샤딩이란? 이 이더 리움 확장 개념이 설명했습니다.

샤딩이란?

cryptocurrencies에 대한 확장 논쟁이 계속됨에 따라 몇 가지 잠재적 솔루션이 실제로 꽤 오랫동안 개발 중입니다..

특히 확장 성을 희생하면서 탈 중앙화와 보안에 큰 초점을 둔 이더 리움의 경우, 지분 증명 합의 구현과 함께 샤딩을 적용하는 것은 네트워크가 확장 할 수있는 가장 필요한 메커니즘으로 간주됩니다. 분산화 및 보안을 유지하면서 응용 프로그램의 실제 수준.

샤딩은 특히 네트워크의 글로벌 상태가 지속적으로 업데이트되는 이더 리움과 같은 분산 형 피어 투 피어 네트워크에 적용될 때 복잡한 주제입니다..

따라서 샤딩이란 정확히 무엇이며 블록 체인 네트워크를 확장하는 데 어떻게 도움이 될 수 있습니까??

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샤딩 및 분산 컴퓨팅 배경

샤딩은 실제로 블록 체인 기술보다 훨씬 오래되었으며 비즈니스 데이터베이스 최적화부터 다양한 시스템에서 구현되었습니다. Google의 글로벌 Spanner 데이터베이스.

  • 기본적으로 샤딩은 데이터베이스 내에서 데이터를 수평으로 분할하는 특정 방법입니다..
  • 일반적으로 데이터베이스는 “샤드”라고하는 작은 조각으로 나뉘며, 함께 집계되면 원래 데이터베이스를 형성합니다..
  • 분산 블록 체인 네트워크에서 네트워크는 중앙 권한없이 피어 투 피어 형식으로 연결된 일련의 노드로 구성됩니다..
  • 현재 블록 체인 시스템의 경우와 마찬가지로 각 노드는 네트워크의 모든 상태를 저장하고 모든 트랜잭션을 처리합니다..
  • 이것은 특히 Bitcoin 및 Ethereum과 같은 작업 증명 시스템에서 분산화를 통해 높은 수준의 보안을 제공하지만 합법적 인 확장 문제로 이어집니다..

이더 리움 샤딩

예를 들어 Ethereum을 사용하면 Ethereum 네트워크의 전체 노드는 계정 잔액, 저장소 및 계약 코드를 포함하여 블록 체인의 전체 상태를 저장합니다..

불행히도 네트워크의 크기가 기하 급수적으로 증가함에 따라 합의는 선형 적으로 만 증가합니다. 이 제한은 합의에 도달하는 데 필요한 노드간에 필요한 통신 때문입니다..

네트워크의 노드에는 특별한 권한이 없으며 네트워크의 모든 노드는 모든 트랜잭션을 저장하고 처리합니다. 결과적으로 이더 리움 크기의 네트워크에서 높은 가스 비용과 긴 거래 확인 시간과 같은 문제는 네트워크가 긴장되면 눈에 띄는 문제가됩니다. 네트워크는 부분의 합이 아닌 개별 노드만큼 빠릅니다..

샤딩은 흥미롭지 만 복잡한 솔루션을 제공하여 이러한 문제를 완화하는 데 도움이됩니다. 이 개념은 노드의 하위 집합을 샤드로 그룹화하여 해당 샤드와 관련된 트랜잭션을 차례로 처리하는 것을 포함합니다. 시스템이 많은 트랜잭션을 병렬로 처리 할 수 ​​있으므로 처리량이 크게 증가합니다..

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더 간단한 방법은 미국을 여러 주로 나누는 것을 상상하는 것입니다..

각 주 (이 경우 샤드)는 더 큰 미국 (이더 리움 네트워크)의 일부이지만 고유 한 규칙, 경계 및 인구 하위 집합이 있습니다. 그러나 그들은 국가를 구성하는 더 큰 네트워크의 일부로 보편적 언어와 문화를 공유합니다..

또는 Vitalik Buterin의 자신의 말에 따르면 더 좋습니다.

 “이더 리움이 수천 개의 섬으로 분할되었다고 상상해보십시오. 각 섬은 자신의 일을 할 수 있습니다. 각 섬에는 고유 한 기능이 있으며 해당 섬에 속한 모든 사람, 즉 계정은 서로 상호 작용할 수 있으며 모든 기능에 자유롭게 빠져들 수 있습니다. 다른 섬에 연락하려면 일종의 프로토콜을 사용해야합니다.”

보시다시피 네트워크를보다 효율적인 조각으로 분할하는 개념은 네트워크가 각 개별 노드의 속도에 의해 제한되는 대신 부분의 합으로 작동 할 수 있도록합니다..

블록 체인에서 샤딩이 작동하는 방식?

우리는 이더 리움 개발자들이 “상태 샤딩”으로 알려진 것을 구현하고 있기 때문에 블록 체인 분야에서 가장 잘 알려져 있고 힘든 샤딩 시도이기 때문에 계속해서 이더 리움을 예로 사용할 것입니다..

이더 리움 블록 체인의 현재 상태는“글로벌 상태”로 알려져 있으며 모든 사람이 특정 인스턴스에서 블록 체인을 볼 때 볼 수있는 것입니다..

이더 리움에서 샤딩을 구현할 때 까다로운 부분은 노드를 더 작은 하위 집합으로 분할함으로써 이러한 하위 집합이 특정 트랜잭션 집합을 처리하는 동시에 네트워크 상태를 업데이트하는 동시에 유효 함을 보장 할 수 있어야한다는 것입니다..

이더 리움의 샤딩은 네트워크에서 지분 증명이 구현 된 후보다 2 단계 롤아웃으로 구현되어야합니다. 1 단계는 샤드에있는 데이터에 대한 합의로 구성된 데이터 레이어입니다. 2 단계는 상태 계층입니다. 이 모든 것은 매우 유동적이므로 작동 방식에 대한 일반적인 분석은 다음과 같습니다..

이더 리움은 네트워크를 특정 샤드로 분해합니다. 각 샤드는 특정 계정 (스마트 계약 포함)을 샤드로 그룹화하여 결정되는 특정 트랜잭션 그룹에 할당됩니다. 각 트랜잭션 그룹에는 다음으로 구성된 헤더와 본문이 있습니다..

헤더

  • 트랜잭션 그룹의 샤드 ID
  • 무작위 샘플링을 통한 유효성 검사자 할당 (샤드의 트랜잭션 확인)
  • State Root (트랜잭션 추가 전후의 샤드 머클 루트 상태)

  • 특정 샤드의 일부인 트랜잭션 그룹에 속하는 모든 트랜잭션.

거래는 각 샤드에 따라 다르며 해당 샤드에 고유 한 계정간에 발생합니다..

트랜잭션이 확인되면 네트워크 상태가 변경되고 계정 잔액, 저장 공간 등이 업데이트됩니다. 트랜잭션 그룹이 유효한 것으로 확인하려면 트랜잭션 그룹의 사전 상태 루트가 전역 상태의 샤드 루트와 일치해야합니다. 일치하는 경우 트랜잭션 그룹의 유효성이 검사되고 특정 샤드 ID 상태 루트를 통해 전역 상태가 업데이트됩니다..

상태 루트 만 포함하는 대신 이더 리움 블록 체인의 각 블록에는 이제 상태 루트와 트랜잭션 그룹 루트가 모두 포함됩니다. 트랜잭션 그룹 루트는 해당 트랜잭션 블록에 대한 특정 샤드의 모든 트랜잭션 그룹의 머클 루트입니다..

기본적으로 업데이트되고 확인 된 트랜잭션 그룹을 포함하는 모든 다른 샤드의 머클 루트가 있습니다. 이 루트는 업데이트 된 상태 루트와 함께 블록 체인에 저장됩니다..

이 구조에서 머클 트리 개념을 사용하는 것은 블록 체인의 유효성을 보장하는 데 중요합니다. 머클 트리와 특히 머클 루트가 작동하는 방식을 이해하면 이러한 개념을 훨씬 더 쉽게 파악할 수 있습니다..

머클 트리 란?

읽기 : 머클 트리 란? ?

샤드 내 합의는 특정 합의 라운드를 위해 샤드에 적용되는 무작위로 선택된 노드의 지분 증명 합의를 통해 도달합니다..

이는 샤드 내에서 필요한 합의에 대한 최종성을 제공 할뿐만 아니라 작업 증명 블록 체인이이 경우에 취약 할 수있는 공격에 대한 특정 방어를 제공합니다..

PoW 샤딩 된 네트워크에서 특정 샤드를 오버런하는 데 필요한 해시 파워가 대폭 감소되고 악의적 인 행위자가 컴퓨팅 파워를 통해 샤드를 인수 할 수있는 능력이 가능합니다..

이를 통해 악의적 인 행위자는 샤딩 아키텍처의 더 복잡하고 중요한 기능 중 하나 인 통신 프로토콜을 통해 다른 샤드를 공격 할 수 있습니다. 샤드 내 유효성 검사기의 무작위 샘플링 선택은 나쁜 행위자가 실제로 배치되기 전에 배치되는 샤드를 알지 못하기 때문에 이러한 유형의 공격을 억제합니다..

또한 무작위 샘플링은 해당 무작위 유효성 검사 세트에서 실제로 유효성을 검사하는 유효성 검사기를 선택하는 데 사용됩니다..

통신 프로토콜은 시스템에서 올바르게 작동하는 샤딩 아키텍처에 매우 중요합니다. 통신 프로토콜은 더 큰 미국의 일부인 주간에 일관된 보편적 인 언어로 생각할 수 있습니다..

그러나이 프로토콜을 설계하는 것은 매우 어렵고 필요한 경우에만 사용되도록 수행해야합니다. 특정 노드가 자체 샤드 내에 저장되지 않은 정보를 필요로하고 필수 정보가있는 샤드를 찾아야 할 때 필요합니다. 이 통신을 교차 샤드 통신이라고합니다..

교차 샤드 통신은 거래 영수증 개념을 적용하여 이루어집니다. 거래 영수증은 쉽게 확인할 수 있지만 상태 루트의 일부가 아닌 머클 루트에 저장됩니다..

다른 샤드에서 트랜잭션을 수신하는 샤드는 머클 루트를 확인하여 영수증이 사용되지 않았는지 확인합니다. 기본적으로 영수증은 다른 샤드에서 확인할 수 있지만 변경할 수없는 공유 메모리에 저장됩니다. 따라서 영수증의 분산 저장을 통해 샤드가 서로 통신 할 수 있습니다..

샤딩 전진

이더 리움의 샤딩은 Casper PoS 업그레이드 후에 구현 될 것으로 예상됩니다. 최근 거기 Ethereum 2.0에 관한 몇 가지 발전이있었습니다. 캐스퍼와 샤딩을 모두 구현하는.

샤딩은 몇 가지 다른 플랫폼, 특히 Zilliqa에서도 구현되었습니다. 그러나 Zilliqa는 현재 상태 샤딩을 구현하지 않고 대신 트랜잭션 및 컴퓨팅 샤딩을 활용하여 높은 처리량의 블록 체인을 제공하는 데 중점을 둡니다..

질 리카질 리카 가이드 읽기

결론

샤딩은 현재 블록 체인 플랫폼의 방에있는 코끼리에게 몇 가지 유망한 솔루션을 제공하는 역할을합니다..

비트 코인의 번개 네트워크가 테스트 단계에 있고 지금까지 매우 유망한 진행 상황을 보여주고있는 동안, 이더 리움의 솔루션은 튜링이 완성 된 세계 컴퓨터로 고정되어 있기 때문에 몇 가지 독특한 과제를 안고 있습니다..

샤딩은 프로토콜 수준에서만 직접 작동하므로 최종 사용자 또는 dapp 개발자에게 반드시 배우는 것이 관련성이 없을 수 있습니다..

그럼에도 불구하고 방대한 탈 중앙화 네트워크를위한 상태 샤딩에 대한 이더 리움의 시도는 인상적인 노력이며 성공적으로 구현된다면 엄청난 업적이 될 것입니다..

Mike Owergreen Administrator
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