シャーディング

##シャーディングとは何ですか？

ブロックチェーン企業が使用するデータベース分割技術であり、1秒あたりにより多くのトランザクションを処理できるようにします。シャーディングは、ブロックチェーン会社のネットワーク全体を「シャード」と呼ばれる小さなパーティションに分割します。各シャードは独自のデータで構成されているため、他のシャードと比較すると、独自の独立したデータになっています。

シャーディングは、ブロックチェーンネットワークを個別のシャードに分割するため、ネットワークの遅延や速度低下を軽減するのに役立ちます。ただし、シャードが攻撃される可能性のあるシャーディングを取り巻くセキュリティ上の懸念がいくつかあります。

##シャーディングを理解する

ブロックチェーンネットワークとそれぞれの暗号通貨は、サプライチェーン管理や金融取引を含むテクノロジーの広範な適用により人気が高まっています。ブロックチェーンの人気が高まるにつれ、ネットワークによって処理されるワークロードとトランザクション量も増えます。ブロックチェーンを共有データベースと考えると、データが追加されるにつれて、ネットワークはそのすべてのデータを効率的かつ迅速に処理できる新しい方法を見つける必要があります。これは、シャーディングが役立つ場合があります。

###分散型台帳

の分散型台帳は、トランザクションを複数のサイトや地域間でコンセンサスに共有できるため、魅力的です。トランザクションが記録されると、コピーが数秒以内に共有ネットワークに送信され、公開された「目撃者」が作成されます。ネットワークの一部が詐欺や悪意のある攻撃の犠牲になった場合、共有ネットワークの参加者はすべて元帳のトランザクションのコピーを保持しているため、詐欺師によって何が変更されたかを特定できます。その結果、ブロックチェーンテクノロジーとその分散型台帳システムは、不正行為を減らし、ハッキングなどのサイバー攻撃による被害を制限するのに役立ちます。

###スケーラビリティ

ただし、ブロックチェーンテクノロジの主な課題の1つは、ネットワークに追加のコンピュータが追加され、処理されるトランザクションが増えると、ネットワークが停止し、遅延と呼ばれるプロセスが遅くなる可能性があることです。レイテンシーは、特に迅速かつ効率的に機能する現在の電子決済システムと比較した場合、広く使用されるために採用されているブロックチェーンのハードルです。言い換えれば、ますます多くの業界がテクノロジーを採用するにつれて、ネットワークが増加したデータ量とトランザクションフローを処理できない可能性があるため、スケーラビリティはブロックチェーンの課題です。

レイテンシのないスケーラビリティを作成するために検討されているソリューションの1つは、シャーディングのプロセスです。シャーディングは、ネットワークのワークロードをパーティションに分散するように設計されています。これにより、レイテンシーが削減され、ブロックチェーンでより多くのトランザクションを処理できるようになります。

ブロックチェーンネットワークが採用しようとしている3つの特徴は、分散化、スケーラビリティ、およびセキュリティです。

##シャーディングはどのように達成されますか

ブロックチェーンネットワーク内でシャーディングがどのように実行されるかを調べる前に、データが現在どのように保存および処理されているかを確認することが重要です。

###ブロックチェーンノード

現在、ブロックチェーンでは、ネットワーク内の各ノードは、ネットワーク内のすべてのトランザクションボリュームを処理または処理する必要があります。ブロックチェーン内のノードは独立しており、分散型ネットワーク内ですべてのデータを維持および保存する責任があります。つまり、各ノードは、口座残高や取引履歴などの重要な情報を保存する必要があります。ブロックチェーンネットワークは、すべてのノードがネットワーク上のすべての操作、データ、およびトランザクションを処理する必要があるように確立されました。

すべてのトランザクションをすべてのノードに保存することでブロックチェーンのセキュリティを確保しますが、このモデルはトランザクション処理を大幅に遅くします。トランザクションを処理するための遅い速度は、ブロックチェーンが何百万ものトランザクションの原因となる将来の前兆にはなりません。

シャーディングは、トランザクションワークロードをブロックチェーンネットワークから分割または分散するため、すべてのノードがブロックチェーンのすべてのワークロードを処理または処理する必要がないため、役立ちます。ある意味で、シャーディングはワークロードをパーティションまたはシャードに区分します。

###水平分割

シャーディングは、行への分割によるデータベースの水平分割によって実現できます。行と呼ばれるシャードは、特性に基づいて概念化されています。たとえば、1つのシャードが、特定のタイプのアドレスの状態とトランザクションの履歴を保存する役割を果たしている場合があります。また、保存されているデジタル資産の種類に基づいてシャードを分割できる場合もあります。そのデジタル資産を含むトランザクションは、シャードの組み合わせによって可能になる可能性があります。

複数のシャードが関与する賃貸不動産取引について考えてみます。これらのシャードは、顧客名から、家賃の支払い時に賃貸人が利用できるスマートロックに構成されたデジタルキーまで、トランザクションに関与するさまざまなエンティティに対応します。

###シャード共有

各シャードは他のシャード間で共有できます。これにより、ブロックチェーンテクノロジーの重要な側面である分散型元帳が維持されます。つまり、すべてのユーザーが元帳にアクセスできるため、すべての元帳トランザクションを表示できます。

##シャーディングとセキュリティ

発生した実践の主な問題の1つは、セキュリティです。各シャードは個別であり、独自のデータのみを処理しますが、シャードの破損に関してセキュリティ上の懸念があり、あるシャードが別のシャードを引き継いで、情報またはデータが失われます。

各シャードを、認証されたユーザーとデータを備えた独自のブロックチェーンネットワークと考えると、ハッカーまたはサイバー攻撃によってシャードが乗っ取られる可能性があります。攻撃者は、誤ったトランザクションや悪意のあるプログラムを導入する可能性があります。

Ethereumは、レイテンシーとスケーラビリティの問題に対する可能なソリューションとして、シャーディングのテストの最前線にいます。イーサリアムは、「マージ」と呼ばれるものが行われた後、64の新しいシャードチェーンを展開する予定です。イーサリアムメインネットは、ビーコンチェーンのプルーフオブステークシステムと「マージ」します。イーサリアムは、ノードを特定のシャードにランダムに割り当て、ランダムな間隔で絶えず再割り当てすることで、シャード攻撃の可能性に対抗してきました。このランダムサンプリングにより、ハッカーはシャードをいつどこで破損するかを知ることが困難になります。

また、シャーディングはまだブロックチェーンネットワークに使用される初期のテスト段階にあることに注意することが重要です。結果として、潜在的な問題と課題のすべてはまだ解決されていません。

##ハイライト

-シャーディングを取り巻くセキュリティ上の懸念には、ハッキングまたはシャードの乗っ取りが含まれます。この場合、あるシャードが別のシャードを攻撃し、情報が失われます。

-シャーディングは、ブロックチェーンネットワークを個別のシャードに分割することでネットワーク遅延を改善できます。各シャードには、他のシャードとは別の独自のデータがあります。

-シャーディングは、ブロックチェーンネットワークで検討され、イーサリアムでテストされているデータベースパーティショニング技術です。

-ブロックチェーンネットワークを利用するユーザーが増えると、ネットワークの速度が低下し、大幅な遅延が発生します。