Шардинг технологии исследования: новые прорывы Shardeum
15 сентября 2022 года Эфириум завершил ожидаемое слияние (Merge). Это ознаменовало переход Эфириума от механизма консенсуса с доказательством доли (PoW) к механизму консенсуса с доказательством доли (PoS). Однако слияние не приведет к непосредственному повышению масштабируемости, безопасности и устойчивости. Реально достичь этих целей можно лишь с помощью целого комплекса решений: основной сети с возможностью Шардинга и усовершенствованными решениями Layer2 для повышения масштабируемости.
Шардинг является одним из решений для масштабирования в рамках треугольника триединой сложности. Он делит узлы в сети на меньшие группы, обрабатывающие разные наборы транзакций и реализующие параллельную обработку. Этот подход аналогичен открытию нескольких кассовых окон в супермаркете, что наглядно сокращает время ожидания в очереди и повышает эффективность.
Тем не менее, в процессе реализации технологии Шардинга все еще существуют многочисленные вызовы. В данной статье будет рассмотрена эволюция технологии Шардинга, сравнены существующие решения для Шардинга и обсуждено новое жизнеспособное направление: Shardeum и динамический Шардинг.
Отправляясь от Ethereum как исходной точки координат, методы масштабируемости блокчейна можно разделить на две большие категории:
Вертикальное масштабирование(Vertical Scaling): достигается за счет повышения производительности существующего аппаратного обеспечения системы. Этот подход прост и эффективен, но ограничивает уровень децентрализации сети.
Горизонтальное масштабирование(Horizontal Scaling): Основные три подхода:
Распределите вычисления транзакций на несколько независимых блокчейнов
Модульная блокчейн-система, разделяющая инфраструктуру на уровень выполнения, уровень доступности данных и уровень согласия.
Разделите блокчейн на несколько Шардинг для параллельного выполнения
Каждое решение по масштабированию стремится к балансу в невозможном треугольнике, сочетая его с дизайном экономических стимулов системы, чтобы достичь баланса на макро- и микроуровнях.
Шардинг технологии面临的关键问题包括:
Сетевая шардинг: как определить, к какому шардированию принадлежат узлы/валидаторы сети?
Торговый Шардинг: как определить, какая часть сделки будет распределена к какому Шардингу?
Состояние Шардинг: как данные блокчейна хранятся в разных шардах?
Сетевое шардинг означает разделение блокчейн-сети на шард, где каждый шард обрабатывает цепочные транзакции и борется за право ведения учета. Основная проблема заключается в том, что с разделением узлов сложность и стоимость для атакующих резко снижаются.
Решения обычно заключаются в создании определённого уровня беспристрастной случайности, чтобы минимизировать вероятность успеха атакующего. Например, Ethereum выбирает валидатора для определённого Шардинга случайным образом из всех валидаторов и меняет его каждые 6,4 минуты.
Шардирование транзакций (Transaction Sharding)
Шардинг транзакций означает установление правил "какие транзакции распределяются по каким шардам". Разные модели бухгалтерского учета влияют на реализацию шардинга транзакций:
Модель UTXO: требуется межшардинг通信. Один из возможных способов - хеширование на основе входных значений транзакции для определения шардинга.
Модель аккаунта/баланса: достаточно разбить транзакции по адресу отправителя, чтобы гарантировать, что несколько транзакций одного и того же аккаунта обрабатываются в одном шарде, эффективно предотвращая двойные траты.
состояние Шардинг (State Sharding )
Состояние Шардинга указывает, как данные блокчейна распределяются для хранения в различных шардах. Основная проблема заключается в обработке кросс-шардовых транзакций.
Есть два подхода:
Синхронный кросс-Шардинг ( Synchronous ): Каждый раз, когда выполняется кросс-Шардинг транзакция, связанные блоки происходят одновременно. Реализация сложная, но пользовательский опыт хороший.
Асинхронный кросс-Шардинг (: более широкое применение, но сталкивается с проблемами атомарности транзакций.
! [10 000 слов подробное объяснение новой публичной сети Shardeum: еще одна возможность шардинга])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-6e8d3331d7d68cb512eb2eb47bd9064d.webp(
Два. Исследование и попытка Шардинга
) Вычисление Шардинга
Zilliqa является одной из первых платформ для смарт-контрактов, которая попыталась реализовать Шардинг. Она использует вычислительный Шардинг, то есть проводит только вычислительный Шардинг, не осуществляя сетевой и хранилищный Шардинг. Этот метод прост и эффективен, но пропускная способность сети и хранилище по-прежнему остаются узким местом.
Статическое состояние Шардинг
Более универсальный метод шардинга заключается в разделении адресного пространства аккаунтов на фиксированные по размеру шарды и распределении узлов по различным шартам. Такие методы используют Near, Elrond и Harmony.
Концепция шардинга данных Эфириума
Концепция будущего Шардинга в Эфириуме включает:
На основе "доступности данных" Шардинг
Добавить дополнительные функции для каждого шардинга, чтобы он больше походил на сегодняшнюю основную сеть Ethereum.
Гармония
Harmony использует стандартный метод Шардинга, имея несколько небольших блокчейнов, называемых Шардингом, и одну цепочку-бекон для их координации.
Сетевое Шардинг: разделение сети валидаторов на разные Шарды.
Торговля Шардинг: Торговля обрабатывается одним Шардингом.
Состояние Шардинга: каждый валидатор Шардинга хранит 1/N глобального состояния.
Harmony поддерживает межшардинговую передачу сообщений, но конкретные детали реализации еще предстоит доработать.
Элронд
Elrond использует адаптивный шардирование и безопасный механизм консенсуса на основе доли.
Он использует мета-цепь ### Meta Chain ( для быстрого определения кросс-Шардинг транзакций за несколько секунд. Стратегия кросс-Шардинг транзакций использует асинхронную модель, сначала обрабатывая на шарде отправителя, а затем на шарде получателя.
)# Ближайший
Near представил протокол Nightshade ###, моделируя систему как единую блокчейн, осуществляя Шардинг на уровне блоков.
Кросс-Шардинг транзакции Near необходимо последовательно выполнять в каждом связанном шарде. Полная транзакция сначала отправляется в первый затронутый шардинг, затем создается квитанция, которая маршрутизируется в следующий шардинг и так далее.
Консенсус в сети Shardeum достигается на уровне каждой транзакции, а не на уровне блока, что позволяет обрабатывать транзакции одновременно через Шардинг. Этот консенсус на уровне транзакций устраняет сложность, необходимую для обеспечения атомарной обработки, обеспечивая финализацию за секунды и низкую задержку.
! [Шардеум: еще одна возможность шардинга])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-21183f66edba6389ed99a8c668bb88d6.webp###
( 3.2 Линейное расширение
Shardeum использует динамическое состояние Шардинга, каждый узел может иметь разные диапазоны адресов, при этом существует пересечение между охватываемыми адресами. Этот метод более сложен, но позволяет действительно линейное масштабирование.
Благодаря динамическим изменениям в соотношении адресного пространства и узлов, а также новому доказательству доступности данных, Shardeum может обеспечить почти "линейное масштабирование".
! [Шардеум: еще одна возможность шардинга])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-678011ec0d792ac05e80a6b209c82d43.webp###
Shardeum в настоящее время имеет 10 Шардинг, каждый Шардинг содержит 128 узлов, всего 1280 узлов. Ожидается запуск основной сети в четвертом квартале 2022 года. Хотя она все еще находится в разработке, базовая технология Shardus уже доказала свою способность обеспечить линейное масштабирование.
В августе 2022 года Shardeum продемонстрировал возможность 100 TPS на тестовой сети Liberty 2.0. В настоящее время тестируется с использованием 50 узлов, каждый из которых хранит около 1/5 от общего объема данных и выполняет 1/5 от общего объема транзакций.
По-настоящему масштабируемая Шардинг-блокчейн должна быть построена с нуля. Точно так же создание прочного сообщества требует длительных усилий. После запуска тестовой сети Shardeum количество активных тестировщиков и транзакций обнадеживает, но также сталкивается с некоторыми критическими голосами.
Мы верим, что только при массовом внедрении Web3 высокопроизводительные децентрализованные публичные блокчейны смогут выделиться. Только те сообщества, которые прошли через сомнения, открытые обсуждения и многократные аргументации, смогут продвигаться дальше по пути децентрализации.
На этой странице может содержаться сторонний контент, который предоставляется исключительно в информационных целях (не в качестве заявлений/гарантий) и не должен рассматриваться как поддержка взглядов компании Gate или как финансовый или профессиональный совет. Подробности смотрите в разделе «Отказ от ответственности» .
7 Лайков
Награда
7
4
Репост
Поделиться
комментарий
0/400
WeAreRich
· 08-17 00:31
Просто не могу вынести, что цена токена продолжает падение📉, объем достиг дна, ликвидность иссякла.
Посмотреть ОригиналОтветить0
SelfCustodyIssues
· 08-16 16:21
Разве это не просто технология, о которой все так загадочно говорят?
Посмотреть ОригиналОтветить0
MidnightSeller
· 08-16 16:12
Еще одна платформа, которая претендует на прорыв в расширении.
Анализ прорывной динамической технологии Шардинга Shardeum: согласие на уровне транзакций и линейное расширение
Шардинг технологии исследования: новые прорывы Shardeum
15 сентября 2022 года Эфириум завершил ожидаемое слияние (Merge). Это ознаменовало переход Эфириума от механизма консенсуса с доказательством доли (PoW) к механизму консенсуса с доказательством доли (PoS). Однако слияние не приведет к непосредственному повышению масштабируемости, безопасности и устойчивости. Реально достичь этих целей можно лишь с помощью целого комплекса решений: основной сети с возможностью Шардинга и усовершенствованными решениями Layer2 для повышения масштабируемости.
Шардинг является одним из решений для масштабирования в рамках треугольника триединой сложности. Он делит узлы в сети на меньшие группы, обрабатывающие разные наборы транзакций и реализующие параллельную обработку. Этот подход аналогичен открытию нескольких кассовых окон в супермаркете, что наглядно сокращает время ожидания в очереди и повышает эффективность.
Тем не менее, в процессе реализации технологии Шардинга все еще существуют многочисленные вызовы. В данной статье будет рассмотрена эволюция технологии Шардинга, сравнены существующие решения для Шардинга и обсуждено новое жизнеспособное направление: Shardeum и динамический Шардинг.
! Шардеум: еще одна возможность шардинга
Один. О "Шардинг"
Отправляясь от Ethereum как исходной точки координат, методы масштабируемости блокчейна можно разделить на две большие категории:
Вертикальное масштабирование(Vertical Scaling): достигается за счет повышения производительности существующего аппаратного обеспечения системы. Этот подход прост и эффективен, но ограничивает уровень децентрализации сети.
Горизонтальное масштабирование(Horizontal Scaling): Основные три подхода:
Каждое решение по масштабированию стремится к балансу в невозможном треугольнике, сочетая его с дизайном экономических стимулов системы, чтобы достичь баланса на макро- и микроуровнях.
Шардинг технологии面临的关键问题包括:
! Шардем: еще одна возможность шардинга
Сеть Шардинг (Network Sharding )
Сетевое шардинг означает разделение блокчейн-сети на шард, где каждый шард обрабатывает цепочные транзакции и борется за право ведения учета. Основная проблема заключается в том, что с разделением узлов сложность и стоимость для атакующих резко снижаются.
Решения обычно заключаются в создании определённого уровня беспристрастной случайности, чтобы минимизировать вероятность успеха атакующего. Например, Ethereum выбирает валидатора для определённого Шардинга случайным образом из всех валидаторов и меняет его каждые 6,4 минуты.
Шардирование транзакций (Transaction Sharding)
Шардинг транзакций означает установление правил "какие транзакции распределяются по каким шардам". Разные модели бухгалтерского учета влияют на реализацию шардинга транзакций:
Модель UTXO: требуется межшардинг通信. Один из возможных способов - хеширование на основе входных значений транзакции для определения шардинга.
Модель аккаунта/баланса: достаточно разбить транзакции по адресу отправителя, чтобы гарантировать, что несколько транзакций одного и того же аккаунта обрабатываются в одном шарде, эффективно предотвращая двойные траты.
состояние Шардинг (State Sharding )
Состояние Шардинга указывает, как данные блокчейна распределяются для хранения в различных шардах. Основная проблема заключается в обработке кросс-шардовых транзакций.
Есть два подхода:
! [10 000 слов подробное объяснение новой публичной сети Shardeum: еще одна возможность шардинга])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-6e8d3331d7d68cb512eb2eb47bd9064d.webp(
Два. Исследование и попытка Шардинга
) Вычисление Шардинга
Zilliqa является одной из первых платформ для смарт-контрактов, которая попыталась реализовать Шардинг. Она использует вычислительный Шардинг, то есть проводит только вычислительный Шардинг, не осуществляя сетевой и хранилищный Шардинг. Этот метод прост и эффективен, но пропускная способность сети и хранилище по-прежнему остаются узким местом.
Статическое состояние Шардинг
Более универсальный метод шардинга заключается в разделении адресного пространства аккаунтов на фиксированные по размеру шарды и распределении узлов по различным шартам. Такие методы используют Near, Elrond и Harmony.
Концепция шардинга данных Эфириума
Концепция будущего Шардинга в Эфириуме включает:
Гармония
Harmony использует стандартный метод Шардинга, имея несколько небольших блокчейнов, называемых Шардингом, и одну цепочку-бекон для их координации.
Сетевое Шардинг: разделение сети валидаторов на разные Шарды. Торговля Шардинг: Торговля обрабатывается одним Шардингом. Состояние Шардинга: каждый валидатор Шардинга хранит 1/N глобального состояния.
Harmony поддерживает межшардинговую передачу сообщений, но конкретные детали реализации еще предстоит доработать.
Элронд
Elrond использует адаптивный шардирование и безопасный механизм консенсуса на основе доли.
Он использует мета-цепь ### Meta Chain ( для быстрого определения кросс-Шардинг транзакций за несколько секунд. Стратегия кросс-Шардинг транзакций использует асинхронную модель, сначала обрабатывая на шарде отправителя, а затем на шарде получателя.
)# Ближайший
Near представил протокол Nightshade ###, моделируя систему как единую блокчейн, осуществляя Шардинг на уровне блоков.
Кросс-Шардинг транзакции Near необходимо последовательно выполнять в каждом связанном шарде. Полная транзакция сначала отправляется в первый затронутый шардинг, затем создается квитанция, которая маршрутизируется в следующий шардинг и так далее.
! Шардеум: еще одна возможность шардинга
Три, Shardeum и динамическое состояние Шардинга
Shardeum предложила два новых решения:
( 3.1 Уровень транзакций консенсуса
Консенсус в сети Shardeum достигается на уровне каждой транзакции, а не на уровне блока, что позволяет обрабатывать транзакции одновременно через Шардинг. Этот консенсус на уровне транзакций устраняет сложность, необходимую для обеспечения атомарной обработки, обеспечивая финализацию за секунды и низкую задержку.
! [Шардеум: еще одна возможность шардинга])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-21183f66edba6389ed99a8c668bb88d6.webp###
( 3.2 Линейное расширение
Shardeum использует динамическое состояние Шардинга, каждый узел может иметь разные диапазоны адресов, при этом существует пересечение между охватываемыми адресами. Этот метод более сложен, но позволяет действительно линейное масштабирование.
Благодаря динамическим изменениям в соотношении адресного пространства и узлов, а также новому доказательству доступности данных, Shardeum может обеспечить почти "линейное масштабирование".
! [Шардеум: еще одна возможность шардинга])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-678011ec0d792ac05e80a6b209c82d43.webp###
Shardeum в настоящее время имеет 10 Шардинг, каждый Шардинг содержит 128 узлов, всего 1280 узлов. Ожидается запуск основной сети в четвертом квартале 2022 года. Хотя она все еще находится в разработке, базовая технология Shardus уже доказала свою способность обеспечить линейное масштабирование.
! Шардеум: еще одна возможность шардинга
В августе 2022 года Shardeum продемонстрировал возможность 100 TPS на тестовой сети Liberty 2.0. В настоящее время тестируется с использованием 50 узлов, каждый из которых хранит около 1/5 от общего объема данных и выполняет 1/5 от общего объема транзакций.
! Шардеум: еще одна возможность шардинга
Четыре, Заключение
По-настоящему масштабируемая Шардинг-блокчейн должна быть построена с нуля. Точно так же создание прочного сообщества требует длительных усилий. После запуска тестовой сети Shardeum количество активных тестировщиков и транзакций обнадеживает, но также сталкивается с некоторыми критическими голосами.
Мы верим, что только при массовом внедрении Web3 высокопроизводительные децентрализованные публичные блокчейны смогут выделиться. Только те сообщества, которые прошли через сомнения, открытые обсуждения и многократные аргументации, смогут продвигаться дальше по пути децентрализации.
! Шардеум: еще одна возможность шардинга