블록 체인 기술의 샤딩은 무엇입니까?

샤딩의 기본 이해

Sharding은 블록 체인 기술에 사용되는 방법으로 확장 성 및 거래 처리 속도를 향상시킵니다. 네트워크를 Shards라는 더 작고 관리하기 쉬운 부품으로 나누는 것이 포함됩니다. 각 샤드에는 자체 데이터, 거래 기록 및 스마트 계약이 포함되어있어 여러 파편에서 거래를 병렬 처리 할 수 있습니다. 이 접근법은 모든 노드가 모든 트랜잭션을 처리 해야하는 전통적인 블록 체인과 대조됩니다.

Sharding의 개념은 데이터베이스 관리 시스템에서 빌려 왔으며 , 여기서 여러 서버에서 데이터를 수평으로 분할하는 데 사용됩니다. 블록 체인의 맥락에서 Sharding을 사용하면 다른 노드가 네트워크의 다른 서브 세트를 처리하여 개별 노드의 부담을 줄이고 전반적인 효율성을 높일 수 있습니다. 이는 초당 수천 개의 트랜잭션을 지원하기위한 공개 블록 체인에 특히 중요합니다.

블록 체인에서 샤딩이 어떻게 작동하는지

샤딩은 블록 체인 네트워크를 여러 독립 세그먼트로 분할하여 작동합니다. 각 샤드는 총 트랜잭션의 일부를 처리하며 해당 노드는 해당 샤드 내에서 거래를 검증하는 데 책임이 있습니다. 즉, 모든 트랜잭션을 확인하는 모든 노드 대신 특정 트랜잭션 세트를 검증하려면 노드의 하위 집합 만 필요합니다.

파편의 보안 및 일관성을 보장하기 위해, 비콘 체인 또는 유사한 구조에 의해 종종 관리되는 조정 메커니즘이 도입됩니다 . 이 중앙 체인은 크로스 샤드 커뮤니케이션, 유효성 검사기 과제 및 샤드 전체의 합의를 관리하는 데 도움이됩니다. 유효성 검사기는 악의적 인 행위자가 특정 샤드를 목표로하지 않도록 다른 파편에 무작위로 할당됩니다.

샤딩의 중요한 측면 중 하나는 분산 및 보안을 유지하기 위해 노드를 선택하고 파편 사이에서 회전하는 방법입니다. 이 프로세스에는 일반적으로 단일 엔터티가 장기간 샤드를 제어 할 수없는 무작위 화 알고리즘이 포함됩니다.

블록 체인 시스템의 파편 유형

기능과 구현에 따라 파편을 분류하는 몇 가지 방법이 있습니다. 주 샤드는 계정 잔고 및 계약 저장과 같은 블록 체인 상태의 일부를 저장하는 책임이 있습니다 . 거래 샤드는 거래 처리에 중점을두고 실행 파편은 스마트 계약 실행을 처리합니다.

일부 시스템은 네트워크 샤딩을 구현하여 통신 계층을 나누어 대기 시간 및 대역폭 사용을 줄입니다. 계산 샤딩은 암호화 증명 또는 데이터 인덱싱과 같은 복잡한 계산을 수행하도록 특정 파편이 할당되는 또 다른 유형입니다.

각 유형의 샤딩에는 복잡성, 보안 및 성능 측면에서 트레이드 오프가 있습니다. 예를 들어, 상태 샤딩은 트랜잭션 검증이 더 빠를 수 있지만 올바르게 구현되지 않으면 크로스 샤드 트랜잭션을 복잡하게 할 수 있습니다.

구현 구현의 도전과 위험

잠재적 인 이점에도 불구하고 Sharding은 특히 네트워크 보안을 유지하는 데 몇 가지 과제를 도입합니다. 각 샤드는 반 독립적으로 작동하기 때문에 악의적 인 행위자는 더 적은 노드가있는 단일 샤드를 목표로 할 수 있습니다. 이 위험은 랜덤 유효성 검사기 할당 및 크로스 샤드 검증과 같은 기술을 통해 완화됩니다.

크로스 셰드 커뮤니케이션은 또 다른 중요한 도전입니다. 거래에 여러 파편이 포함되면 일관성을 보장하고 이중 지출을 방지하기 위해 조정이 필요합니다. 여기에는 종종 2 단계 커밋 프로토콜 또는 영수증 기반 메커니즘이 포함되며 , 한 샤드는 다른 샤드가 검증 할 수 있다는 증거를 생성합니다.

데이터 가용성과 최종 성은 샤드 시스템에서 더욱 복잡해집니다. 전체 블록 체인을 다운로드하지 않고 모든 노드가 유효성 검사에 필요한 데이터에 액세스 할 수 있도록하려면 전체 블록 체인을 다운로드 하려면 삭제 코딩 및 사기 증거와 같은 혁신적인 솔루션이 필요합니다.

블록 체인 프로젝트에서의 샤드의 실제 응용 프로그램

여러 블록 체인 플랫폼이 확장 성을 향상시키기 위해 샤딩을 구현하거나 탐색하고 있습니다. 이더 리움 2.0은 가장 두드러진 예 중 하나이며 , 비콘 체인을 사용하여 다중 샤드 체인을 조정할 계획입니다. 이 샤드는 트랜잭션 처리 및 데이터 가용성을 처리하여 네트워크가 원래 설계에 비해 크게 확장 될 수 있습니다.

Zilliqa는 트랜잭션 처리량을 위해 샤딩을 사용하는 또 다른 블록 체인 플랫폼입니다. 트랜잭션을 병렬로 처리하는 파편으로 네트워크를 나눈 다음 결과를 집계하여 블록을 마무리합니다. 이 접근법을 통해 Zilliqa는 초당 수천 개의 트랜잭션을 달성 할 수 있습니다.

가까운 프로토콜은 또한 샤딩을 사용하지만 동적 재구성 메커니즘을 사용합니다. 이를 통해 네트워크는 부하에 따라 샤드 크기를 조정하여 변화하는 네트워크 조건에 대한 효율성 및 응답 성을 향상시킬 수 있습니다.

블록 체인 네트워크에서 샤딩을 구현하는 단계

• 샤딩 모델 정의 : 네트워크가 프로젝트의 요구 사항에 따라 상태, 트랜잭션 또는 실행 샤딩을 사용하는지 여부를 결정하십시오.
• 샤드 구조 설계 : 유효성 검사기 과제 및 샤드 책임을 포함하여 얼마나 많은 파편이 존재하는지 및 관리 방법을 결정하십시오.
• 조정 메커니즘 구현 : 비콘 체인 또는 릴레이 시스템과 같은 크로스 쉐어 커뮤니케이션 및 합의를위한 시스템을 개발하십시오.
• 무작위 화 및 보안 프로토콜 통합 : 암호화 임의성을 사용하여 파편을 통해 유효성 검사기를 할당하고 회전시켜 공격을 방지합니다.
• 시스템을 광범위하게 테스트하십시오 : 다양한 네트워크 조건을 시뮬레이션하고 벡터를 공격하여 견고성과 신뢰성을 보장합니다.

자주 묻는 질문

Q : 기존 블록 체인에서 샤딩을 구현할 수 있습니까? A : 그렇습니다.하지만 종종 주요 프로토콜 업그레이드가 필요합니다. 이더 리움의 이더 리움 2.0으로의 전환은 기존 블록 체인으로 샤드를 개조하는 예입니다.

Q : 샤딩은 탈 중앙화에 어떤 영향을 미칩니 까? A : 적절하게 구현 된 샤딩은 노드가 네트워크의 일부만 저장하고 검증하기 만하면서 탈 중앙화를 유지할 수 있습니다.

Q : 모든 파편이 같은 크기입니까? A : 반드시 그런 것은 아닙니다. 일부 시스템은 네트워크로드 및 노드 참여를 기반으로 샤드 크기가 변경 될 수있는 동적 샤딩을 사용합니다.

Q : 샤드 블록 체인에 데이터가 어떻게 저장됩니까? A : 각 샤드는 블록 체인 데이터의 하위 집합을 저장합니다. 샤드의 노드는 해당 샤드와 관련된 데이터를 저장하고 검증하면됩니다.