مقیاس پذیری یکی از مشکلات شبکه بلاکچین است که شبکه اتریوم نیز برای حل آن به دنبال راه حل های متفاوت است. لایتنینگ و شاردینگ از مجموعه راه حل هایی هستند که برای بهبود مقیاس پذیری اتریوم مطرح شده اند. با به وقوع پیوستن شاردینگ، وضعیت ارز دیجیتال اتریوم دست خوش تغییرات مهمی می شود، پس بهتر است با این مفاهیم کلیدی آشنا شوید . در این مقاله به طور کامل شاردینگ (sharding) را توضیح می دهیم.
شاردینگ یعنی چه؟
شاردینگ در لغت به معنی پارتیشن یا تقسیم بندی است. در شاردینگ دیتابیس های بزرگ به تکه هایی مجزا تقسیم می شود. این عمل به منظور مدیریت بهتر و پاسخ دهی هرچه سریع تر به درخواست ها انجام می شود. دولوپرهای شبکه بلاکچین قصد دارند از این روش برای افزایش تعداد تراکنش های پردازش شده در هر ثانیه در بلاکچین اتریوم استفاده کنند.
اگر چه استفاه از شاردینگ در حوزه بلاک چین نسبتا جدید محسوب می شود اما مفهوم sharding جدید نیست. اولین بار در سال 1990 این واژه در میان برنامه نویسان یک بازی آنلاین چند نفره به کار برده شد. آنها با استفاده از این روش پارتیشن بندی توانستند ترافیک ورودی سرورهای بازیکنان در نقاط مختلف دنیا را مدیریت کنند. از آن به بعد از شاردینگ برای تقسیم دیتاست های بزرگ بر اساس دیتاست های کوچک تری وابسته به مکان های جغرافیایی کاربران استفاده های بسیار شده است.
استفاده از sharding در بلاکچین
با رشد شبکه بلاک چین و استفاده هر چه بیشتر کاربران از بلاکچین تعداد تراکنش های انجام شده در این شبکه نیز افزایش پیدا کرده است. این افزایش سبب شده است که طی جریان فرایند ذخیره سازی داده ها و ثبت داده های هر تراکنش، به نود های فعال در شبکه فشار مضاعفی وارد شود.
افزایش فشار سبب می شود عملکرد شبکه به میزان چشمگیری کند شود و تراکنش ها با سرعت بسیار کمتری انجام شوند. این مشکل که تحت عنوان مقیاس پذیری بلاکچین مطرح می شود، همواره یک چالش اساسی برای دولوپر های فعال در این شبک بوده است.
شاردینگ یک روش پیشنهادی برای تقسیم زیرساخت های بلاک چین به قسمت های کوچک تر با هدف مقیاس پذیری پلتفرم است. بنابراین، این شبکه می تواند کاربران بیشتری را نسبت به تعداد فعلی پشتیبانی کند.
شاردینگ چگونه کار می کند؟
بلاکچین اتریوم شبکه ای از نود هاست. در بلاکچین اتریون 8622 نود وجود دارد که هر نود وظیفه ذخیره اطلاعات مهم مانند تاریخچه تراکنش ها و موجودی حساب کاربران را دارد. حجم بالایی از اطلاعات بر روی نود ها ذخیره می شود، این روش اگرچه از امنیت بسیار بالایی برخوردار است اما ذخیره کردن این حجم از داده سبب کاهش تراکنش های انجام شده در شبکه اتریوم (TPS) می شود.
در حال حاضر در شبکه اتریوم وظایف این گونه تقسیم بندی شده اند که هر نود بایستی تمامی عملیات و تراکنش ها را پردازش کند. این کار فرایندی بسیار زمان بر است.
شاردینگ یا همان پارتیشن بندی افقی در شبکه اتریوم می تواند این مشکل را حل کند. این روش با استفاده از توان پرازش موازی سعی می کند کارهایی که بایستی در شبکه اتریوم انجام شوند را تقسیم کرده و در هر بار مقیاس های کوچکتری با سرعت بیشتری انجام شوند.
به طور دقیقتر با استفاده از شاردینگ در شبکه اتریوم، نود های شبکه به بخش های مختلف که شارد نامیده می شوند، تقسیم می شوند و از آن پس هر شارد وظیفه انجام بخشی خاص از وظایف در شبکه را به عهده دارد. یعنی نیازی نیست که تمامی نود ها تمامی تراکنش ها را پردازش کنند. بلکه برای تایید یک تراکنش، موفقیت آمیز بودن پردازش توسط بخشی از نود ها (شارد) کافی است. این موضوع می تواند به میزان بسیار زیادی سرعت را در شبکه اتریوم افزایش دهد.
اگر تاکنون در خصوص شارد و شاردینگ شگفت زده شده اید، باید بگوییم که همه چیز به این آسانی که بیان شد نیست!
چرا شاردینگ بهترین و سریع ترین راه حل نیست؟
این موضوع که شاردینگ می توانند بسیاری از مشکلات شبکه اتریوم را حل کند، به عنوان یک تئوری بسیار قابل قبول و جذاب است اما معایب متعددی برای sharding وجود دارد که هنوز راه حلی برای آن مطرح نشده است.
با تقسیم شبکه به نود هایی با وظایف مشخص، عملا شبکه به زیر بلاکچین هایی مجزا تقسیم می شود. برای آنکه عملکرد کلی شبکه بدون اشکال ادامه پیدا کند، نیاز است که ارتباطی ویژه و بین شاردی در میان نودها برقرار باشد. این مشکل ارتباطی میان کاربران و زیر بخش ها هنوز برطرف نشده است.
از سوی دیگر یکی از پارامتر های مهم برای بلاک چین حفظ امنیت است. اگر تمامی بلاک چین به چند شارد تقسیم شود، نرخ هشی که برای کنترل هر شارد مورد نیاز است، کاهش پیدا می کند و هکرها می توانند به راحتی به یک پارتیشن یا همان شارد حمله کنند و امنیت شبکه را از بین ببرند. با حمله هکر ها به یک شارد، امکان ارسال تراکنش های نامعتبر و یا از بین بردن اطلاعات شبکه وجود دارد. البته اتریوم برای این مشکل یک راه حل بیان کرده است و آن وجود تایید کنندگان تصادفی است تا اعتبار سنجی تراکنش ها به صورت رندوم انجام شود.
ایده sharding از سال 2013 مطرح بوده است و البته به بخش برنامه ریزی شده در اتریوم 2.0 معرفی شده است. شاردینگ به دلیل خطرات و پیچیدگی های بالقوه، به احتمال زیاد در مراحل بعدی به روز رسانی و فاز های بعدی اتریوم قرار خواهد گرفت.
چه ارز هایی از این روش استفاده می کنند؟
اولین بلاکچین عمومی که به طور عملی sharding را پیاده سازی کرده است، Zilliqa نام دارد. این ارز با استفاده از شاردینگ تعداد تراکنش های انجام شده در هر ثانیه را به 2828 رسانده است.
بلاک چین Near نیز به دولوپر ها این امکان را می دهد تا به راحتی برنامه های غیر متمرکز ساخته و اجرا کنند. این اکوسیستم به عنوان یک بلاک چین اثبات سهام شارد شده و مناسب برای توسعه دهندگان شناخته می شود. فناوری شاردینگ در این بلاک چین به نودها اجازه می دهد تا به اندازه کافی کوچک بمانند که حتی در آینده قابلیت اجرا بر روی گوشی های هوشمند را داشته باشند.
برخی دیگر از ارز ها نیز مانند کاردانو، پی چین و … نیز به دنبال استفاده از شاردینگ در بلاکچین خود هستند اما تا کنون اقدامی نکرده اند.
برای آگاهی از آخرین نوشته ها، خبر ها و تحلیل های کوتاه به کانال تلگرام پی98 بپیوندید.
