シャーディングとは何ですか?ブロックチェーンのシャーディングを 1 つの記事で理解する

ブロックチェーンのシャーディングを理解する

シャーディングは、スケーラビリティを向上させるためにブロックチェーン テクノロジーで使用されるデータ パーティショニング技術です。これには、ブロックチェーン ネットワークをシャードと呼ばれる小さな独立した部分に分割することが含まれ、各部分にはデータのサブセットが含まれます。これにより、バリデーターは割り当てられたシャード内でデータを検証して保存するだけで済むため、トランザクションの高速かつ効率的な処理が可能になります。

シャーディングが重要な理由

ブロックチェーンネットワークの規模と活動が拡大するにつれて、すべてのトランザクションを検証して単一の台帳に保存するプロセスの要求がますます高まっています。これにより、ネットワークが混雑し、トランザクション処理時間が遅くなり、ガス料金が高額になる可能性があります。シャーディングは、負荷を複数のシャードに分散することでこの問題に対処し、次のような結果が得られます。

1. スケーラビリティの向上:シャーディングにより、より多くのトランザクションを同時に処理できるようになり、ネットワーク スループットが大幅に向上します。
2. レイテンシーの削減:データをより小さなチャンクに分割することで、バリデーターは割り当てられたシャード内のトランザクションにはるかに速くアクセスして検証できるため、トランザクションの完了時間が短縮されます。
3. ガス料金の削減:より多くのトランザクションが並行して処理されるため、ブロックスペースをめぐる競争が少なくなり、トランザクション料金の低下につながります。

シャーディングはどのように機能しますか?

シャーディングには通常、次の手順が含まれます。

1. ネットワーク部門:ブロックチェーン ネットワークは、事前定義された数のシャードに分割され、それぞれが特定範囲のデータまたはアカウントを担当します。
2. データ分散:新しいトランザクションは、一意の識別子またはその他の基準に基づいて特定のシャードに割り当てられます。
3. シャード検証:各シャード内のバリデータは、それらに割り当てられたトランザクションを個別に検証し、シャードのブロックを作成します。
4. コンセンサス:各シャードで作成されたブロックは、プルーフ オブ ステークやプルーフ オブ ワークなどのコンセンサス メカニズムを通じて最終化されます。
5. シャード間通信:トランザクションは主に割り当てられたシャード内で処理されますが、一部のトランザクションは他のシャードとの対話を必要とします。これは、シャード間で必要な情報を交換できるシャード間通信プロトコルによって実現されます。

シャーディングの種類

さまざまなブロックチェーン プラットフォームでは、次のようなさまざまなシャーディング アプローチが採用されています。

• 水平シャーディング:トランザクション履歴またはアカウント残高に基づいてブロックチェーンをシャードに分割します。
• 垂直シャーディング:コントラクト、メタデータ、イベントなどの特定のデータ型に基づいてブロックチェーンをシャードに分割します。
• 状態シャーディング:ブロックチェーンの状態データベースを小さなセグメントに分割し、それぞれが指定されたシャードによって管理されます。

実際のシャーディングの利点

いくつかのブロックチェーン プロジェクトでは、スケーラビリティとパフォーマンスを向上させるためにシャーディングを実装しています。注目すべき例は次のとおりです。

• イーサリアム:イーサリアムは、イーサリアム 2.0 プロトコルを通じてシャーディングを実装するためにアップグレード中です。
• Elrond Network:高スループットと低遅延に重点を置いて、シャーディング用に特別に設計されたブロックチェーン。
• Zilliqa: Practical Byzantine Fault Tolerance (pBFT) と呼ばれる独自のシャーディング メカニズムを使用するブロックチェーン プラットフォーム。