بلاک چینشاردینگ روشی نوین به منظور افزایش مقیاس‌پذیری بلاکچین می‌باشد. با به کارگیری شاردینگ، بلاکچین یا هر نوع پایگاه داده، به قطعات کوچکتر (شاردها) تقسیم شده و هر شارد به صورت مستقل، داده‌های خود را نگهداری و پردازش می‌کند. این راهکار، با وجود چالش‌هایی که در پیاده‌سازی آن وجود دارد، قابلیت بهبود عملکرد بلاکچین را داراست. برای آشنایی با مفهوم شاردینگ، دلیل به وجود آمدن و بررسی مزایا و چالش‌های آن، تا انتهای مقاله با ما همراه باشید.
شاردینگ (Sharding)، یک راهکار جدید در فناوری بلاکچین در راستای بهبود عملکرد آن می‌باشد؛ در این روش، شبکه بلاکچین به بخش‌های کوچکتر (شارد) تقسیم می‌شود؛ به طوری‌که هر شارد بخشی از تراکنش‌ها را پردازش و ذخیره می‌کند. این کار باعث می‌شود که سرعت انجام تراکنش‌ها افزایش و هزینه پردازش تراکنش‌ها کاهش یابد.
شاردینگ یکی از اصول اساسی آینده بلاک چین اتریوم، یعنی اتریوم ۲ بوده و به عنوان یک راه‌حل مناسب برای رفع چالش مقیاس‌پذیری شبکه‌های بلاکچین شناخته می‌شود.
قبل از بررسی کاربرد شاردینگ در بلاکچین، بهتر است با سه ویژگی اساسی بلاکچین یعنی، مقیاس‌پذیری، امنیت و غیرمتمرکز بودن آشنا شویم:
این سه ویژگی در کنار یکدیگر مفهومی به نام سه‌گانه مقیاس‌پذیری را ایجاد می‌کنند که ویتالیک بوترین آن را برای اولین بار مطرح کرد. این مفهوم اظهار می‌دارد که یک پروژه برای افزایش مقیاس‌پذیری، به ناچار از غیرمتمرکز بودن و در نتیجه امنیت فاصله می‌گیرد. همچنین، اگر پروژه به غیرمتمرکز بودن پایبند باشد، با چالش مقیاس‌پذیری مواجه می‌شود.
با ظهور شاردینگ، به نظر می‌رسد راهی برای توسعه‌دهندگان بلاکچین باز شده است تا با تمرکززدایی و حفظ امنیت، مقیاس‌پذیری پروژه‌های خود را نیز افزایش دهند. یک شبکه بلاکچینی نمی‌تواند به طور همزمان هر سه ویژگی ذکر شده را مدیریت کند و هر کدام از بلاک‌چین‌های موجود، تامین کننده‌ی یک یا دو مورد از این سه ویژگی هستند.
هدف اصلی برخی از شبکه‌های بلاکچینی، مثل بیت کوین، غیرمتمرکز بودن و امنیت می‌باشد. تمرکز برخی دیگر، مثل بایننس در راستای افزایش تعداد تراکنش‌ها در هر ثانیه (TPS) بوده و از هدف اصلی ایجاد ارزهای دیجیتال یعنی غیرمتمرکز بودن فاصله گرفته‌اند. در بعضی دیگر هم، مانند پولکادات، سعی شده با استفاده از شبکه میان‌زنجیره‌ای به هر سه ویژگی دست یابند؛ با این حال، در این حالت هم چالش عدم امنیت کافی همچنان وجود دارد.
سوال این است که چگونه یک بلاکچین می‌تواند همزمان امنیت، مقیاس‌پذیری و غیرمتمرکز بودن را در اختیار داشته باشد؟
به طور کلی شاردینگ را به چهار روش می‌توان پیاده‌سازی نمود که در ادامه شرح داده شده است.
همانطور که در بخش قبل توضیح داده شد، بلاکچین دارای سه ویژگی اساسی یعنی مقیاس‌پذیری، امنیت و تمرکززدایی است. درنتیجه، توسعه‌ی بلاک‌چین‌های جدید باید در راستای ارتقای این سه ویژگی باشد.
وقتی می‌گوییم هدف از به‌کارگیری شاردینگ بهبود عملکرد بلاکچین است، در واقع منظورمان بهتر شدن عملکرد سه پارامتر اساسی بلاکچین است. بنابراین، به‌طور‌کلی مزایای استفاده از شاردینگ در این راستا می‌باشد. این مزایا، در ادامه به صورت موردی بررسی شده‌اند.
هرچند شاردینگ به نظر می‌آید که راه‌حل بهبود عملکرد بلاکچین است، اما باید توجه داشت که این مدل نیز با چالش‌ها و محدودیت‌هایی همراه است. در ادامه، به بررسی برخی از آن‌ها پرداخته شده است.
در نهایت، هرچند که شاردینگ به‌عنوان یک روش مقیاس‌پذیری در بلاکچین مورد توجه قرار گرفته است، مشکلات و چالش‌های آن نیاز به راه‌حل‌های مناسب دارد تا بتواند به بهترین شکل ممکن، مورد استفاده قرار گیرد.
شبکه اتریوم مانند سایر شبکه‌های اثبات سهام، از ولیدیتورها برای پردازش تراکنش‌های در صف استفاده می‌کند. هر چه تعداد کاربران فعال در شبکه بیشتر باشد، صف طولانی‌تر خواهد بود. این امر به طور قابل توجهی سرعت انجام تراکنش‌ها را کاهش می‌دهد. در نظر گرفتن راه‌حل‌های مقیاس‌پذیری مانند شاردینگ نیز برای حل این چالش است.
همانطور که در ابتدای مقاله اشاره شد، شاردینگ یکی از اصول اساسی آینده شبکه اتریوم یعنی اتریوم ۲ است. این شبکه به منظور کاهش تراکم شبکه و افزایش سرعت پردازش تراکنش‌ها از ۶۴ شارد مختلف استفاده می‌کند.
با شاردینگ بلاکچین اتریوم، هر شارد به عنوان یک زنجیره مستقل قادر به پردازش تراکنش‌ها و قراردادهای هوشمند است. این رویکرد غیرمتمرکز، امکان پردازش موازی را فراهم نموده و ظرفیت شبکه را افزایش می‌دهد. پیش‌بینی‌های خوش‌بینانه نشان می‌دهد که شاردینگ می‌تواند به دستیابی به ۱۰۰٬۰۰۰ تراکنش در ثانیه کمک کند. چنین سرعتی، اتریوم را به عنوان یک زیرساخت پرداخت مناسب و قابل رقابت با سیستم‌های پرداخت اصلی تبدیل می‌کند.
علاوه بر این، برای بهبود بیشتر مقیاس‌پذیری شبکه اتریوم، شاردینگ را می‌توان با سایر تکنیک‌های مقیاس‌پذیری مانند رول‌آپ، راه‌حل‌های لایه ۲ و زنجیره‌های جانبی ترکیب کرد. برای راه‌اندازی یک نود در چنین شبکه‌ای، نیازی به دستگاهی با قدرت پردازشی بالا نیست و با استفاده از سیستم‌هایی مانند لپ‌تاپ یا حتی تلفن همراه می‌توان به نود شبکه تبدیل شد. برای اجرای ایده‌ی شاردینگ در اتریوم 2 از زنجیره‌ی بیکن (Beacon Chain) استفاده می‌گردد.
یکی از چالش‌های اصلی در زمان استفاده از شاردینگ، تامین امنیت در شاردهای مختلف است. برای حل این چالش، اتریوم راهکاری نیز ارائه داده است. برای مثال، نودهای اختصاص یافته به هر شارد به صورت تصادفی انتخاب می‌شوند. در این حالت، امنیت کل شبکه حفظ می‌شود، زیرا برای حمله، هکر باید بیش از ۳۳ درصد از کل شبکه را در اختیار داشته باشد تا بتواند به یک شارد حمله کند.
شاردینگ به عنوان یک راهکار نوین در جهت افزایش مقیاس‌پذیری و بهبود عملکرد بلاکچین ارائه شده است. با توجه به پیچیدگی و چالش‌های اجرای آن، جهت بهبود ساختارهای بلاکچین و ایجاد شبکه‌های مقیاس‌پذیرتر به تلاش‌های جدی نیاز است. در این مقاله به تعریف و بررسی ویژگی‌های شاردینگ و کاربردهای آن‌ها پرداختیم؛ امیدواریم که با مفهوم شاردینگ آشنایی کافی پیدا کرده و خواندن این مقاله برایتان سودمند واقع شده باشد.
شیما یزدانی نویسنده محتوا و معامله‌گر (تریدر) در زمینه ارزهای دیجیتال هستم. دارای مدرک دکتری مکانیک (گرایش تبدیل انرژی) از دانشگاه حکیم سبزواری و 4 سال سابقه در امر ...
