샤딩이란 무엇입니까? 블록 체인의 확장 성 문제를 어떻게 해결합니까?

Sharding은 가장 시급한 과제 중 하나 인 확장 성을 해결하도록 설계된 블록 체인 기술 영역의 핵심 개념입니다. 샤드는 핵심적으로 블록 체인의 데이터베이스를 파편 이라는 더 작고 관리하기 쉬운 작품으로 분해하는 것이 포함됩니다. 각 샤드에는 자체 데이터 및 트랜잭션의 하위 집합이 포함되어 있으며 다른 파편과 독립적으로 처리 할 수 ​​있습니다. 이 접근법은 블록 체인 네트워크의 전체 처리량과 효율성을 향상시키는 것을 목표로합니다.

샤드가 작동하는 방식

샤딩은 네트워크의 여러 노드에 워크로드를 배포하여 작동합니다. 모든 트랜잭션을 처리 해야하는 모든 노드 대신 병목 현상과 트랜잭션 시간이 느려질 수있는 노드는 특정 파편에 할당됩니다 . 즉, 각 노드는 지정된 샤드 내에서 트랜잭션 만 처리하면됩니다. 결과적으로 네트워크는 더 많은 양의 트랜잭션을 동시에 처리하여 확장 성을 향상시킬 수 있습니다.

샤드 블록 체인에서 네트워크는 여러 개의 파편 으로 나뉘며 각각 자체 상태 및 거래 기록을 유지합니다. 예를 들어, 블록 체인이 100 파편으로 나뉘어지면 각 샤드는 트랜잭션을 독립적으로 처리 할 수 ​​있으며 전체 네트워크는 비 샤드 블록 체인보다 초당 최대 100 배 더 많은 트랜잭션을 처리 할 수 ​​있습니다. 이 노동 부서는 네트워크가 수평으로 확장 할 수있게 해주므로 더 많은 파편과 노드를 추가하여 용량을 증가시킬 수 있습니다.

샤딩의 이점

샤딩의 주요 이점 중 하나는 트랜잭션 처리량 증가 입니다. 여러 파편이 거래를 병렬로 처리 할 수있게함으로써 블록 체인의 전체 트랜잭션 용량이 크게 향상됩니다. 이는 분산 금융 (DEFI) 플랫폼 및 게임 생태계와 같은 높은 트랜잭션 속도가 필요한 애플리케이션에 중요합니다.

또 다른 중요한 이점은 대기 시간을 줄이는 것 입니다. 비 샤드 블록 체인에서 모든 노드는 모든 트랜잭션을 검증하고 처리해야하므로 지연이 발생할 수 있습니다. Sharding은 워크로드를 배포함으로써 이러한 부담을 줄여서 거래 확인 시간이 더 빠릅니다. 이러한 대기 시간이 개선되면 블록 체인 네트워크가 실시간 애플리케이션에 더 적합 할 수 있습니다.

샤드는 또한 향상된 네트워크 효율성 에 기여합니다. 노드가 네트워크 데이터의 하위 집합에 초점을 맞출 수있게함으로써 Sharding은 각 노드의 스토리지 및 계산 요구 사항을 줄입니다. 이를 통해 더 많은 노드가 네트워크에 더 쉽게 참여하여 분산 및 탄력성을 더욱 향상시킵니다.

도전과 고려 사항

그 이점에도 불구하고 Sharding에는 도전이 없습니다. 주요 관심사 중 하나는 네트워크 보안을 유지하는 것 입니다. 샤드 블록 체인에서 네트워크는 작은 부분으로 나뉘어 공격에 더 취약 할 수 있습니다. 이러한 위험을 완화하기 위해 Sharded Blockchains는 종종 전체 네트워크의 무결성을 보장하는 크로스 쉐어 커뮤니케이션 프로토콜 및 합의 메커니즘을 구현합니다.

또 다른 과제는 데이터 일관성 입니다. 다른 파편 간의 트랜잭션이 올바르게 처리되고 블록 체인의 전체 상태가 일관되게 유지하려면 정교한 보유 간 통신 및 상태 동기화 메커니즘이 필요합니다. 이러한 메커니즘은 이중 지출과 같은 문제를 방지하고 블록 체인의 무결성을 유지하기 위해 신중하게 설계되어야합니다.

확장 성 균형 도 고려 사항입니다. Sharding은 트랜잭션 처리량을 크게 향상시킬 수 있지만 추가 복잡성과 오버 헤드를 유발할 수 있습니다. 샤드 솔루션의 설계 및 구현은 블록 체인의 보안 및 신뢰성을 손상시키지 않으면 서 원하는 확장 성을 달성하기 위해 이러한 트레이드 오프의 균형을 유지해야합니다.

구현 예

여러 블록 체인 프로젝트가 확장성에 대한 솔루션으로 샤딩을 구현하거나 탐색하고 있습니다. 예를 들어, 이더 리움 2.0은 샤드 아키텍처로의 전환을 포함하는 이더 리움 네트워크로의 주요 업그레이드입니다. 이더 리움 2.0에서 네트워크는 64 개의 파편 으로 나뉘며, 각각은 독립적으로 거래를 처리 할 수 ​​있습니다. 이 업그레이드는 이더 리움의 거래 용량을 초당 약 15 개의 트랜잭션에서 초당 수천 개의 트랜잭션으로 늘리는 것을 목표로합니다.

또 다른 예는 프로토콜 수준에서 샤딩을 구현 한 최초의 블록 체인 플랫폼 중 하나 인 Zilliqa 입니다. Zilliqa의 샤드 솔루션은 네트워크를 여러 파편으로 나누어 각 트랜잭션의 하위 집합을 처리합니다. 이 접근법을 통해 ZilliqA는 다른 많은 블록 체인 네트워크에 비해 더 높은 트랜잭션 처리량을 달성 할 수있었습니다.

샤딩이 확장 성 문제를 해결하는 방법

Sharding은 네트워크가 더 많은 트랜잭션을 병렬로 처리 할 수 ​​있도록하여 블록 체인의 확장 성 문제를 해결합니다. 이것은 다음 메커니즘을 통해 달성됩니다.

• 병렬 처리 : 네트워크를 파편으로 나누면 다른 파편에 걸쳐 트랜잭션을 동시에 처리하여 전체 트랜잭션 용량을 크게 증가시킬 수 있습니다.
• 감소 노드로드 : 각 노드는 지정된 샤드 내에서 트랜잭션을 처리하여 개별 노드의 계산 및 스토리지 요구 사항을 줄입니다.
• 네트워크 용량 증가 : 네트워크에 더 많은 파편이 추가되면 블록 체인의 전체 용량이 증가하여 더 많은 양의 트랜잭션을 처리 할 수 ​​있습니다.
• 향상된 대기 시간 : 노드 당 프로세스에 대한 트랜잭션이 적 으면 트랜잭션을 확인하는 데 필요한 시간이 줄어서 트랜잭션 시간이 더 빠릅니다.

이러한 메커니즘을 구현함으로써 Sharding을 사용하면 블록 체인 네트워크가보다 효과적으로 확장 할 수 있으므로 높은 트랜잭션 처리량과 낮은 대기 시간이 필요한 광범위한 응용 프로그램에 더 적합합니다.

자주 묻는 질문

Q : 블록 체인에서 샤딩을 구현할 수 있습니까?

A : 샤딩은 많은 블록 체인에서 구현 될 수 있지만 기본 프로토콜을 크게 변경해야합니다. 모든 블록 체인이 샤딩을 지원하도록 설계된 것은 아니며 구현은 복잡하고 도전적 일 수 있습니다. 이더 리움 및 Zilliqa와 같은 프로젝트는 Sharding을 성공적으로 구현했지만 각 블록 체인은 사례별로 평가하여 샤딩에 대한 적합성을 결정해야합니다.

Q : 샤딩은 블록 체인의 탈 중앙화에 어떤 영향을 미칩니 까?

A : 샤딩은 블록 체인의 탈 중앙화에 잠재적으로 영향을 줄 수 있습니다. 노드 당 워크로드를 줄임으로써 더 많은 노드가 참여할 수 있지만 네트워크 합의 및 보안을 유지하는 새로운 복잡성도 소개합니다. 샤드 솔루션의 적절한 구현은 네트워크가 분산되고 안전하게 유지되도록 이러한 요소의 균형을 유지해야합니다.

Q : Sharding과 Layer-2 스케일링과 같은 다른 확장 성 솔루션의 주요 차이점은 무엇입니까?

A : Sharding은 기본 블록 체인 프로토콜을 수정하여 용량을 증가시키는 레이어 -1 스케일링 솔루션입니다. 대조적으로, 사이드 체인 및 상태 채널과 같은 계층 -2 스케일링 솔루션은 기존 블록 체인 위에서 작동하며 기본 블록 체인에 정착하기 전에 체인 오프 체인을 처리합니다. 샤드는 블록 체인의 트랜잭션 처리량을 직접 증가시키는 반면, 레이어 -2 솔루션은 다른 곳에서 트랜잭션을 처리하여 메인 체인의 부하를 줄이는 것을 목표로합니다.

Q : 샤딩과 관련된 위험이 있습니까?

A : 그렇습니다. 샤딩과 관련된 몇 가지 위험이 있습니다. 여기에는 크로스 샤드 커뮤니케이션의 잠재적 취약성, 파편 간 데이터 일관성 유지에 대한 과제, 샤딩 솔루션 구현 및 유지 보수의 복잡성이 포함됩니다. 이러한 위험을 완화하고 샤드 블록 체인의 보안 및 신뢰성을 보장하는 데 적절한 설계와 엄격한 테스트가 필수적입니다.