencial, konsensusi rritet vetëm në mënyrë lineare. Ky kufizim është për shkak të komunikimit të nevojshëm ndërmjet nyjeve të nevojshme për të arritur konsensus.
Nyjet në rrjet nuk kanë privilegje të veçanta dhe çdo nyje në rrjet ruan dhe përpunon çdo transaksion. Si rezultat, në një rrjet me madhësinë e Ethereum-it, çështje të tilla si kostot e larta të gazit dhe kohët më të gjata të konfirmimit të transaksioneve bëhen probleme të dukshme kur rrjeti është i tendosur. Të rrjet është po aq i shpejtë sa nyjet individuale sesa shuma e pjesëve të saj.
Ndarja ndihmon në zbutjen e këtyre problemeve duke ofruar një zgjidhje interesante, por komplekse. Koncepti përfshin grupimin e nëngrupeve të nyjeve në copëza të cilat nga ana e tyre përpunojnë transaksione specifike për atë copëza. Ai lejon sistemin të përpunojë shumë transaksione paralelisht, duke rritur ndjeshëm xhiros.
Një mënyrë më e thjeshtë për ta thënë do të ishte të imagjinonim ndarjen e Shteteve të Bashkuara në shtete.
Ndërsa çdo shtet (një copë në këtë rast) është pjesë e Shteteve të Bashkuara më të mëdha (rrjeti Ethereum), ata kanë rregullat, kufijtë dhe nëngrupet e tyre specifike të popullatave. Megjithatë, ata ndajnë një gjuhë dhe kulturë universale si pjesë e rrjetit të tyre më të madh që përbën vendin.
Ose edhe më mirë, në Vitalik Buterinfjalët e vetë:
“Imagjinoni që Ethereum është ndarë në mijëra ishuj. Çdo ishull mund të bëjë gjënë e vet. Secili prej ishujve ka veçoritë e veta unike dhe të gjithë ata që i përkasin atij ishulli, p.sh., llogaritë, mund të ndërveprojnë me njëri-tjetrin DHE ata mund të kënaqen lirshëm në të gjitha tiparet e tij. Nëse duan të kontaktojnë ishujt e tjerë, do të duhet të përdorin një lloj protokolli.”
Siç mund ta shihni, koncepti i fragmentimit të rrjetit në pjesë më efikase lejon që rrjeti të funksionojë si shuma e pjesëve të tij, në vend që të kufizohet nga shpejtësia e secilës nyje individuale.
Si funksionon Sharding në Blockchains?
Ne do të vazhdojmë të përdorim Ethereum si shembull në këtë pasi është përpjekjet më të njohura dhe më të mundimshme të ndarjes në arenën e blockchain, pasi zhvilluesit e Ethereum po zbatojnë atë që njihet si "ndarje e shtetit".
Gjendja aktuale e blockchain Ethereum njihet si "shtet global” dhe është ajo që të gjithë mund të shohin kur shikojnë blockchain në një shembull specifik.
Pjesa e ndërlikuar në zbatimin e ndarjes në Ethereum është se duke ndarë nyjet në nëngrupe më të vogla, këto nëngrupe duhet të jenë në gjendje të përpunojnë grupe specifike transaksionesh duke përditësuar njëkohësisht gjendjen e rrjetit, duke siguruar që ai është i vlefshëm.
Sharding në Ethereum supozohet të zbatohet në një paraqitje dyfazore, më shumë se e mundshme pas Dëshmia e aksionit zbatohet në rrjet. Faza e parë do të jetë shtresa e të dhënave që përbëhet nga konsensusi se cilat të dhëna janë në copëza. Faza e dytë është shtresa e gjendjes. E gjithë kjo është shumë e rrjedhshme, kështu që një përmbledhje e përgjithshme se si mund të funksionojë është më poshtë.
Ethereum e zbërthen rrjetin në copa specifike. Çdo copëz i caktohet një grup specifik transaksionesh që përcaktohet duke grupuar llogari specifike (përfshirë kontratat inteligjente) në një copë. Çdo grup transaksioni ka një kokë dhe një trup që përbëhet nga sa vijon.
- ID-ja e copëzave të grupit të transaksionit
- Caktimi i validatorëve nëpërmjet kampionimi i rastësishëm (verifikoni transaksionet në copëza)
- Rrënja e gjendjes (gjendja e rrënjës merkle të copëzës para dhe pas shtimit të transaksioneve)
trup
- Të gjitha transaksionet që i përkasin grupit të transaksioneve që janë pjesë e copëzave specifike.
Transaksionet janë specifike për çdo copëz dhe ndodhin midis llogarive vendase të atij fragmenti.
Kur verifikohen transaksionet, gjendja e rrjetit ndryshon dhe balancat e llogarisë, ruajtja, etj përditësohen. Në mënyrë që grupi i transaksionit të verifikohet si i vlefshëm, rrënja e para-gjendjes së grupit të transaksionit duhet të përputhet me rrënjën e copëzuar në gjendjen globale. Nëse përputhen, grupi i transaksionit vërtetohet dhe gjendja globale përditësohet përmes rrënjës së shtetit të ID-së së copëzuar.
Në vend që të përmbajë vetëm një rrënjë shtetërore, çdo bllok i blockchain-it Ethereum tani përmban një rrënjë shtetërore dhe rrënjë të grupit të transaksionit. Rrënja e grupit të transaksioneve është rrënja merkle e të gjitha grupeve të transaksioneve nga copëzat specifike për atë bllok transaksionesh.
Në thelb, ekziston një rrënjë merkle e të gjitha copëzave të ndryshme që përmbajnë grupet e transaksioneve të përditësuara dhe të verifikuara. Kjo rrënjë ruhet në blockchain së bashku me rrënjën e përditësuar të gjendjes.
Përdorimi i koncepteve të pemës merkle në këtë strukturë është jetik për të siguruar vlefshmërinë e blockchain. Të kuptuarit se si a pemë merkle dhe veçanërisht një punë me rrënjë merkle, mund t'ju ndihmojë t'i kuptoni këto koncepte shumë më lehtë.
Lexoni: Çfarë është një pemë Merkle?
Konsensusi brenda një copëze arrihet përmes një konsensusi të dëshmisë së aksioneve të nyjeve të zgjedhura rastësisht që aplikohen në një copë për raundin konsensus specifik.
Kjo jo vetëm që siguron përfundimin e konsensusit, i cili është i nevojshëm brenda copëzave, por gjithashtu siguron një mbrojtje të veçantë ndaj një sulmi që një Blockchain dëshmi e punës do të ishte e ndjeshme në këtë rast.
Fuqia hash e kërkuar për të kapërcyer një copë të caktuar në një rrjet të copëtuar PoW është reduktuar në mënyrë drastike dhe aftësia për një aktor keqdashës për të marrë përsipër një copëz përmes fuqisë llogaritëse është e realizueshme.
Nëpërmjet kësaj, aktori i keq mund të sulmojë pjesë të tjera përmes protokollit të komunikimit, i cili është një nga tiparet më të ndërlikuara dhe më të rëndësishme të arkitekturës së shardingut. Përzgjedhja e rastësishme e mostrave të vërtetuesve brenda një copëze arrin të mbysë këtë lloj sulmi pasi një aktor i keq nuk do ta dijë se në cilin copëz janë vendosur para se të vendosen në të.
Më tej, kampionimi i rastësishëm do të përdoret për të zgjedhur vërtetuesit që janë në të vërtetë vërtetimi nga ai grup i rastësishëm vërtetues.
Protokolli i komunikimit është jetik për funksionimin e saktë të arkitekturës së ndarjes në sistem. Ju mund të mendoni për protokollin e komunikimit si gjuhë universale që është konsistente midis shteteve si pjesë e Shteteve të Bashkuara më të mëdha.
Sidoqoftë, hartimi i këtij protokolli është shumë sfidues dhe duhet të kryhet në mënyrë që të përdoret vetëm kur është e nevojshme. Bëhet e nevojshme kur një nyje specifike kërkon informacion që nuk është i ruajtur brenda pjesës së tij dhe duhet të gjejë copëzën me informacionin e nevojshëm. Ky komunikim njihet si komunikim ndër-shard.
Komunikimi ndër-shard arrihet nëpërmjet aplikimit të konceptit të arkëtimeve të transaksioneve. Fatura për një transaksion ruhet në një rrënjë merkle që mund të verifikohet lehtësisht, por që nuk është pjesë e rrënjës shtetërore.
Fragmenti që merr një transaksion nga një copë tjetër kontrollon rrënjën merkle për t'u siguruar që fatura nuk është shpenzuar. Në thelb, faturat ruhen në një memorie të përbashkët që mund të verifikohet nga copëza të tjera, por jo të ndryshohet. Prandaj, përmes një ruajtjeje të shpërndarë të faturave, copëzat janë në gjendje të komunikojnë me njëri-tjetrin.
Sharding Moving Forward
Sharding në Ethereum pritet të zbatohet pas Casper Përmirësimi i PoS. Kohët e fundit, atje ka pasur disa zhvillime në lidhje me Ethereum 2.0 të cilat përfshijnë zbatimin e të dyjave Casper dhe copëtimi.
Sharding është zbatuar gjithashtu në disa platforma të tjera, më së shumti Zilliqa. Sidoqoftë, Zilliqa nuk zbaton ndarjen e gjendjes në këtë kohë dhe përkundrazi përqendrohet në sigurimin e një blockchain me xhiro të lartë duke përdorur ndarjen e transaksioneve dhe llogaritëse.
lexoni tonë Udhëzues për Zilliqa
Përfundim
Sharding shërben për të ofruar disa zgjidhje premtuese për elefantin në dhomën e platformave blockchain tani, shkallëzueshmëri.
Ndërsa rrjeti i rrufeshëm i Bitcoin është në fazën e testimit dhe ka treguar një progres shumë premtues deri më tani, zgjidhja e Ethereum sjell me vete disa sfida unike pasi është i lidhur si një kompjuter botëror që Turing është i kompletuar.
Sharding do të funksionojë drejtpërdrejt vetëm në nivelin e protokollit, kështu që përdoruesi përfundimtar ose zhvilluesi i dapp mund të mos jetë domosdoshmërisht i rëndësishëm për të mësuar rreth tij.
Pavarësisht, përpjekja e Ethereum për ndarjen e gjendjes për një rrjet të gjerë e të decentralizuar është një përpjekje mbresëlënëse dhe do të jetë një arritje e madhe nëse zbatohet me sukses.
Burimi: https://blockonomi.com/sharding/