mondo delle blockchain , una delle maggiori sfide è la scalabilità. La maggior parte delle blockchain attuali, come Ethereum , possono gestire solo un numero limitato di transazioni al secondo, il che porta a scadenze significative e costi di transazione elevati. Per superare questo limite, è stato proposto Sharding Lo sharding ti consente di dividere una blockchain in giochi più piccoli o frammenti per distribuire il carico di lavoro su più nodi. Ciò aumenta la capacità di elaborazione delle transazioni senza sacrificare il decentramento. Ma cosa è esattamente frammento e quali sono i suoi vantaggi e limiti, specialmente in termini di sicurezza? Questo è ciò che esploreremo in questo articolo.
Sommario
Cosa sta Sharding?
Sharding è una tecnica di partizionamento che divide una blockchain in diversi pezzi, chiamata frammento . Ogni shard lavora come un mini-bloccante in grado di trattare parte delle transazioni in modo indipendente. Invece di tutti i nodi della rete trattano tutte le transazioni, ogni shard gestisce un sottoinsieme di transazioni, che alleggerisce il carico complessivo della rete e ne accelera il funzionamento.
In altre parole, il frammento migliora le prestazioni blockchain dividendo il carico di lavoro tra frammenti diversi, aumentando così il numero di transazioni che la rete può affrontare in parallelo.
Come funziona Sharding?
In un sistema di frammenti, le transazioni sono distribuite tra diversi frammenti. Ogni frammento ha il proprio set di validatori, responsabile del controllo e dell'elaborazione delle transazioni all'interno di questo frammento. Ciò consente di scaricare altri frammenti, che possono continuare a gestire le transazioni senza essere colpiti da quelli che si svolgono altrove.
Tuttavia, le transazioni tra frammenti, chiamati transazioni trasversali , richiedono un coordinamento speciale, poiché coinvolgono cambiamenti statali tra diversi frammenti. La sfida è garantire che i dati circolano correttamente tra i frammenti mantenendo la coerenza della blockchain nel suo insieme.
Near Protocol e al modello Nightshade
Un esempio rilevante dell'uso di frammenti è Near Protocol , una blockchain che ha adottato un approccio specifico chiamato Nightshade . Invece di creare canali indipendenti per ogni frammento, vicino utilizza un singolo grande registro condiviso, diviso in frammenti chiamati blocchi .
Come parte del frammento, è essenziale capire la differenza tra un pezzo e un frammento . Un frammento rappresenta una divisione logica di blockchain, in cui ogni frammento lavora come un mini-blocco indipendente in grado di trattare transazioni specifiche parallele ad altri frammenti. D'altra parte, un blocco è un sottoinsieme di dati all'interno di un blocco di transazione. Ogni frammento produce uno o più pezzi , che contengono transazioni relative a questo frammento.
L'interazione tra questi due elementi è la chiave per capire dove arriva lo sharding. Il frammento determina la parte della rete che gestirà una serie di transazioni, mentre il pezzo è il modo in cui queste transazioni sono fisicamente archiviate e validate in un blocco globale. Pertanto, il frammento divide la rete in frammenti e ogni frammento è responsabile della produzione dei propri pezzi .
In sistemi come Near Protocol , sebbene esista un grande registro globale condiviso, questo registro è diviso in blocchi , ciascuno associato a un frammento . Lo sharding interviene al momento della divisione del lavoro tra i diversi frammenti e i blocchi sono le unità che consentono di raccogliere i dati prodotti da ogni frammento nel registro globale. In altre parole, ogni frammento tratta le proprie transazioni in modo indipendente, ma queste transazioni vengono quindi consolidate in blocchi nel blocco blockchain complessivo.
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Vantaggi di frammenti per la blockchain
Lo sharding ha diversi notevoli vantaggi per le blockchain, in particolare quelli che cercano di migliorare la loro capacità di trattare un gran numero di transazioni:
1. Aumento della scalabilità
Consentendo a diversi frammenti di trattare le transazioni in parallelo, il frammento migliora la scalabilità della blockchain. Ciò consente a un numero maggiore di utenti di effettuare transazioni di congestione, il che è cruciale per l'adozione su larga scala.
2. Riduzione dei costi di transazione
Con più transazioni che possono essere elaborate contemporaneamente, la domanda di risorse di rete diminuisce, il che si traduce in un calo dei costi di transazione.
3. Maggiore efficienza
Ogni frammento deve gestire solo una frazione di transazioni, che alleggerisce il carico di lavoro per ciascun nodo della rete. Ciò consente di utilizzare le risorse di calcolo dei validatori in modo più efficace.
4. Mantenere il decentramento
Nonostante la divisione di rete nei frammenti, ogni frammento mantiene un validatore indipendente, che mantiene il decentramento e la sicurezza della rete.
RISCHI DI SICUREZZA SHARDING
Sebbene lo sharding sia una soluzione promettente per migliorare la scalabilità delle blockchain, presenta anche rischi di sicurezza. Dividendo la rete in diversi frammenti, ogni frammento diventa meno sicuro della blockchain nel suo insieme.
Facciamo un esempio concreto: in una blockchain non frastagliata delle Nazioni Unite, è generalmente necessario corrompere oltre il 50 % dei validatori della rete per assumere il controllo. D'altra parte, in una blockchain Shardée, è sufficiente corrompere oltre il 50 % dei validatori di un singolo frammento per assumere il controllo di questo frammento specifico. Se un frammento è compromesso, le transazioni in questo frammento possono essere modificate e queste alterazioni possono potenzialmente diffondersi all'intera rete tramite transazioni tra frammenti.
Questo è il motivo per cui molti protocolli, come Near Protocol, utilizzano ulteriori meccanismi di sicurezza, come la rotazione casuale dei validatori tra i frammenti, al fine di ridurre il rischio che un singolo frammento sia compromesso.
In che modo il frammento può influire sulla sicurezza della blockchain?
Lo sharding, di Blockchain frammentato, introduce alcuni rischi di sicurezza unici. Uno dei principali rischi è legato alla partizione dei validatori. In una blockchain non Shaded, ciascun nodo partecipa al processo di convalida di tutte le transazioni. Ma con i frammenti, i validatori sono responsabili solo di un sottoinsieme di transazioni. Se un aggressore riesce a controllare la maggioranza di un validatore di frammenti, potrebbe potenzialmente compromettere la sicurezza di questo frammento e effettuare transazioni fraudolente.
Per ridurre al minimo questo rischio, i meccanismi di sicurezza, come la distribuzione casuale dei validatori, sono essenziali. Questi meccanismi impediscono ai validatori di rimanere troppo a lungo sullo stesso frammento, riducendo così il rischio di collusione dannosa. Inoltre, alcuni sistemi, come quelli del Near Protocol, si basano su un registro globale, il che consente di verificare centralmente l'integrità delle transazioni.
I vantaggi di frammenti per blockchain
Nonostante le sfide della sicurezza, Sharding offre innegabili vantaggi alle blockchain che cercano di migliorare le loro prestazioni e adattarsi a un'adozione più ampia:
1. Scalabilità migliorata
Lo sharding consente alle blockchain di trattare più transazioni al secondo dividendo il carico di lavoro. Ciò riduce i colli di bottiglia che possono rallentare la rete.
2. Riduzione dei costi di transazione
Aumentando la capacità di trattamento della rete, il frammento riduce la pressione sui costi delle transazioni, consentendo agli utenti di effettuare transazioni a costi inferiori.
3. Scalabilità
Lo sharding consente a Blockchain di adattarsi a un numero maggiore di utenti e applicazioni senza sacrificare le prestazioni o la sicurezza.
4. Ottimizzazione delle risorse
I nodi di rete non devono più trattare tutte le transazioni, il che consente un uso più efficiente delle risorse di calcolo e una riduzione del consumo di energia.
Esempi di blockchain usando frammenti
1. Near Protocol
Near Protocol c'è una blockchain che utilizza una forma avanzata di frammenti con il suo da notte . Invece di creare diversi canali indipendenti, vicino utilizza un registro globale condiviso, frammentato in blocchi per trattare le transazioni decentralizzate garantendo la sicurezza e l'efficienza.
2. Zilliqa
Zilliqa è un'altra blockchain che applica frammenti. Questo è uno dei primi ad aver dimostrato che questa tecnologia può migliorare significativamente la velocità transazionale dividendo il carico di lavoro tra diversi frammenti. Zilliqa ha dimostrato che lo sharding potrebbe essere implementato con successo in una rete blockchain pubblica.
Il futuro del frammento di blockchain
Con il boom in applicazioni decentralizzate e blockchain su larga scala, lo sharding è una tecnologia chiave per soddisfare le crescenti esigenze di scalabilità. Non solo consente di trattare più transazioni, ma anche di ridurre i costi e migliorare l'efficienza della rete. Sebbene lo frammento presenta sfide, specialmente in termini di sicurezza, rimane una soluzione promettente per il futuro delle blockchain.
FAQ
1. Cosa sta framulando?
Lo sharding è una tecnica di partizionamento che divide una blockchain in diversi frammenti , consentendo di trattare più transazioni in parallelo.
2. In che modo la rasatura migliora la scalabilità?
Dividendo il carico di lavoro tra diversi frammenti, lo sharding consente a una blockchain di trattare più transazioni contemporaneamente, aumentando così la sua capacità complessiva.
3. Quali sono i rischi di sicurezza legati al frammento?
Il rischio principale è che un frammento può essere compromesso se la maggior parte dei suoi validatori è corrotta. Ciò può influire sull'integrità dell'intera rete.
4. Quali sono gli esempi di blockchain usando frammenti?
Near Protocol e Zilliqa sono due esempi di blockchain che hanno implementato frammenti per migliorare le loro prestazioni transazionali.
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Noè
Ingegnere di addestramento, mi sono rapidamente interessato al campo finanziario. Convinto che la finanza decentralizzata abbia un futuro luminoso davanti a essa, partecipa alla sua democratizzazione sviluppando Crypternon.
