블록 체인의 샤드 기술은 무엇입니까? 확장 성을 향상시키는 방법?

샤드는 블록 체인 데이터를 병렬 처리를 위해 파편으로 분할하여 트랜잭션 처리량을 늘리고 대기 시간을 줄임으로써 확장 성을 향상시킵니다.

2025/04/27 17:14

블록 체인의 샤드 기술은 무엇입니까? 확장 성을 향상시키는 방법?

블록 체인 기술은 안전하고 분산 된 거래에 대한 생각에 혁명을 일으켰습니다. 그러나 블록 체인의 채택이 증가함에 따라 확장 성과 관련된 문제도 증가합니다. 이러한 확장 성 문제에 대한 가장 유망한 솔루션 중 하나는 Sharding Technology 입니다. 이 기사는 샤드 기술이 무엇인지, 작동 방식 및 블록 체인 네트워크의 확장 성을 향상시키는 데 사용될 수있는 방법을 탐구합니다.

샤딩 기술 이해

Sharding은 블록 체인의 데이터를 Shards 라고하는 더 작고 관리하기 쉬운 작품으로 분할하는 데이터베이스 파티셔닝 기술입니다. 각 샤드에는 블록 체인의 총 데이터의 하위 집합이 포함되어 있으며 독립적으로 작동하여 자체 거래 및 스마트 계약을 처리합니다. 이 노동 부서를 통해 네트워크는 여러 거래를 동시에 처리하여 처리량을 크게 증가시킬 수 있습니다.

샤딩의 개념은 새로운 것이 아닙니다. 성능을 향상시키기 위해 몇 년 동안 기존 데이터베이스에서 사용되었습니다. 그러나이 기술을 블록 체인에 적용하면 보안 및 탈 중앙화를 유지해야하기 때문에 고유 한 문제가 발생합니다.

블록 체인에서 샤딩이 어떻게 작동하는지

샤드 블록 체인에서 네트워크는 여러 파편으로 나뉘며, 각각의 데이터의 특정 부분을 담당합니다. 네트워크의 노드는 하나 이상의 파편에 할당되며 할당 된 파편과 관련된 트랜잭션 및 데이터 만 처리하면됩니다. 이를 통해 개별 노드의 계산 부하가 줄어들고 네트워크가 초당 더 많은 트랜잭션을 처리 할 수 ​​있습니다.

예를 들어, 블록 체인 네트워크가 100 개의 파편으로 나뉘어지면 각 샤드는 트랜잭션을 독립적으로 처리 할 수 ​​있습니다. 이는 네트워크가 이론적으로 비 샤드 네트워크보다 100 배 더 많은 트랜잭션을 처리 할 수 ​​있음을 의미합니다. 각 샤드가 동일한 속도로 트랜잭션을 처리한다고 가정합니다.

블록 체인 확장성에 대한 샤딩의 이점

Sharding은 블록 체인 네트워크가 직면 한 확장 성 문제를 직접 해결하는 몇 가지 주요 이점을 제공합니다.

• 트랜잭션 처리량 증가 : 여러 파편이 트랜잭션을 병렬로 처리 할 수있게함으로써 샤딩은 네트워크의 전체 트랜잭션 처리량을 크게 증가시킵니다.
• 대기 시간 감소 : 노드 당 프로세스에 대한 트랜잭션이 적 으면 트랜잭션을 확인하고 확인하는 데 걸리는 시간이 줄어서 대기 시간이 줄어 듭니다.
• 향상된 리소스 활용 : 샤드 네트워크의 노드는 할당 된 파편과 관련된 데이터를 처리하는 데 중점을 두어 계산 리소스를 더 잘 활용할 수 있습니다.

샤딩 구현의 도전과 솔루션

Sharding은 블록 체인 확장 성을 향상시킬 수있는 큰 약속을 지니고 있지만 해결해야 할 몇 가지 과제도 소개합니다.

• 보안 : 샤딩은 공격자가 개별 파편을 타겟팅 할 수 있으므로 네트워크의 보안을 약화시킬 수 있습니다. 이를 완화하기 위해 단일 샤드가 약점이되지 않도록하기 위해 크로스 샤드 커뮤니케이션 프로토콜 및 랜덤 샤드 재 할당 기술이 사용됩니다.
• 데이터 일관성 : 파편 간의 데이터 일관성을 보장하는 것이 중요합니다. 상태 동기화 및 원자 커밋 과 같은 기술은 모든 파편에 걸쳐 블록 체인의 무결성을 유지하는 데 도움이됩니다.
• 복잡성 : 샤드 구현은 블록 체인 아키텍처에 복잡성을 더합니다. 이러한 복잡성을 관리하고 시스템의 안정성을 보장하기 위해서는 모듈 식 설계 및 철저한 테스트가 필수적입니다.

샤딩의 실질적인 구현

여러 블록 체인 프로젝트가 이미 확장 성을 향상시키기 위해 샤딩을 구현하기 시작했습니다. 다음은 이러한 프로젝트 중 일부가 Sharding에 어떻게 접근하고 있는지 살펴 봅니다.

• 이더 리움 : Ethereum 2.0 으로 알려진 이더 리움의 샤드 구현은 네트워크를 64 개의 파편으로 나누는 것을 목표로합니다. 각 샤드는 자체 거래 및 스마트 계약 세트를 처리하여 네트워크의 용량을 크게 증가시킵니다.

  • 이더 리움에서 샤딩을 구현하려면 개발자는 다음과 같은 단계를 수행하고 있습니다.
    • 샤드 프로토콜 설계 : 파편이 어떻게 생성되고, 관리 및 상호 작용되는지 정의합니다.
    • 크로스 샤드 커뮤니케이션 개발 : 거래 및 데이터가 파편간에 원활하게 움직일 수 있도록합니다.
    • 테스트 및 배포 : 메인 넷에 배치하기 전에 테스트 넷의 샤드 구현에 대한 엄격한 테스트.

• Zilliqa : Zilliqa는 Sharding을 성공적으로 구현하는 최초의 블록 체인 플랫폼 중 하나입니다. 그것은 파편을 확보하기 위해 작업 증명 (POW) 컨센서스 메커니즘을 사용하고 초당 수천 개의 트랜잭션을 처리 할 수있는 능력을 보여주었습니다.

  • Zilliqa의 샤드 구현은 다음과 같습니다.
    • 파편 생성 : 노드 수에 따라 네트워크를 여러 파편으로 나누는 것.
    • 노드 할당 : 계산 능력의 균일 한 분포를 보장하기 위해 파편에 노드를 무작위로 할당합니다.
    • 처리 처리 : 각 샤드는 자체 거래를 처리하고 필요에 따라 다른 파편과 통신합니다.

샤딩 이상의 확장 성 향상

Sharding은 블록 체인 확장 성을 개선하기위한 강력한 도구이지만 유일한 솔루션은 아닙니다. 다른 기술은 샤딩과 함께 사용하여 블록 체인 네트워크의 성능을 더욱 향상시킬 수 있습니다.

• 레이어 2 스케일링 솔루션 : Bitcoin의 번개 네트워크 및 이더 리움 용 플라즈마 와 같은 기술을 통해 메인 블록 체인에서 트랜잭션을 처리 할 수있어 네트워크의 부하가 줄어 듭니다.
• 최적화 된 합의 메커니즘 : 스테이크 증명 (POS) 또는 위임 된 지분 증명 (DPO) 과 같은보다 효율적인 합의 메커니즘을 구현하면 거래를 검증하는 데 필요한 시간과 리소스를 줄일 수 있습니다.
• 데이터 압축 및 가지 치기 : 블록 체인 데이터를 압축하고 잘라내는 기술은 노드의 스토리지 요구 사항을 줄일 수있어 더 많은 노드가 네트워크에 더 쉽게 참여할 수 있습니다.

자주 묻는 질문

Q : 블록 체인 네트워크에서 샤딩을 구현할 수 있습니까?

A : 샤딩은 모든 블록 체인에서 이론적으로 구현 될 수 있지만 블록 체인의 특정 아키텍처 및 합의 메커니즘은 타당성에 영향을 줄 수 있습니다. 이더 리움과 같은 유연한 아키텍처를 가진 네트워크는 Bitcoin와 같은 강성 구조를 가진 것보다 샤드에 더 적합합니다.

Q : 샤딩은 블록 체인 네트워크의 분산에 어떤 영향을 미칩니 까?

A : 샤딩은 신중하게 구현되지 않으면 분산화에 영향을 줄 수 있습니다. 노드가 파편에 무작위로 할당되고 크로스 샤드 커뮤니케이션이 안전하다는 것을 보장하면 네트워크의 분산 된 특성을 유지하는 데 도움이됩니다.

Q : 샤딩과 관련된 위험이 있습니까?

A : 그렇습니다. Sharding은 개별 샤드가 공격자의 대상이되는 경우 보안 감소와 같은 위험을 도입합니다. 그러나 크로스 샤드 커뮤니케이션 프로토콜과 임의의 샤드 재 할당을 적절히 구현하면 이러한 위험을 완화 할 수 있습니다.

Q : 블록 체인 네트워크에서 샤딩을 구현하는 데 얼마나 걸립니까?

A : 샤딩 구현 타임 라인은 블록 체인의 복잡성과 사용 가능한 자원에 따라 크게 다를 수 있습니다. 예를 들어, Sharding을 포함한 Ethereum의 Ethereum 2.0으로의 전환은 몇 년 동안 개발되어 왔으며 완전히 구현하는 데 몇 년이 더 걸릴 것으로 예상됩니다.