データベースのシャーディングをリードする4つのプロジェクト。 シャーディングは、ネットワークレイテンシーと帯域幅の問題の両方に対処する巧妙な方法であり、ブロックチェーンのスケーラビリティを明確に制限します。 シャーディングの利点と、ブロックチェーンの制限の一部を改善する方法を検討する価値があります。
シャーディングの 2 つの主要なバージョンが使用されています。
分割されたシャーディング。シャードは中央リレーを介して直接相互に通信しません。
状態シャーディング（状態または中央リレーを介してシャードが相互に通信する）
シャーディング技術の代替実装に取り組んでいる興味深いプロジェクトがかなりあります。 私たちは、以下の4つの主要なプロジェクトを探ります.
エテリアム
近く
ポルカドット
ジリカ
シャーディング
型を使用します
州
州
州
パーティション化されています
名前
ビーコンチェーン
[TxFlow]
パラチェイン
BFT シャーディング
メリット
パーティションにより、すべてのコンピューティング能力、ストレージ、およびネットワーク帯域幅の要件を直線的に削減
パーティションにより、すべてのコンピューティング能力、ストレージ、およびネットワーク帯域幅の要件を直線的に削減
各シャードによって実行される計算は本質的に独立しており、ネットワーク容量が増加しています。
処理能力の向上と情報の分散により、指数関数的なスケーラビリティが向上します。
リスク
データ可用性の低下、データの検証に必要なクロスシャードトランザクション
データ可用性の低下、データの検証に必要なクロスシャードトランザクション
分散マイニングによるデータの可用性とセキュリティの低下、シャード間の日付を検証する方法なし
状態がシャード間で共有されると、支払いの処理は非常に複雑になり、Dappsは同じスマートコントラクトに影響を与えるトランザクションを並行して実行しません
エテリアムのビーコンチェーン
ビーコンチェーンはEthereum 2.0セレニティロードマップの一部です。 ビーコンチェーンは、Ethereumの今後のキャスパーPoSシステムの「メインチェーン」であり、その主な責任は次のとおりです。
アクティブ、キューに入れられ、終了したバリデーターのセットを保存し、維持する
プロセスクロスリンク
独自のブロックごとのコンセンサスとファイナリティガジェットを処理する
ビーコンチェーンの主な機能は、自身およびすべてのシャードチェーンに対して、ステークオブステークプロトコルを管理することです。 これには、次のような様々な側面があります。
バリデーターとそのステークの管理
各ステップで各シャードに対して選択したブロックプロポーザを指名する
提案されたブロックに投票するために委員会にバリデータを編成する
コンセンサスルールの適用
バリデータへの報酬とペナルティの適用
シャードがクロスシャードトランザクションを容易にするために状態を登録するアンカーポイントである
ニアシャーディング
NEAR の主な目標は、クライアントを十分に軽く保ちながら、ほぼリアルタイムのクロスシャードトランザクションを作成することです。 ローエンドデバイスは、ネットワークの一部を操作し、トランザクションのサブセットを処理するノードを実行できる必要があります。 NEARは、拡張性の高いシャードされたステークブロックチェーンであり、そのアプローチによってノードがローエンドのハードウェアで実行され、数十億の追加デバイスへのネットワークアクセスが可能になり、それぞれがさらに高速になります。
主な問題は、データの有効性と可用性を確保することです。 ブロックは、少なくとも一定期間チェックするために誰もが利用可能な有効性の証明を添付することを意図しています。 バリデータは、証拠が引き続き利用可能であることを保証する責任があります。 残念ながら、メッセージを連鎖に移動することなく、送信されるはずのメッセージがなかったことを証明することは不可能です（または少なくとも非常に困難です）。 この問題を回避する唯一の方法は、より一元化されたインフラストラクチャとガバナンスの設定を行うことです。
ポルカドーのパラチェイン
効果的な分散データベースシャーディングを達成するために、PolkadotはParachainと呼ばれる技術を使用しています。
パラチェーン（並列化可能なチェーン）は、より単純なブロックチェーンです。 これは、独自のものを提供するのではなく、リレーチェーンによって提供されるセキュリティに接続します。 リレーチェーンは、添付されたパラチェーンにセキュリティを提供するだけでなく、それらの間の安全なメッセージパッシングを保証します。 パラチェインの重要な特徴の1つは、実行する計算が本質的に独立していることです。 完全なスマートコントラクトの完全に一般化されたシステムは、どのトランザクションが互いに衝突するかを決定する際に問題に遭遇します。 つまり、並列化される可能性のあるトランザクションは、しばしば順番に実行され、貴重な計算時間が無駄になります。 パラチェン間に明確な境界を描くことは、衝突の恐れなしに一度にそれらのすべてを実行できることを意味します。 パラチェインが10ある場合、同じセキュリティソースを使用して10 倍の作業を実行できます。
高度に特殊化されたパラチェインは別の目的を持っています。 彼らは、ブロックチェーン固有のスクリプト言語や仮想マシンに悩まされることなく、問題のドメインに対して最も効率的な方法でデータストレージとトランザクション操作を実装することができます。 独自のパラチェインを持つパラチェインを作成することも可能です。 これにより、ルートリレーチェーン自体の全体的な負担を軽減することなく、高度に分散された計算を実行するために使用できるツリーのような構造が作成されます。
主な問題は、データの可用性と有効性でもあります。
ジリカ BFT シャーディング
Zilliqaがシャーディングを実装しようとしている方法は、Ethereumとはまったく異なる道を通っています。 実装する方法は、以下のロジックに従います。
すべての単一シャードトランザクションを並行して実行する
同じスマートコントラクトに影響を与えるトランザクションを並行して実行しない
複数のシャードに影響を与えるトランザクションを他のトランザクションと並行して実行しない
本質的に、Zilliqaの提案は中央コーディネーターを使用しませんが、Dappsはほとんどのシャードに常駐する必要があり、重要な利点を取り去ります。
結論
企業がブロックチェーンの限界を改善することを目指すにつれて、シャーディングを使用するプロジェクトが増えます。 スケーラビリティの問題に対処することで、ブロックチェーンはより多くの視聴者にとってより魅力的になり、最終的には主流の採用に向けてさらに一歩を踏み出します。
ブロックチェーン技術の詳細については、最新のニュースと洞察をお読みください。
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