Fragmentación técnica exploración: El nuevo avance de Shardeum
El 15 de septiembre de 2022, Ethereum completó la esperada fusión (Merge). Esto marcó la transición de Ethereum de un mecanismo de consenso de prueba de trabajo (PoW) a un mecanismo de consenso de prueba de participación (PoS). Sin embargo, la fusión no traerá directamente una mayor escalabilidad, seguridad y sostenibilidad. Lo que realmente puede lograr estos objetivos es un conjunto completo de soluciones: una red principal con capacidad de fragmentación acompañada de soluciones Layer2 que mejoran la escalabilidad.
La fragmentación es una solución de escalabilidad ante el dilema de escalabilidad. Divide los nodos en la red en grupos más pequeños, procesando diferentes conjuntos de transacciones y logrando un procesamiento en paralelo. Este método es similar a un supermercado que abre múltiples cajas, lo que puede reducir intuitivamente el tiempo de espera y mejorar la eficiencia.
Sin embargo, la implementación de la fragmentación aún enfrenta numerosos desafíos. Este artículo revisará la evolución de la tecnología de fragmentación, comparará las soluciones de fragmentación existentes y explorará una nueva dirección viable: Shardeum y la fragmentación dinámica.
Uno, acerca de "Fragmentación"
Desde el origen del sistema de coordenadas de Ethereum, los métodos de escalabilidad de blockchain se pueden dividir en dos grandes categorías:
Escalado Vertical (Vertical Scaling): Se logra mejorando el rendimiento del hardware existente del sistema. Este método es simple y efectivo, pero limita el nivel de descentralización de la red.
Escalado Horizontal(Horizontal Scaling): Hay principalmente tres enfoques:
Distribuir la cantidad de cálculo de transacciones en múltiples blockchains independientes
Blockchain modular, dividiendo la infraestructura en capa de ejecución, capa de disponibilidad de datos y capa de consenso.
Dividir una cadena de bloques en múltiples fragmentaciones para su ejecución en paralelo
Cada solución de escalabilidad busca un equilibrio en el triángulo de imposibilidad, combinando el diseño de mecanismos de incentivos económicos del sistema para lograr un equilibrio a nivel macro y micro.
La fragmentación enfrenta cuestiones clave que incluyen:
Fragmentación de red: ¿cómo determinar a qué fragmento pertenecen los nodos/validadores de toda la red?
Fragmentación de transacciones: ¿cómo se determina a qué fragmento se asigna cada transacción?
Estado de fragmentación: ¿cómo se almacenan los datos de la blockchain en diferentes fragmentos?
¿Cómo evitar la fragmentación de la seguridad de todo el sistema?
Fragmentación(Network Sharding)
La fragmentación de la red se refiere a dividir la red de blockchain en fragmentos, donde cada fragmento maneja las transacciones en la cadena y compite por el derecho a llevar la contabilidad. El principal desafío es que a medida que los nodos se dividen, la dificultad y el costo para los atacantes disminuyen considerablemente.
Las soluciones suelen consistir en construir un cierto grado de aleatoriedad imparcial, reduciendo al mínimo la probabilidad de éxito del atacante. Por ejemplo, Ethereum elige aleatoriamente un validador para un determinado fragmento de entre todos los validadores y lo cambia cada 6.4 minutos.
Transacción Fragmentación (Transaction Sharding )
La fragmentación de transacciones se refiere a establecer las reglas de "qué transacciones se asignan a qué fragmentos". Diferentes modelos de libro mayor influyen en la implementación de la fragmentación de transacciones:
Modelo UTXO: se necesita comunicación entre fragmentaciones. Una posible forma es hacer un hash según el valor de entrada de la transacción para determinar la fragmentación.
Modelo de cuenta/saldo: Al fragmentar las transacciones según la dirección del remitente, se puede garantizar que múltiples transacciones de la misma cuenta se procesen en la misma fragmentación, lo que previene efectivamente el doble gasto.
Estado Fragmentación (State Sharding )
La fragmentación del estado se refiere a cómo se distribuyen los datos de la blockchain en diferentes fragmentos. El principal desafío es el manejo de transacciones entre fragmentos.
Hay dos enfoques:
Sincronización de Fragmentación ( Synchronous ): cada vez que se realiza una transacción entre fragmentos, los bloques relacionados ocurren simultáneamente. Es complejo de implementar, pero ofrece una buena experiencia al usuario.
Fragmentación asíncrona (: mayor adopción, pero enfrenta desafíos de atomicidad de transacciones.
![Explicación detallada de la nueva cadena pública Shardeum: Fragmentación como otra posibilidad])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-6e8d3331d7d68cb512eb2eb47bd9064d.webp(
Dos, exploración y prueba de la Fragmentación
) Cálculo de Fragmentación
Zilliqa es una de las primeras plataformas de contratos inteligentes que intentó la Fragmentación. Utiliza la fragmentación computacional, es decir, solo realiza fragmentación computacional, sin realizar fragmentación de red ni de almacenamiento. Este método es simple y efectivo, pero el ancho de banda de la red y el almacenamiento siguen siendo un cuello de botella.
Estado estático de Fragmentación
Un método de fragmentación más general es dividir el espacio de direcciones de cuentas en fragmentos de tamaño fijo y asignar nodos a diferentes fragmentos. Near, Elrond y Harmony utilizan este método.
La idea de fragmentación de datos de Ethereum
La visión de Ethereum para la futura Fragmentación incluye:
Basado en la "disponibilidad de datos" de la Fragmentación
Añadir funciones adicionales a cada fragmentación para que se asemeje más a la mainnet de Ethereum de hoy.
Harmony
Harmony utiliza un método de Fragmentación estándar, que tiene múltiples pequeñas cadenas de bloques llamadas fragmentos y una cadena de balizas que las coordina.
Fragmentación de red: dividir la red de validadores en diferentes fragmentos.
Fragmentación de transacciones: las transacciones son procesadas por un único fragmento.
Estado de Fragmentación: cada validador de fragmento almacena 1/N del estado global.
Harmony admite la mensajería entre fragmentaciones, pero los detalles de implementación específicos aún deben mejorarse.
Elrond
Elrond utiliza la fragmentación de estado adaptable y un mecanismo de consenso seguro de prueba de participación.
Utiliza la Meta Chain ### diseñada, que puede determinar rápidamente las transacciones inter-fragmentación en pocos segundos. La estrategia de transacción inter-fragmentación utiliza un modelo asíncrono, primero se procesa en el fragmento del remitente y luego en el fragmento del destinatario.
(# Cerca
Near propuso el protocolo Nightshade ), modelando el sistema como una única cadena de bloques, realizando fragmentación a nivel de bloque.
Las transacciones cruzadas de Near requieren ser ejecutadas de manera continua en cada fragmento relevante. La transacción completa se envía primero al primer fragmento afectado, luego se genera un recibo que se enruta al siguiente fragmento, y así sucesivamente.
![Explicación detallada de la nueva cadena de bloques Shardeum: Fragmentación de otra posibilidad]###https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-4227a2e49f76cd01b23d7b5398e51a3c.webp(
Tres, Shardeum y la fragmentación de estado dinámico
Shardeum propuso dos enfoques novedosos:
) 3.1 Consenso de nivel de transacción
El consenso en la red Shardeum se completa a nivel de transacción y no a nivel de bloque, lo que permite el procesamiento simultáneo de transacciones a través de la Fragmentación. Este consenso a nivel de transacción elimina la complejidad necesaria para garantizar el procesamiento atómico, permitiendo una finalización en segundos y baja latencia.
3.2 Expansión lineal
Shardeum utiliza fragmentación de estado dinámica, donde cada nodo puede poseer diferentes rangos de direcciones, existiendo superposiciones entre las direcciones cubiertas. Este método tiene una complejidad mayor, pero permite una verdadera expansión lineal.
A través de la dinámica de cambios en la relación entre el espacio de direcciones y los nodos, así como de nuevas pruebas de disponibilidad de datos, Shardeum puede lograr una "expansión lineal" aproximada.
Shardeum actualmente tiene 10 Fragmentación, cada una con 128 nodos, un total de 1280 nodos. Se espera que la red principal se lance en el cuarto trimestre de 2022. Aunque todavía está en desarrollo, la tecnología subyacente de Shardus ha demostrado ser capaz de lograr una expansión lineal.
![Explicación detallada de la nueva cadena de bloques Shardeum: Fragmentación de otra posibilidad]###https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-d20b7d1dbc15c9f665151aba3a8d52de.webp(
En agosto de 2022, Shardeum mostró la capacidad de 100 TPS en la red de prueba Liberty 2.0. Actualmente se están utilizando 50 nodos para las pruebas, cada nodo almacena aproximadamente 1/5 de los datos totales y ejecuta 1/5 de las transacciones totales.
![Explicación detallada de la nueva cadena de bloques Shardeum: Fragmentación de otra posibilidad])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-93daeddd2b8a13824f6237ed7fd61163.webp(
Cuatro, conclusión
Una blockchain fragmentada verdaderamente escalable necesita ser construida desde cero. De igual manera, construir una comunidad sólida requiere un esfuerzo a largo plazo. Después del lanzamiento de la red de pruebas de Shardeum, el número de usuarios activos en las pruebas y las transacciones es alentador, pero también enfrenta algunas voces de escepticismo.
Creemos que solo cuando Web3 sea adoptado a gran escala, las cadenas públicas descentralizadas de alto rendimiento podrán destacarse. Las comunidades que han pasado por cuestionamientos, discusiones públicas y repetidas demostraciones podrán avanzar más en el camino de la descentralización.
![Explicación detallada de la nueva cadena pública Shardeum: Fragmentación como otra posibilidad])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-d5254a1f137b64c6ce1a1f4033286822.webp(
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WeAreRich
· hace21h
Es que no se puede soportar la caída del precio de la moneda 📉, el volumen alcanza el mínimo y la liquidez se agota.
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SelfCustodyIssues
· 08-16 16:21
No es más que una técnica que siempre suena complicada.
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MidnightSeller
· 08-16 16:12
Otra plataforma que afirma haber superado la escalabilidad.
Análisis de la tecnología de fragmentación dinámica innovadora de Shardeum: consenso a nivel de transacción y escalado lineal
Fragmentación técnica exploración: El nuevo avance de Shardeum
El 15 de septiembre de 2022, Ethereum completó la esperada fusión (Merge). Esto marcó la transición de Ethereum de un mecanismo de consenso de prueba de trabajo (PoW) a un mecanismo de consenso de prueba de participación (PoS). Sin embargo, la fusión no traerá directamente una mayor escalabilidad, seguridad y sostenibilidad. Lo que realmente puede lograr estos objetivos es un conjunto completo de soluciones: una red principal con capacidad de fragmentación acompañada de soluciones Layer2 que mejoran la escalabilidad.
La fragmentación es una solución de escalabilidad ante el dilema de escalabilidad. Divide los nodos en la red en grupos más pequeños, procesando diferentes conjuntos de transacciones y logrando un procesamiento en paralelo. Este método es similar a un supermercado que abre múltiples cajas, lo que puede reducir intuitivamente el tiempo de espera y mejorar la eficiencia.
Sin embargo, la implementación de la fragmentación aún enfrenta numerosos desafíos. Este artículo revisará la evolución de la tecnología de fragmentación, comparará las soluciones de fragmentación existentes y explorará una nueva dirección viable: Shardeum y la fragmentación dinámica.
Uno, acerca de "Fragmentación"
Desde el origen del sistema de coordenadas de Ethereum, los métodos de escalabilidad de blockchain se pueden dividir en dos grandes categorías:
Escalado Vertical (Vertical Scaling): Se logra mejorando el rendimiento del hardware existente del sistema. Este método es simple y efectivo, pero limita el nivel de descentralización de la red.
Escalado Horizontal(Horizontal Scaling): Hay principalmente tres enfoques:
Cada solución de escalabilidad busca un equilibrio en el triángulo de imposibilidad, combinando el diseño de mecanismos de incentivos económicos del sistema para lograr un equilibrio a nivel macro y micro.
La fragmentación enfrenta cuestiones clave que incluyen:
Fragmentación(Network Sharding)
La fragmentación de la red se refiere a dividir la red de blockchain en fragmentos, donde cada fragmento maneja las transacciones en la cadena y compite por el derecho a llevar la contabilidad. El principal desafío es que a medida que los nodos se dividen, la dificultad y el costo para los atacantes disminuyen considerablemente.
Las soluciones suelen consistir en construir un cierto grado de aleatoriedad imparcial, reduciendo al mínimo la probabilidad de éxito del atacante. Por ejemplo, Ethereum elige aleatoriamente un validador para un determinado fragmento de entre todos los validadores y lo cambia cada 6.4 minutos.
Transacción Fragmentación (Transaction Sharding )
La fragmentación de transacciones se refiere a establecer las reglas de "qué transacciones se asignan a qué fragmentos". Diferentes modelos de libro mayor influyen en la implementación de la fragmentación de transacciones:
Modelo UTXO: se necesita comunicación entre fragmentaciones. Una posible forma es hacer un hash según el valor de entrada de la transacción para determinar la fragmentación.
Modelo de cuenta/saldo: Al fragmentar las transacciones según la dirección del remitente, se puede garantizar que múltiples transacciones de la misma cuenta se procesen en la misma fragmentación, lo que previene efectivamente el doble gasto.
Estado Fragmentación (State Sharding )
La fragmentación del estado se refiere a cómo se distribuyen los datos de la blockchain en diferentes fragmentos. El principal desafío es el manejo de transacciones entre fragmentos.
Hay dos enfoques:
![Explicación detallada de la nueva cadena pública Shardeum: Fragmentación como otra posibilidad])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-6e8d3331d7d68cb512eb2eb47bd9064d.webp(
Dos, exploración y prueba de la Fragmentación
) Cálculo de Fragmentación
Zilliqa es una de las primeras plataformas de contratos inteligentes que intentó la Fragmentación. Utiliza la fragmentación computacional, es decir, solo realiza fragmentación computacional, sin realizar fragmentación de red ni de almacenamiento. Este método es simple y efectivo, pero el ancho de banda de la red y el almacenamiento siguen siendo un cuello de botella.
Estado estático de Fragmentación
Un método de fragmentación más general es dividir el espacio de direcciones de cuentas en fragmentos de tamaño fijo y asignar nodos a diferentes fragmentos. Near, Elrond y Harmony utilizan este método.
La idea de fragmentación de datos de Ethereum
La visión de Ethereum para la futura Fragmentación incluye:
Harmony
Harmony utiliza un método de Fragmentación estándar, que tiene múltiples pequeñas cadenas de bloques llamadas fragmentos y una cadena de balizas que las coordina.
Fragmentación de red: dividir la red de validadores en diferentes fragmentos. Fragmentación de transacciones: las transacciones son procesadas por un único fragmento. Estado de Fragmentación: cada validador de fragmento almacena 1/N del estado global.
Harmony admite la mensajería entre fragmentaciones, pero los detalles de implementación específicos aún deben mejorarse.
Elrond
Elrond utiliza la fragmentación de estado adaptable y un mecanismo de consenso seguro de prueba de participación.
Utiliza la Meta Chain ### diseñada, que puede determinar rápidamente las transacciones inter-fragmentación en pocos segundos. La estrategia de transacción inter-fragmentación utiliza un modelo asíncrono, primero se procesa en el fragmento del remitente y luego en el fragmento del destinatario.
(# Cerca
Near propuso el protocolo Nightshade ), modelando el sistema como una única cadena de bloques, realizando fragmentación a nivel de bloque.
Las transacciones cruzadas de Near requieren ser ejecutadas de manera continua en cada fragmento relevante. La transacción completa se envía primero al primer fragmento afectado, luego se genera un recibo que se enruta al siguiente fragmento, y así sucesivamente.
![Explicación detallada de la nueva cadena de bloques Shardeum: Fragmentación de otra posibilidad]###https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-4227a2e49f76cd01b23d7b5398e51a3c.webp(
Tres, Shardeum y la fragmentación de estado dinámico
Shardeum propuso dos enfoques novedosos:
) 3.1 Consenso de nivel de transacción
El consenso en la red Shardeum se completa a nivel de transacción y no a nivel de bloque, lo que permite el procesamiento simultáneo de transacciones a través de la Fragmentación. Este consenso a nivel de transacción elimina la complejidad necesaria para garantizar el procesamiento atómico, permitiendo una finalización en segundos y baja latencia.
3.2 Expansión lineal
Shardeum utiliza fragmentación de estado dinámica, donde cada nodo puede poseer diferentes rangos de direcciones, existiendo superposiciones entre las direcciones cubiertas. Este método tiene una complejidad mayor, pero permite una verdadera expansión lineal.
A través de la dinámica de cambios en la relación entre el espacio de direcciones y los nodos, así como de nuevas pruebas de disponibilidad de datos, Shardeum puede lograr una "expansión lineal" aproximada.
Shardeum actualmente tiene 10 Fragmentación, cada una con 128 nodos, un total de 1280 nodos. Se espera que la red principal se lance en el cuarto trimestre de 2022. Aunque todavía está en desarrollo, la tecnología subyacente de Shardus ha demostrado ser capaz de lograr una expansión lineal.
![Explicación detallada de la nueva cadena de bloques Shardeum: Fragmentación de otra posibilidad]###https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-d20b7d1dbc15c9f665151aba3a8d52de.webp(
En agosto de 2022, Shardeum mostró la capacidad de 100 TPS en la red de prueba Liberty 2.0. Actualmente se están utilizando 50 nodos para las pruebas, cada nodo almacena aproximadamente 1/5 de los datos totales y ejecuta 1/5 de las transacciones totales.
![Explicación detallada de la nueva cadena de bloques Shardeum: Fragmentación de otra posibilidad])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-93daeddd2b8a13824f6237ed7fd61163.webp(
Cuatro, conclusión
Una blockchain fragmentada verdaderamente escalable necesita ser construida desde cero. De igual manera, construir una comunidad sólida requiere un esfuerzo a largo plazo. Después del lanzamiento de la red de pruebas de Shardeum, el número de usuarios activos en las pruebas y las transacciones es alentador, pero también enfrenta algunas voces de escepticismo.
Creemos que solo cuando Web3 sea adoptado a gran escala, las cadenas públicas descentralizadas de alto rendimiento podrán destacarse. Las comunidades que han pasado por cuestionamientos, discusiones públicas y repetidas demostraciones podrán avanzar más en el camino de la descentralización.
![Explicación detallada de la nueva cadena pública Shardeum: Fragmentación como otra posibilidad])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-d5254a1f137b64c6ce1a1f4033286822.webp(