블록체인의 샤딩이란 무엇입니까? (확장성 솔루션)

샤딩 기본 사항 이해

1. 샤딩은 트랜잭션 처리량을 향상하고 노드 저장 부담을 줄이기 위해 블록체인 네트워크에 적용된 데이터베이스 분할 기술입니다.

2. 전체 네트워크 상태(계정, 잔액, 스마트 계약, 거래 내역)를 샤드라고 하는 더 작고 관리 가능한 조각으로 나눕니다.

3. 각 샤드는 자체 트랜잭션을 처리하고 자체 데이터를 유지하며 순차적이 아닌 다른 샤드와 병렬로 작동합니다.

4. 유효성 검사기는 특정 샤드에 할당됩니다. 즉, 할당된 파티션과 관련된 데이터만 확인하고 저장하면 됩니다.

5. 크로스 샤드 통신 프로토콜은 보안 및 일관성 제약 조건을 유지하면서 샤드 간의 상호 작용을 가능하게 합니다.

이더리움이 샤딩을 구현하는 방법

1. Ethereum의 샤딩 로드맵은 "Ethereum 2.0"과 같은 초기 제안에서 롤업 및 데이터 가용성 계층이 통합된 모듈식 아키텍처로 발전했습니다.

2. 이제 이더리움은 모놀리식 실행 샤드 대신 데이터 샤드, 즉 롤업 확인을 위해 대규모 호출 데이터 블록을 제공하는 16개의 초기 샤드에 중점을 둡니다.

3. 비콘 체인은 샤드 전반에 걸쳐 검증인 할당을 조정하고 지분 증명을 통해 합의를 시행합니다.

4. 샤드 체인은 EVM 로직을 직접 실행하지 않습니다. 대신 레이어 2 시스템을 위한 높은 처리량의 데이터 가용성 레이어 역할을 합니다.

5. Danksharding은 제안자-구축자 분리 및 Blob 전달 트랜잭션을 도입하여 확장성 강조점을 계산에서 데이터 대역폭으로 전환합니다.

샤드 기반 시스템의 보안 장단점

1. 단일 샤드 손상이 자동으로 전체 체인을 위험에 빠뜨리지는 않지만, 하나의 샤드에 있는 검증인의 1/3 이상을 악의적으로 제어하면 로컬 상태가 손상될 수 있습니다.

2. 적응형 검증인 재편성은 정기적인 간격으로 참가자를 샤드 전체로 순환시켜 장기적인 공모를 완화합니다.

3. 사기 증명과 유효성 증명은 다르게 사용됩니다. 사기 증명은 정직한 소수 가정에 의존하는 반면, 유효성 증명(예: ZK-SNARK)은 신뢰 가정을 요구하지 않습니다.

4. 데이터 가용성 샘플링을 통해 라이트 클라이언트는 전체 샤드 블록 데이터를 완전히 다운로드하지 않고도 모든 샤드 블록 데이터가 게시되었는지 확률적으로 확인할 수 있습니다.

5. 검증인의 참여가 부족한 샤드는 검열이나 최종성 지연에 취약해지며, 이는 사용자 거래 포함 보장에 직접적인 영향을 미칩니다.

샤딩과 대체 확장 접근 방식

1. 상태 채널은 오프체인 쌍방 계약에 의존하며 양 당사자가 온라인 상태를 유지하도록 요구하는 반면, 샤딩은 프로토콜 계층 내에서 지속적으로 작동합니다.

2. 플라즈마 체인은 주기적인 약속을 통해 상위 체인에 보안을 위임하지만 느린 종료와 복잡한 사기 문제로 어려움을 겪습니다. 샤딩은 통일된 합의를 유지합니다.

3. 롤업은 오프체인 트랜잭션을 번들로 묶지만 온체인에 압축된 데이터 또는 증명을 게시합니다. 샤딩은 해당 데이터를 효율적으로 흡수하는 기본 레이어의 용량을 향상시킵니다.

4. 사이드체인은 독립적인 합의 메커니즘과 브리지를 사용하여 기본 샤딩 설계에는 없는 신뢰 가정을 도입합니다.

5. 샤딩은 리소스 수요를 강화하는 모놀리식 확장과 달리 로컬 상태 크기를 줄여 노드 운영자의 하드웨어 접근성을 높입니다.

자주 묻는 질문

Q: 샤딩을 사용하면 레이어 2 솔루션이 필요하지 않습니까? A: 아니요. 샤딩은 기본 레이어 데이터 용량을 확장하여 레이어 2를 보완하여 더 저렴하고 빠른 롤업 배치 제출을 가능하게 합니다.

Q: 스마트 계약이 샤드 전체에서 지연 없이 상호 작용할 수 있습니까? A: 교차 샤드 호출은 비동기 최종성으로 인해 지연 시간이 발생하고 명시적인 처리가 필요합니다. 샤드-로컬 실행 경계를 염두에 두고 계약을 설계해야 합니다.

Q: 지갑은 서로 다른 샤드에 위치한 계정을 어떻게 처리합니까? A: 지갑은 표준화된 주소 형식을 통해 샤드 위치를 추상화하고 네트워크 수준 라우팅에 의존합니다. 사용자는 전송 중에 샤드를 수동으로 지정하지 않습니다.

Q: 기존 ERC-20 토큰은 자동으로 샤딩되나요? A: 아니요. 토큰 계약은 네트워크의 상호 운용성 표준을 준수하는 교차 샤드 토큰 브리지를 사용하여 재배포되거나 마이그레이션되지 않는 한 특정 샤드에 상주합니다.