Qu'est-ce que la technologie de la blockchain?

Comprendre les bases de la rupture

La rupture est une méthode utilisée dans la technologie Blockchain pour améliorer l'évolutivité et la vitesse de traitement des transactions. Il s'agit de diviser le réseau en parties plus petites et plus gérables appelées éclats. Chaque éclat contient ses propres données, son historique de transaction et ses contrats intelligents, permettant un traitement parallèle des transactions sur plusieurs fragments. Cette approche contraste avec les chaînes de blocs traditionnelles, où chaque nœud doit traiter chaque transaction, conduisant à des goulots d'étranglement à mesure que le réseau se développe.

Le concept de rupture est emprunté à des systèmes de gestion de base de données , où il est utilisé pour partitionner horizontalement des données sur plusieurs serveurs. Dans le contexte de la blockchain, Sharding permet à différents nœuds de gérer différents sous-ensembles du réseau, réduisant la charge sur les nœuds individuels et augmentant l'efficacité globale. Ceci est particulièrement crucial pour les blockchains publics visant à soutenir des milliers de transactions par seconde.

Comment fonctionne le rayonnage dans la blockchain

Sharding fonctionne en divisant le réseau de blockchain en plusieurs segments indépendants. Chaque fragment traite une partie du total des transactions, et ses nœuds sont responsables uniquement de valider les transactions dans ce fragment. Cela signifie qu'au lieu que chaque nœud vérifie chaque transaction, seul un sous-ensemble de nœuds est nécessaire pour valider un ensemble de transactions spécifique.

Pour garantir la sécurité et la cohérence entre les éclats, un mécanisme de coordination est introduit , souvent géré par une chaîne de balises ou une structure similaire. Cette chaîne centrale aide à gérer la communication cross-shard, les affectations de validateurs et le consensus à travers les fragments. Les validateurs sont assignés au hasard à différents éclats pour empêcher les acteurs malveillants de cibler un éclat spécifique.

L'un des aspects critiques de la rupture est la façon dont les nœuds sont sélectionnés et tournés entre les éclats pour maintenir la décentralisation et la sécurité. Ce processus implique généralement un algorithme de randomisation qui garantit qu'aucune entité unique ne peut contrôler un fragment pendant une période prolongée.

Types d'éclats dans les systèmes de blockchain

Il existe plusieurs façons de classer les éclats en fonction de leur fonction et de leur implémentation. Les éclats d'État sont responsables du stockage d'une partie de l'état de la blockchain , tels que les soldes de compte et le stockage des contrats. Les éclats de transaction se concentrent sur le traitement des transactions , tandis que les éclats d'exécution gèrent l'exécution du contrat intelligent.

Certains systèmes mettent en œuvre le rupture de réseau , qui divise la couche de communication pour réduire la latence et l'utilisation de la bande passante. La rupture de calcul est un autre type, où des éclats spécifiques sont affectés pour effectuer des calculs complexes tels que les preuves cryptographiques ou l'indexation des données.

Chaque type de rupture a ses compromis en termes de complexité, de sécurité et de performance. Par exemple, l'état Sharding peut conduire à une validation de transaction plus rapide mais peut compliquer les transactions croisées si elle n'est pas implémentée correctement.

Défis et risques dans la mise en œuvre de la poussée

Malgré ses avantages potentiels, Sharding introduit plusieurs défis, en particulier dans le maintien de la sécurité du réseau. Étant donné que chaque fragment fonctionne de manière semi-indépendante, un acteur malveillant pourrait potentiellement cibler un seul fragment avec moins de nœuds. Ce risque est atténué par des techniques telles que l'attribution aléatoire de validateur et la vérification de la feuille croisée.

La communication croisée est un autre défi important. Lorsqu'une transaction implique plusieurs éclats, la coordination est nécessaire pour garantir la cohérence et empêcher les doubles dépenses. Cela implique souvent un protocole de validation en deux phases ou un mécanisme basé sur la réception , où un fragment génère une preuve qu'un autre fragment peut vérifier.

La disponibilité des données et la finalité deviennent également plus complexes dans un système franc. S'assurer que tous les nœuds peuvent accéder aux données nécessaires pour la validation sans télécharger la blockchain entière nécessite des solutions innovantes telles que le codage d'effacement et les épreuves de fraude.

Applications réelles du Sharding dans les projets de blockchain

Plusieurs plates-formes de blockchain ont implémentées ou explorent le fragment pour améliorer l'évolutivité. Ethereum 2.0 est l'un des exemples les plus importants , prévoyant d'utiliser une chaîne de balises pour coordonner plusieurs chaînes de fragment. Ces fragments géreront le traitement des transactions et la disponibilité des données , permettant au réseau de se développer considérablement par rapport à sa conception d'origine.

Zilliqa est une autre plate-forme de blockchain qui utilise le débordement pour le débit de transaction. Il divise son réseau en fragments qui traitent les transactions en parallèle , puis regroupe les résultats pour finaliser les blocs. Cette approche permet à Zilliqa d'atteindre des milliers de transactions par seconde.

Près du protocole utilise également le fragment mais avec un mécanisme de remodelage dynamique. Cela permet au réseau d'ajuster les tailles de fragment en fonction de la charge , d'améliorer l'efficacité et la réactivité à l'évolution des conditions du réseau.

Étapes pour implémenter le rupture dans un réseau de blockchain

• Définissez le modèle de rupture: déterminez si le réseau utilisera l'état, la transaction ou l'exécution de la rupture en fonction des exigences du projet.
• Concevoir la structure des rayons: décidez du nombre de fragments existants et comment ils seront gérés, y compris les affectations de validateurs et les responsabilités de fragment.
• Mettez en œuvre un mécanisme de coordination: développez un système de communication et de consensus croisés, tels qu'un système de chaîne de balises ou de relais.
• Intégrez les protocoles de randomisation et de sécurité: utilisez un aléatoire cryptographique pour attribuer et faire tourner les validateurs à travers les fragments pour éviter les attaques.
• Testez largement le système: simulez diverses conditions de réseau et attaquez les vecteurs pour assurer la robustesse et la fiabilité.

Questions fréquemment posées

Q: La rupture peut-elle être mise en œuvre dans les blockchains existants? R: Oui, mais cela nécessite souvent une mise à niveau du protocole majeur. La transition d'Ethereum vers Ethereum 2.0 est un exemple de rétrogradation de la chute dans une blockchain existante.

Q: Comment le rupture affecte-t-il la décentralisation? R: La rupture correctement implémentée peut maintenir la décentralisation en s'assurant que les nœuds doivent seulement stocker et valider une partie du réseau.

Q: Tous les éclats sont-ils de la même taille? R: Pas nécessairement. Certains systèmes utilisent un rupture dynamique, où les tailles de rayons peuvent changer en fonction de la charge du réseau et de la participation des nœuds.

Q: Comment les données sont-elles stockées dans une blockchain franc? R: Chaque fragment stocke un sous-ensemble des données de la blockchain. Les nœuds dans un fragment doivent seulement stocker et valider les données pertinentes pour ce fragment.