Vier Projekte, die den Weg in der Datenbank-Sharding führen. Sharding ist eine clevere Möglichkeit, sowohl die Netzwerklatenz- als auch die Bandbreitenprobleme anzugehen, die die Skalierbarkeit von Blockchain eindeutig einschränken. Es lohnt sich, die Vorteile von Sharding zu erkunden und wie es einige der Einschränkungen von Blockchain verbessern kann.
Es werden zwei Hauptversionen von Sharding verwendet.
Partitioniertes Sharding, bei dem Shards nicht direkt über ein zentrales Relais miteinander kommunizieren
State Sharding, bei dem Shards über einen Zustand oder ein zentrales Relais miteinander kommunizieren
Es gibt einige interessante Projekte, die an alternativen Implementierungen der Sharding-Technologie arbeiten. Wir erforschen die vier führenden Projekte unten.
Astraleum
NÄHE
Polkadot
Zilliqa
Sharding
Typ
Zustand
Zustand
Zustand
Partitioniert
Name
Leuchtfeuerkette
TxDurchfluss
Fallschirm
BFT-Sharding
Vorteile
Partition reduziert linear den Bedarf an Rechenleistung, Speicher und Netzwerkbandbreite
Partition reduziert linear den Bedarf an Rechenleistung, Speicher und Netzwerkbandbreite
Berechnungen, die von jedem Shard durchgeführt werden, sind von Natur aus unabhängig, erhöhte Netzwerkkapazität.
Exponentielle Skalierbarkeit erhöht sich durch erhöhte Verarbeitungsleistung und Verteilung von Informationen.
Risiken
Geringere Datenverfügbarkeit, Cross-Shald-Transaktionen zur Validierung von Daten erforderlich
Geringere Datenverfügbarkeit, Cross-Shald-Transaktionen zur Validierung von Daten erforderlich
Geringere Datenverfügbarkeit und -sicherheit durch disperse Mining, keine Möglichkeit zur Validierung des Datums zwischen Shards
Die Verarbeitung von Zahlungen wird sehr komplex, sobald der Status unter Shards geteilt wird. Dapps führt keine Transaktionen aus, die denselben Smart Contract betreffen, parallel
Ethereum's Beacon Kette
Die Beacon Chain ist Teil der Ethereum 2.0 Serenity Roadmap. Die Beacon Chain ist die „Hauptkette“ des kommenden Casper PoS-Systems des Ethereum und ihre Hauptaufgaben sind:
Speichern und Pflegen des Satzes von aktiven, in der Warteschlange und beendet Validatoren
Verarbeitungs-Crosslinks
Verarbeiten Sie einen eigenen Block-für-Block-Konsens sowie das Finality-Gadget
Die Schlüsselfunktion der Beacon Chain besteht darin, das Proof-of-Stake-Protokoll für sich selbst und alle Scherbenketten zu verwalten. Es gibt eine Reihe von Aspekten, darunter:
Verwaltung von Validatoren und deren Einsatz
Nominieren des ausgewählten Blockvorschlags für jeden Shard in jedem Schritt
Organisation von Validatoren in Ausschüssen zur Abstimmung über die vorgeschlagenen Blöcke
Anwendung der Konsensregeln
Anwenden von Belohnungen und Strafen auf Validatoren
Als Ankerpunkt, auf dem die Shards ihre Zustände registrieren, um Cross-Shoud-Transaktionen zu erleichtern
NEAR Sharding
Das primäre Ziel von NEAR ist es, Cross-Shoud-Transaktionen in Echtzeit zu erstellen, während die Kunden ausreichend leicht gehalten werden. Jedes Low-End-Gerät sollte in der Lage sein, einen Knoten auszuführen, der einen Teil des Netzwerks betreibt und eine Teilmenge der Transaktionen verarbeitet. NEAR ist eine Sharded Proof-of-Stake-Blockchain, hoch skalierbar, und ihr Ansatz ermöglicht es Knoten, auf Low-End-Hardware zu laufen, was dem Netzwerk Zugriff auf Milliarden von zusätzlichen Geräten ermöglicht, von denen jedes es noch schneller macht.
Die Hauptprobleme sind die Sicherstellung der Datengültigkeit und -verfügbarkeit. Blöcke sollen mit einem Gültigkeitsnachweis versehen werden, der jedermann für mindestens einen bestimmten Zeitraum zur Überprüfung zur Verfügung steht. Die Validatoren sind dafür verantwortlich, dass der Nachweis vorliegt. Leider ist es nicht möglich (oder zumindest sehr schwierig) zu beweisen, dass Nachrichten, die gesendet werden sollten, nicht gewesen sind, ohne die Nachricht in die Kette zu verschieben. Die einzige Möglichkeit, dieses Problem zu umgehen, besteht darin, eine zentralisierte Infrastruktur und Governance-Einrichtung zu schaffen.
Polkadots Fallschirm
Um eine effektive verteilte Datenbank Sharding zu erreichen, verwendet Polkadot eine Technologie namens Parachain.
Ein Fallschirm (parallelisierbare Kette) ist eine einfachere Form der Blockchain. Es hängt an der Sicherheit, die durch eine Relaiskette zur Verfügung gestellt wird, anstatt seine eigenen. Eine Relaiskette bietet nicht nur Sicherheit für angeschlossene Fallschirme, sondern bietet auch eine Garantie für eine sichere Nachrichtenübergabe zwischen ihnen. Ein wesentliches Merkmal von Fallschirme ist, dass die Berechnungen, die sie durchführen, von Natur aus unabhängig sind. Vollständig verallgemeinerte Systeme von intelligenten Verträgen führen zu Problemen bei der Bestimmung, welche Transaktionen miteinander kollidieren. Dies bedeutet, dass Transaktionen, die möglicherweise parallelisiert werden könnten, oft nacheinander ausgeführt werden, wodurch wertvolle Rechenzeit verschwendet wird. Klare Grenzen zwischen Fallschirnen zu ziehen bedeutet, dass wir sie alle auf einmal ausführen können, ohne Angst vor Kollision zu haben. Wenn wir 10 Fallschirme haben, können wir das 10-fache der Arbeit mit der gleichen Quelle der Sicherheit ausführen.
Hochspezialisierte Fallschirme haben einen anderen Zweck. Sie können Datenspeicherungs- und Transaktionsvorgänge auf eine höchst effiziente Weise für ihre Problemdomäne implementieren, ohne in eine Blockchain-spezifische Skriptsprache oder eine virtuelle Maschine gehornt zu werden. Es ist möglich, Fallschirme mit eigenen Fallschirmen zu erstellen, und so weiter. Dies schafft eine baumartige Struktur, die verwendet werden kann, um hoch verteilte Berechnungen durchzuführen - ohne die Gesamtbelastung der Wurzelrelaiskette selbst zu reduzieren.
Die Hauptthemen sind auch Datenverfügbarkeit und Gültigkeit.
Zilliqa BFT Sharding
Die Art und Weise, wie Zilliqa Sharding zu implementieren versucht, ist auf einem völlig anderen Weg als Ethereum. Die Art und Weise, wie es implementiert wird, folgt der folgenden Logik:
Führen Sie alle Single-Shard-Transaktionen parallel aus
Transaktionen, die denselben Smart Contract betreffen, nicht parallel ausführen
Führen Sie keine Transaktion aus, die mehrere Shards parallel zu einer anderen Transaktion betrifft
Im Wesentlichen verwendet Zilliqas Vorschlag keinen zentralen Koordinator, aber er macht Dapps, die in den meisten Splitter wohnen müssen und seinen Hauptvorteil wegnehmen müssen.
Schlussfolgerung
Wenn Unternehmen die Grenzen der Blockchain verbessern wollen, werden mehr Projekte, die Sharding verwenden, ans Licht kommen. Durch die Bewältigung von Skalierbarkeitsproblemen wird Blockchain für ein größeres Publikum attraktiver und unternimmt schließlich einen weiteren Schritt in Richtung Mainstream-Annahme.
Um mehr über die Blockchain-Technologie zu erfahren, lesen Sie unsere neuesten Nachrichten und Erkenntnisse.
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