Die Blockchain-Technologie entwickelt sich immer noch weiter. Daher muss er sich verschiedenen Problemen stellen. Das Blockchain-Trilemma ist ein solches Problem, mit dem Blockchain-Netzwerke und Peer-to-Peer-Transaktionen (P2P) konfrontiert sind. In Wirklichkeit sollten die meisten Kryptoplattformen zwei von drei Funktionen wählen: Sicherheit, Dezentralisierung und Skalierbarkeit.
Jedes erwähnte Feature hat seine eigenen Vorteile gegenüber der Gesamtleistung der Blockchain. Die Koexistenz untereinander stellt jedoch ein zentrales Problem dar. Da eine dieser Funktionen ignoriert werden soll, erscheinen Argumente, die versuchen zu bestimmen, welche wichtiger ist. Derzeit werden jedoch verschiedene Projekte entwickelt, die alle drei Funktionen umfassen.
Die Skalierbarkeit bleibt ein wichtiges Anliegen für Netzwerke, die nahezu gleichermaßen Vor- und Nachteile bieten. Dies hilft bei der Steigerung der Leistung des gesamten Systems. Diese Funktion ist zusammen mit der Dezentralisierung im Blockchain-Netzwerk erreichbar. Dies würde jedoch die Sicherheitsrisiken der betroffenen Plattform erhöhen.
Um die Skalierbarkeit der Blockchain zu verbessern, können verschiedene Lösungen implementiert werden. Sharding ist eine solche Lösung.
Was ist Sharding?
In traditionellen Beschreibungen ist Sharding eine Datenbank- und Verwaltungspartitionierungsstrategie, bei der große Datenmengen in kleinere Teile aufgeteilt werden. Die Trennung erleichtert die Datenverwaltung. Es dient auch dazu, eine Skalierbarkeit zu erreichen und die Gesamtleistung der verwendeten Datenbank zu verbessern.
Kleinere Datenbanken ermöglichen eine effiziente Ressourcenzuweisung, was zur Reduzierung der Ressourcenkosten beiträgt. Es ebnet auch den Weg für neue effiziente Leistungsstufen.
So funktioniert Sharding
Dies wird auch als horizontale Aufteilung bezeichnet. Dies zeigt, wie die Datentabelle in Zeilen aufgeteilt wird, die als neue Tabellen dienen. Diese Tabellen werden als Abschnitte bezeichnet. Sie enthalten eindeutige Daten, die von den in anderen Tabellen gespeicherten Daten unabhängig sind. Diese Shards/Partitionen helfen, die Größe der Datenbank auf jedem Knoten zu reduzieren. Dies wiederum verbessert die Leistung der Datenbankausgabe.
Auf der anderen Seite erhöht das Sharding die Komplexität der Datenbank und verstärkt die Zentralisierung des Systems, bei dem die Datenbeschädigung jedes Shards zur Zerstörung der gesamten Tabelle führen kann.
Wie funktioniert es auf Blockchain?
Beim Sharding werden Knoten verwendet, um verschiedene Datensätze zu speichern, die nicht an der Speicherung aller Daten in der gesamten Blockchain beteiligt sind. Diese Strategie ist zwar komplex, macht aber die traditionelle Praxis, Knoten aller Ihrer Daten in der Blockchain zu speichern, obsolet. Dies wiederum stellt die Genauigkeit aller Transaktionen sicher.
Derzeit steht das Sharding noch auf dem Prüfstand. Das Studiengebiet, das zur Kategorie des verteilten Rechnens gehört, zieht jedoch nur Personen an, die sich dafür interessiert haben.
Die Blockchain-Welt verwendet einen Konsensalgorithmus, um zu teilen Pfandnachweis (PoS). Es verwendet separate Knoten, um die Verantwortung für die Überprüfung der Transaktion zu übernehmen. Was die Konsensalgorithmen betrifft, Pfandnachweis rentabler als Proof-of-Work (PoW), da angenommen wird, dass Transaktionen, die für einen Knoten spezifisch sind, von diesem und nicht von der gesamten Blockchain authentifiziert werden.
Diese Strategie hilft, die gesamte Last entlang der gesamten Blockchain zu reduzieren und die Effizienz der Blockchain zu verbessern.
Ethereum und Sharding
Es ist die Aufteilung der Struktur und Geschichte von Ethereum in kleinere Einheiten. Diese Objekte werden dann mit ihrer Historie und Transaktionsdetails auf den Knoten gespeichert. Jeder dieser Knoten verfügt nur über eine Teilmenge der Daten, die zur Validierung von Transaktionen verwendet werden, kann aber auch mit anderen Knoten kommunizieren.
Alle Informationen, die von einem Knoten benötigt werden, der sie nicht hat, kommunizieren mit dem Knoten, der über die Informationen verfügt, und greift dann auf die erforderlichen Daten zu. Somit kann ein Knoten abhängig von anderen Knoten Informationen benötigen, die er nicht hat. Ethereum versucht dieses Problem jedoch mit kryptoökonomischen Anreizen zu lösen, die Akteure für geplante Aktionen im System nutzen.
Umsetzung dieser Praxis am Ethereum kann aufgrund der Größe und Komplexität der Blockchain-Technologie etwas komplex sein.
Welche alternativen Sharding-Lösungen gibt es?
Es gibt andere Techniken, die verwendet werden können, um das Skalierbarkeitsproblem zu lösen, das Blockchain-Netzwerke betrifft. Unter den Lösungen:
- Erhöhung der Häufigkeit von Transaktionen in einem Block
Dies wird erreicht, indem weniger Bytes verwendet werden, um Informationen in einem Block zu speichern, oder indem die Blockgröße erhöht wird. Die Erhöhung der Blockgröße stellt sicher, dass mehr Transaktionen darin gehalten werden können. Das Gaslimit wird in Ethereum verwendet, um die Anzahl der Transaktionen zu begrenzen, die ein Block unterstützen kann. Darüber hinaus verbessert das Verringern der Größe der Informationen in dem Block die Effizienz.
- Erhöhen Sie die Geschwindigkeit beim Hinzufügen von Blöcken
Die Rate, mit der Blöcke zur Blockchain hinzugefügt werden, bestimmt in erster Linie die Rate der Transaktionen, die das Netzwerk verarbeiten kann. Somit trägt jede Reduzierung der Zeitdifferenz zwischen der Blockerstellung dazu bei, die Transaktionsverarbeitung zu beschleunigen.
- Off-Ketten
Mit dieser Methode können Sie die Verarbeitungslast der Blockchain reduzieren, indem Sie einige Transaktionen aus der Hauptkette entfernen. Es hilft bei der Lösung der Probleme der Interoperabilität von Blockchain-Systemen und verbessert gleichzeitig die Effizienz des Betriebs. Daher erhöht es letztendlich die Dezentralisierung.
- Seitenketten
Die Sidechain wird als Blockchain bezeichnet, die getrennt von der Hauptblockchain existiert. Es ist jedoch weiterhin über bidirektionale Kommunikation mit ihm verbunden. Die Seitenkette existiert dann als Kindkette, die mit der Wurzelkette verknüpft ist. Dies trägt dazu bei, die Belastung der Hauptkette und die darin gespeicherte Informationsmenge zu minimieren.
Was erwartet uns?
Es wird erwartet, dass die Partitionierung in Blockchains eine wichtige Rolle bei der Lösung der Herausforderungen der Blockchain-Skalierbarkeit spielt. Dies wird dazu beitragen, die Ethereum-Blockchain zu verkleinern, was die Anzahl der Transaktionen erhöht, die sie jede Sekunde verarbeiten kann.
Die Sharding-Technik hat viel Potenzial, ist aber noch ein Konzept in der Entwicklungsphase. Darüber hinaus wird es aufgrund der damit verbundenen Nachteile nicht allgemein akzeptiert. Die Beziehung zwischen Shards ist nicht einfach zu implementieren, da Operationen ihre eigenen klaren Regeln erfordern.
Die Lösung dieses Hauptproblems wird dazu beitragen, den Einsatz von Sharding-Techniken zu erweitern. Dies wiederum wird weitere Fortschritte in diesem Bereich erleichtern.
Abschluss
Sharding hat seine Vor- und Nachteile. Aber es behält immer noch seine Position als Lösung, die erheblich dazu beitragen kann, die Skalierbarkeit der Blockchain zu erreichen. Obwohl die Partitionierungsstrategie komplex sein kann, bietet sie eine bessere Transparenz der vom Blockchain-System verarbeiteten Transaktionen und Operationen.
Somit kann es als potenzielle Zukunft von Ethereum angesehen werden, nachdem jedoch einige der Aufgaben seiner Implementierung gelöst wurden.