Sharding technologie exploration : les nouvelles percées de Shardeum
Le 15 septembre 2022, Ethereum a achevé la très attendue fusion (Merge). Cela marque la transition d'Ethereum du mécanisme de consensus de preuve de travail (PoW) vers la preuve d'enjeu (PoS). Cependant, la fusion n'apportera pas directement une plus grande évolutivité, sécurité et durabilité. Ce sont en réalité un ensemble complet de solutions qui peuvent réaliser ces objectifs : un réseau principal avec des capacités de Sharding associé à des solutions Layer2 améliorant l'évolutivité.
Sharding est une solution d'extension dans le cadre du trilemme de la scalabilité. Elle consiste à diviser les nœuds du réseau en groupes plus petits, traitant différents ensembles de transactions et permettant un traitement parallèle. Cette méthode est similaire à l'ouverture de plusieurs caisses dans un supermarché, ce qui peut réduire intuitivement le temps d'attente et améliorer l'efficacité.
Cependant, la mise en œuvre de la technologie de Sharding rencontre encore de nombreux défis. Cet article retracera l'évolution de la technologie de Sharding, comparera les solutions de Sharding existantes et explorera une nouvelle direction viable : Shardeum et le Sharding dynamique.
I. À propos de "Sharding"
À partir d'Ethereum comme point d'origine du système de coordonnées, les méthodes d'évolutivité de la blockchain peuvent être divisées en deux grandes catégories :
Évolutivité verticale (Vertical Scaling) : Réalisé en améliorant les performances matérielles existantes du système. Cette méthode est simple et efficace, mais elle limite le niveau de décentralisation du réseau.
Évolutivité horizontale(Horizontal Scaling): Il existe principalement trois approches :
Disperser la charge de calcul des transactions sur plusieurs blockchains indépendantes.
Blockchain modulaire, divisant l'infrastructure en couche d'exécution, couche de disponibilité des données et couche de consensus.
Diviser une blockchain en plusieurs Sharding et les exécuter en parallèle
Chaque solution d'évolutivité cherche à trouver un équilibre dans le triangle impossible, en s'associant à la conception d'un mécanisme d'incitation économique du système, afin d'atteindre un équilibre aux niveaux macro et micro.
Sharding technique fait face à des problèmes clés, y compris :
Répartition des réseaux : comment déterminer à quel fragment appartiennent les nœuds/validateurs du réseau entier ?
Transactions Sharding: Comment déterminer à quel sharding chaque transaction est attribuée ?
État Sharding : Comment les données de la blockchain sont-elles stockées dans différents sharding ?
Comment éviter la fragmentation de la sécurité du système entier ?
Réseau Sharding (Network Sharding )
Le sharding du réseau fait référence à la division du réseau blockchain en fragments, chaque fragment traitant les transactions sur la chaîne et luttant pour le droit de comptabilité. Le principal défi est qu'avec la division des nœuds, la difficulté et le coût pour les attaquants diminuent de manière exponentielle.
La solution consiste généralement à construire un certain degré de randomité non biaisée, réduisant ainsi la probabilité de succès de l'attaquant au minimum. Par exemple, Ethereum choisit de manière aléatoire un validateur pour un certain Sharding parmi tous les validateurs et change ce validateur toutes les 6,4 minutes.
Transaction Sharding (
Le sharding des transactions fait référence à l'élaboration de règles sur "quelles transactions sont attribuées à quels shards". Différents modèles de registre ont un impact sur la mise en œuvre du sharding des transactions :
Modèle UTXO : nécessite une communication inter-Sharding. Une possibilité consiste à effectuer un hachage en fonction de la valeur des entrées de la transaction pour déterminer le Sharding.
Modèle de compte/solde : en fragmentant les transactions par adresse de l'expéditeur, il est possible de garantir que plusieurs transactions du même compte sont traitées dans le même Sharding, ce qui empêche efficacement le double dépense.
) État Sharding ###State Sharding (
Le sharding d'état fait référence à la manière dont les données de la blockchain sont réparties et stockées dans différents sharding. Le principal défi est le traitement des transactions inter-shard.
Il y a deux approches :
Synchronisation inter-Sharding ) Synchronous ( : chaque fois qu'une transaction inter-Sharding est exécutée, les blocs concernés se produisent simultanément. Réalisation complexe mais bonne expérience utilisateur.
Asynchrone Sharding ): une adoption plus large, mais faisant face au défi de l'atomicité des transactions.
Deux, exploration et essais de Sharding
( Calcul de Sharding
Zilliqa est l'une des premières plateformes de contrats intelligents à avoir tenté le Sharding. Elle utilise le Sharding computationnel, c'est-à-dire qu'elle effectue uniquement le Sharding de calcul, sans Sharding réseau ni de stockage. Cette méthode est simple et efficace, mais la bande passante du réseau et le stockage restent des goulots d'étranglement.
) État statique Sharding
Une méthode de sharding plus générale consiste à diviser l'espace d'adresses des comptes en fragments de taille fixe et à attribuer des nœuds à différents fragments. Des projets comme Near, Elrond et Harmony adoptent cette méthode.
Concept de sharding des données Ethereum
La vision d'Ethereum pour le futur Sharding inclut :
Basé sur la "disponibilité des données" de Sharding
Ajouter des fonctionnalités supplémentaires à chaque Sharding pour les rendre plus similaires au réseau principal Ethereum d'aujourd'hui.
Harmony
Harmony adopte une méthode de Sharding standard, avec plusieurs petites blockchains appelées Shard et une chaîne de balisage qui les coordonne.
Réseau Sharding : diviser le réseau des validateurs en différents Shardings.
Transaction Sharding : Les transactions sont traitées par un seul Sharding.
État Sharding : chaque validateurs de Sharding stocke 1/N de l'état global.
Harmony prend en charge la messagerie inter-Sharding, mais les détails de mise en œuvre doivent encore être améliorés.
Elrond
Elrond utilise le sharding d'état adaptatif et un mécanisme de consensus sécurisé par preuve d'enjeu.
Il utilise la Meta Chain ### conçue avec la chaîne principale, capable de déterminer rapidement les transactions inter-Sharding en quelques secondes. La stratégie de transaction inter-Sharding utilise un modèle asynchrone, traitant d'abord dans le Sharding de l'expéditeur, puis dans le Sharding du destinataire.
Près
Near a proposé le protocole Nightshade (, modélisant le système comme une seule blockchain, avec du sharding au niveau des blocs.
Les transactions inter-sharding de Near doivent être exécutées de manière continue dans chaque shard concerné. La transaction complète est d'abord envoyée au premier shard affecté, puis un reçu de transaction est généré et routé vers le shard suivant, et ainsi de suite.
![Explication détaillée de la nouvelle chaîne de blocs Shardeum : une autre possibilité du Sharding])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-4227a2e49f76cd01b23d7b5398e51a3c.webp###
Trois, Shardeum et le Sharding d'état dynamique
Shardeum a proposé deux solutions novatrices :
( 3.1 Consensus de niveau transactionnel
Le consensus sur le réseau Shardeum est réalisé au niveau de chaque transaction plutôt qu'au niveau des blocs, permettant le traitement simultané des transactions à travers les Shardings. Ce consensus au niveau des transactions élimine la complexité requise pour garantir un traitement atomique, permettant une finalité en quelques secondes et une faible latence.
![Explication détaillée de la nouvelle blockchain Shardeum : une autre possibilité de Sharding])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-21183f66edba6389ed99a8c668bb88d6.webp(
) 3.2 extension linéaire
Shardeum utilise le sharding d'état dynamique, chaque nœud pouvant détenir différentes plages d'adresses, avec des chevauchements entre les adresses couvertes. Cette méthode est plus complexe, mais permet une véritable expansion linéaire.
Grâce à la dynamique des changements dans l'espace d'adresses et les relations entre les nœuds, ainsi qu'à de nouvelles preuves de disponibilité des données, Shardeum peut réaliser une "évolutivité linéaire" approximative.
![Explication détaillée de la nouvelle blockchain Shardeum : une autre possibilité de Sharding]###https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-678011ec0d792ac05e80a6b209c82d43.webp(
Shardeum possède actuellement 10 Shardings, chaque Sharding ayant 128 nœuds, soit un total de 1280 nœuds. Le lancement du réseau principal est prévu pour le quatrième trimestre 2022. Bien qu'il soit encore en développement, la technologie sous-jacente de Shardus a déjà prouvé sa capacité à réaliser une évolutivité linéaire.
![Explication détaillée de la nouvelle blockchain Shardeum : une autre possibilité de Sharding])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-d20b7d1dbc15c9f665151aba3a8d52de.webp###
En août 2022, Shardeum a démontré une capacité de 100 TPS sur le réseau de test Liberty 2.0. Actuellement, 50 nœuds sont utilisés pour les tests, chaque nœud stockant environ 1/5 des données totales et exécutant 1/5 des transactions totales.
Quatre, Conclusion
Une véritable blockchain évolutive par sharding doit être construite de toutes pièces. De même, établir une communauté solide nécessite des efforts à long terme. Après le lancement du réseau de test Shardeum, le nombre actif de testeurs et de transactions est encourageant, mais il fait également face à certaines voix critiques.
Nous croyons que seules les chaînes publiques décentralisées à haute performance pourront se démarquer lorsque l'adoption massive du Web3 aura lieu. Les communautés qui ont traversé des doutes, des discussions publiques et des arguments répétés seront celles qui avanceront le plus loin sur la voie de la décentralisation.
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WeAreRich
· Il y a 21h
C'est juste insupportable que le prix du jeton chute sans cesse 📉, le volume atteignant le fond et la liquidité s'épuisant.
Voir l'originalRépondre0
SelfCustodyIssues
· 08-16 16:21
Ce n'est pas juste une question de technique, il faut toujours en parler de manière mystérieuse.
Voir l'originalRépondre0
MidnightSeller
· 08-16 16:12
Encore un projet prétendant avoir réussi à augmenter la capacité.
Analyse de la technologie de sharding dynamique révolutionnaire de Shardeum : consensus de niveau transactionnel et extension linéaire
Sharding technologie exploration : les nouvelles percées de Shardeum
Le 15 septembre 2022, Ethereum a achevé la très attendue fusion (Merge). Cela marque la transition d'Ethereum du mécanisme de consensus de preuve de travail (PoW) vers la preuve d'enjeu (PoS). Cependant, la fusion n'apportera pas directement une plus grande évolutivité, sécurité et durabilité. Ce sont en réalité un ensemble complet de solutions qui peuvent réaliser ces objectifs : un réseau principal avec des capacités de Sharding associé à des solutions Layer2 améliorant l'évolutivité.
Sharding est une solution d'extension dans le cadre du trilemme de la scalabilité. Elle consiste à diviser les nœuds du réseau en groupes plus petits, traitant différents ensembles de transactions et permettant un traitement parallèle. Cette méthode est similaire à l'ouverture de plusieurs caisses dans un supermarché, ce qui peut réduire intuitivement le temps d'attente et améliorer l'efficacité.
Cependant, la mise en œuvre de la technologie de Sharding rencontre encore de nombreux défis. Cet article retracera l'évolution de la technologie de Sharding, comparera les solutions de Sharding existantes et explorera une nouvelle direction viable : Shardeum et le Sharding dynamique.
I. À propos de "Sharding"
À partir d'Ethereum comme point d'origine du système de coordonnées, les méthodes d'évolutivité de la blockchain peuvent être divisées en deux grandes catégories :
Évolutivité verticale (Vertical Scaling) : Réalisé en améliorant les performances matérielles existantes du système. Cette méthode est simple et efficace, mais elle limite le niveau de décentralisation du réseau.
Évolutivité horizontale(Horizontal Scaling): Il existe principalement trois approches :
Chaque solution d'évolutivité cherche à trouver un équilibre dans le triangle impossible, en s'associant à la conception d'un mécanisme d'incitation économique du système, afin d'atteindre un équilibre aux niveaux macro et micro.
Sharding technique fait face à des problèmes clés, y compris :
Réseau Sharding (Network Sharding )
Le sharding du réseau fait référence à la division du réseau blockchain en fragments, chaque fragment traitant les transactions sur la chaîne et luttant pour le droit de comptabilité. Le principal défi est qu'avec la division des nœuds, la difficulté et le coût pour les attaquants diminuent de manière exponentielle.
La solution consiste généralement à construire un certain degré de randomité non biaisée, réduisant ainsi la probabilité de succès de l'attaquant au minimum. Par exemple, Ethereum choisit de manière aléatoire un validateur pour un certain Sharding parmi tous les validateurs et change ce validateur toutes les 6,4 minutes.
Transaction Sharding (
Le sharding des transactions fait référence à l'élaboration de règles sur "quelles transactions sont attribuées à quels shards". Différents modèles de registre ont un impact sur la mise en œuvre du sharding des transactions :
Modèle UTXO : nécessite une communication inter-Sharding. Une possibilité consiste à effectuer un hachage en fonction de la valeur des entrées de la transaction pour déterminer le Sharding.
Modèle de compte/solde : en fragmentant les transactions par adresse de l'expéditeur, il est possible de garantir que plusieurs transactions du même compte sont traitées dans le même Sharding, ce qui empêche efficacement le double dépense.
) État Sharding ###State Sharding (
Le sharding d'état fait référence à la manière dont les données de la blockchain sont réparties et stockées dans différents sharding. Le principal défi est le traitement des transactions inter-shard.
Il y a deux approches :
Deux, exploration et essais de Sharding
( Calcul de Sharding
Zilliqa est l'une des premières plateformes de contrats intelligents à avoir tenté le Sharding. Elle utilise le Sharding computationnel, c'est-à-dire qu'elle effectue uniquement le Sharding de calcul, sans Sharding réseau ni de stockage. Cette méthode est simple et efficace, mais la bande passante du réseau et le stockage restent des goulots d'étranglement.
) État statique Sharding
Une méthode de sharding plus générale consiste à diviser l'espace d'adresses des comptes en fragments de taille fixe et à attribuer des nœuds à différents fragments. Des projets comme Near, Elrond et Harmony adoptent cette méthode.
Concept de sharding des données Ethereum
La vision d'Ethereum pour le futur Sharding inclut :
Harmony
Harmony adopte une méthode de Sharding standard, avec plusieurs petites blockchains appelées Shard et une chaîne de balisage qui les coordonne.
Réseau Sharding : diviser le réseau des validateurs en différents Shardings. Transaction Sharding : Les transactions sont traitées par un seul Sharding. État Sharding : chaque validateurs de Sharding stocke 1/N de l'état global.
Harmony prend en charge la messagerie inter-Sharding, mais les détails de mise en œuvre doivent encore être améliorés.
Elrond
Elrond utilise le sharding d'état adaptatif et un mécanisme de consensus sécurisé par preuve d'enjeu.
Il utilise la Meta Chain ### conçue avec la chaîne principale, capable de déterminer rapidement les transactions inter-Sharding en quelques secondes. La stratégie de transaction inter-Sharding utilise un modèle asynchrone, traitant d'abord dans le Sharding de l'expéditeur, puis dans le Sharding du destinataire.
Près
Near a proposé le protocole Nightshade (, modélisant le système comme une seule blockchain, avec du sharding au niveau des blocs.
Les transactions inter-sharding de Near doivent être exécutées de manière continue dans chaque shard concerné. La transaction complète est d'abord envoyée au premier shard affecté, puis un reçu de transaction est généré et routé vers le shard suivant, et ainsi de suite.
![Explication détaillée de la nouvelle chaîne de blocs Shardeum : une autre possibilité du Sharding])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-4227a2e49f76cd01b23d7b5398e51a3c.webp###
Trois, Shardeum et le Sharding d'état dynamique
Shardeum a proposé deux solutions novatrices :
( 3.1 Consensus de niveau transactionnel
Le consensus sur le réseau Shardeum est réalisé au niveau de chaque transaction plutôt qu'au niveau des blocs, permettant le traitement simultané des transactions à travers les Shardings. Ce consensus au niveau des transactions élimine la complexité requise pour garantir un traitement atomique, permettant une finalité en quelques secondes et une faible latence.
![Explication détaillée de la nouvelle blockchain Shardeum : une autre possibilité de Sharding])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-21183f66edba6389ed99a8c668bb88d6.webp(
) 3.2 extension linéaire
Shardeum utilise le sharding d'état dynamique, chaque nœud pouvant détenir différentes plages d'adresses, avec des chevauchements entre les adresses couvertes. Cette méthode est plus complexe, mais permet une véritable expansion linéaire.
Grâce à la dynamique des changements dans l'espace d'adresses et les relations entre les nœuds, ainsi qu'à de nouvelles preuves de disponibilité des données, Shardeum peut réaliser une "évolutivité linéaire" approximative.
![Explication détaillée de la nouvelle blockchain Shardeum : une autre possibilité de Sharding]###https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-678011ec0d792ac05e80a6b209c82d43.webp(
Shardeum possède actuellement 10 Shardings, chaque Sharding ayant 128 nœuds, soit un total de 1280 nœuds. Le lancement du réseau principal est prévu pour le quatrième trimestre 2022. Bien qu'il soit encore en développement, la technologie sous-jacente de Shardus a déjà prouvé sa capacité à réaliser une évolutivité linéaire.
![Explication détaillée de la nouvelle blockchain Shardeum : une autre possibilité de Sharding])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-d20b7d1dbc15c9f665151aba3a8d52de.webp###
En août 2022, Shardeum a démontré une capacité de 100 TPS sur le réseau de test Liberty 2.0. Actuellement, 50 nœuds sont utilisés pour les tests, chaque nœud stockant environ 1/5 des données totales et exécutant 1/5 des transactions totales.
Quatre, Conclusion
Une véritable blockchain évolutive par sharding doit être construite de toutes pièces. De même, établir une communauté solide nécessite des efforts à long terme. Après le lancement du réseau de test Shardeum, le nombre actif de testeurs et de transactions est encourageant, mais il fait également face à certaines voix critiques.
Nous croyons que seules les chaînes publiques décentralisées à haute performance pourront se démarquer lorsque l'adoption massive du Web3 aura lieu. Les communautés qui ont traversé des doutes, des discussions publiques et des arguments répétés seront celles qui avanceront le plus loin sur la voie de la décentralisation.