블록 체인의 샤딩 기술은 무엇입니까?

Sharding은 네트워크를 파편으로 나누어 블록 체인 확장 성을 향상시켜 병렬 트랜잭션 처리 및 처리량을 증가시킬 수 있지만 보안 및 복잡성 문제를 제기합니다.

2025/04/14 16:07

블록 체인을위한 샤딩 기술은 분산 원장 기술 분야에서 크게 발전하여 블록 체인 네트워크의 확장 성과 효율성을 향상시키기위한 것입니다. Sharding은 본질적으로 블록 체인 데이터베이스를 Shards라는 더 작고 관리하기 쉬운 작품으로 나누는 것입니다. 각 샤드에는 자체 데이터 및 트랜잭션의 하위 집합이 포함되어있어 병렬 처리 및 처리량 증가가 가능합니다. 이 접근법은 전통적인 블록 체인 시스템의 주요 한계 중 하나를 다루며, 모든 노드가 모든 트랜잭션을 처리하고 저장 해야하는 모든 노드가 필요하기 때문에 종종 확장 성으로 어려움을 겪고 있습니다.

블록 체인에서 샤딩이 어떻게 작동하는지

블록 체인의 샤딩 개념은 네트워크를 더 작은 세그먼트로 분할하여 작동하며, 각각의 전체 데이터의 특정 부분을 담당합니다. 각 샤드는 미니 블록 체인으로 기능하며 자체 거래 세트 및 합의 메커니즘을 유지합니다. 이 부서에서는 여러 파편에서 여러 거래를 동시에 처리 할 수 ​​있으므로 트랜잭션을 처리 할 수있는 네트워크의 용량을 크게 증가시킵니다.

샤드 블록 체인에서 노드는 특정 파편에 할당되어 해당 샤드 내에서 거래를 검증하고 처리합니다. 크로스 샤드 커뮤니케이션은 필자가 필요할 때 데이터를 상호 작용하고 공유 할 수있는 프로토콜을 통해 촉진되어 전체 네트워크의 무결성과 일관성을 보장합니다. 이 모듈 식 접근 방식은 트랜잭션 속도를 높일뿐만 아니라 개별 노드의 저장 및 계산 요구 사항을 줄입니다.

블록 체인의 샤딩의 이점

블록 체인 네트워크에서 샤드 구현은 몇 가지 주요 장점을 제공합니다. Sharding은 네트워크가 초당 많은 양의 트랜잭션을 처리 할 수 ​​있으므로 확장 성이 가장 중요한 이점 일 것입니다. 이는 대규모 애플리케이션을 지원하고 전통적인 지불 시스템과 경쟁하기 위해 블록 체인 플랫폼에 중요합니다.

또 다른 장점은 효율성을 향상시키는 것 입니다. 워크로드를 여러 파편에 배포함으로써 네트워크는 더 빠른 트랜잭션 처리 시간과 대기 시간을 낮출 수 있습니다. 이는 금융 서비스 및 게임과 같은 실시간 거래 처리가 필요한 응용 프로그램에 특히 중요합니다.

또한 샤딩은 네트워크 참가자의 비용을 줄일 수 있습니다. 노드는 할당 된 샤드에 대한 데이터를 저장하고 처리하기 만하면 하드웨어 요구 사항과 운영 비용이 비 샤드 블록 체인의 전체 노드에 비해 상당히 낮습니다.

샤딩의 도전과 고려

잠재력에도 불구하고 Sharding은 해결해야 할 몇 가지 도전을 제시합니다. 네트워크를 파편으로 나누면 잠재적으로 취약성을 창출 할 수 있으므로 보안은 주요 관심사입니다. 각 샤드가 안전하고 크로스 샤드 거래가 공격으로부터 보호되도록하는 것이 전체 블록 체인의 무결성을 유지하는 데 중요합니다.

또 다른 도전은 복잡성 입니다. 샤드 블록 체인을 구현하고 관리하려면 샤드 할당, 크로스 샤드 커뮤니케이션 및 합의 메커니즘을위한 정교한 프로토콜이 필요합니다. 이러한 복잡성으로 인해 네트워크를 개발하고 유지하기가 더 어려워서 개발 비용이 높아지고 구현 시간이 더 길어질 수 있습니다.

데이터 일관성 도 중요한 고려 사항입니다. 이중 지출 및 기타 형태의 사기를 방지하기 위해서는 모든 파편이 네트워크 상태에 대한 일관된 견해를 유지하도록하는 것이 필수적입니다. 이를 위해서는 파편 간 데이터 동기화 및 검증을위한 강력한 메커니즘이 필요합니다.

블록 체인 프로젝트의 샤딩의 예

여러 블록 체인 프로젝트가 확장 성과 성능을 향상시키기 위해 샤딩을 탐색하거나 구현했습니다. 이더 리움 2.0은 네트워크의 거래 용량을 늘리고 가스 수수료를 줄이기위한 샤드 아키텍처로의 전환과 함께 가장 두드러진 예 중 하나입니다. 이더 리움의 샤드 접근 방식에는 전체 네트워크를 조정하는 비콘 체인을 통해 트랜잭션을 독립적으로 처리 할 수있는 여러 병렬 체인 (파시)을 생성하는 것이 포함됩니다.

또 다른 예는 프로토콜 수준에서 샤딩을 구현 한 최초의 블록 체인 플랫폼 중 하나 인 Zilliqa 입니다. Zilliqa의 샤드 메커니즘을 통해 네트워크는 노드 수와 선형으로 스케일링하여 초당 수천 개의 트랜잭션을 처리 할 수 ​​있습니다. 이로 인해 Zilliqa는 분산 금융 (DEFI) 및 게임과 같은 높은 처리량이 필요한 응용 프로그램에 특히 적합합니다.

하모니는 샤딩을 활용하여 확장 성을 향상시키는 또 다른 블록 체인 프로젝트입니다. 'EPO (Effective Stake of Stake) (EPOS)로 알려진 Harmony의 샤딩 솔루션은 샤딩과 스테이 킹 메커니즘을 결합하여 네트워크 보안 및 효율성을 향상시킵니다. 네트워크를 여러 파편으로 나누어 하모니는 분산 및 보안을 유지하면서 높은 트랜잭션 속도를 달성하는 것을 목표로합니다.

블록 체인 네트워크에서 샤드 구현

블록 체인 네트워크에서 샤드 구현에는 몇 가지 주요 단계와 고려 사항이 필요합니다. 다음은 Sharding의 구현에 접근하는 방법에 대한 자세한 안내서입니다.

• 샤딩 전략 정의 : 블록 체인이 파편으로 나누어지는 방법을 결정하십시오. 여기에는 파편 수, 샤드 할당 기준 및 크로스 샤드 커뮤니케이션 메커니즘을 결정하는 것이 포함됩니다.

• 샤드 할당 프로토콜 개발 : 특정 파편에 노드를 할당하기위한 알고리즘을 만듭니다. 이는 노드 성능, 네트워크 토폴로지 및로드 밸런싱과 같은 요소를 고려하여 최적의 리소스 분포를 보장해야합니다.

• 크로스 샤드 커뮤니케이션 구현 : 샤드 간의 통신 및 데이터 전송을 가능하게하는 설계 프로토콜. 이는 네트워크의 무결성을 유지하고 다른 파편에서 거래를 처리 할 수 ​​있도록하는 데 중요합니다.

• 합의 메커니즘 설정 : 개별 파편 내에서 및 전체 네트워크에서 작동 할 수있는 합의 알고리즘을 개발하십시오. 여기에는 기존의 합의 메커니즘을 적용하거나 샤드 아키텍처에 맞는 새로운 메커니즘을 만드는 것이 포함될 수 있습니다.

• 샤드 구현을 테스트하고 검증하십시오 . 샤드 블록 체인이 의도 한대로 작동하는지 확인하기 위해 철저한 테스트를 수행하십시오. 여기에는 파편 간의 확장 성, 보안 및 데이터 일관성 테스트가 포함됩니다.

• 샤드 네트워크를 배포하고 모니터링하십시오 . 샤드 구현이 검증되면 네트워크를 배포하고 성능을 지속적으로 모니터링하십시오. 여기에는 트랜잭션 처리량, 샤드 성능 및 전반적인 네트워크 건강을 추적하여 발생하는 모든 문제를 식별하고 해결해야합니다.

자주 묻는 질문

Q : 샤딩은 블록 체인 네트워크의 분산에 어떤 영향을 미칩니 까?

A : 샤딩은 특정 파편이나 노드에서 전력을 잠재적으로 집중시켜 분산화에 영향을 줄 수 있습니다. 그러나 잘 설계된 샤드 프로토콜은 샤드 할당 및 합의 메커니즘이 분산되고 안전하게 유지되도록함으로써 이러한 위험을 완화 할 수 있습니다.

Q : 기존 블록 체인 네트워크에서 샤딩을 구현할 수 있습니까?

A : 그렇습니다. 기존 블록 체인 네트워크에서 샤딩을 구현할 수 있지만 종종 기본 프로토콜에 대한 상당한 업그레이드와 변경이 필요합니다. Ethereum 2.0과 같은 프로젝트는 상당한 노력과 시간이 있지만 비 샤드에서 샤드 아키텍처로 전환 할 수 있음을 보여줍니다.

Q : 블록 체인의 샤딩과 관련된 잠재적 위험은 무엇입니까?

A : 주요 위험에는 보안 취약점, 복잡성 증가 및 파편 간 데이터 일관성 유지에 대한 도전이 포함됩니다. 이러한 위험을 완화하고 네트워크의 전반적인 무결성을 보장하는 데 적절한 설계 및 구현이 중요합니다.

Q : Sharding은 Layer-2 스케일링과 같은 다른 확장 성 솔루션과 어떻게 비교됩니까?

A : Sharding 및 Layer-2 스케일링은 모두 블록 체인 확장 성을 향상시키는 것을 목표로하지만 다른 수준에서 작동합니다. Sharding은 메인 블록 체인을 더 작은 세그먼트로 나누는 데 중점을 두는 반면, 사이드 체인 및 상태 채널과 같은 계층 2 솔루션은 메인 체인에서 트랜잭션을 처리 한 다음 메인 체인에 다시 정착시킵니다. 각 접근 방식에는 고유 한 장점과 트레이드 오프가 있으며 최적의 확장 성을 달성하기 위해 조합하여 사용될 수 있습니다.