Le sharding est une technique informatique qui cherche à diviser une base de données ou un réseau pour rendre son fonctionnement beaucoup plus évolutif et décentralisé. Une stratégie intéressante qui peut aider la technologie blockchain à surmonter son principal problème : la scalabilité.
L'une des techniques de gestion de base de données qui gagne en popularité dans la communauté cryptographique d'aujourd'hui est la Sharding. Il s'agit d'un processus de fragmentation ou division horizontale des bases de données en pièces ou fragments plus petits afin de permettre une meilleure manipulation de ceux-ci, les rendant moins lourds et plus faciles à opérer.
Le sharding a été créé afin de faciliter l'évolutivité dans les systèmes distribués et décentralisés. Mais actuellement, son application dans la technologie blockchain pourrait considérablement améliorer les problèmes d'évolutivité rencontrés par des réseaux tels que Bitcoin y Ethereum.
Avantages de la mise en œuvre sharding
Le principal avantage qu'offre la fragmentation pour une blockchain est améliorer l'évolutivité. Étant donné que les transactions peuvent être traitées et validées plus rapidement, cela réduit le temps nécessaire à ce processus. Et par conséquent, le réseau aura la capacité de traiter un plus grand nombre de transactions par seconde.
De même, la mise en œuvre du sharding réduit le risque de centralisation des réseaux. Actuellement, Bitcoin nécessite l'utilisation d'équipements dotés d'une grande puissance de calcul pour pouvoir prendre en charge toutes les informations qui sont traitées dans ces réseaux. Équipement dont les coûts d'acquisition sont élevés, de sorte que peu d'utilisateurs peuvent être en mesure de l'acheter.
Avec la mise en place du sharding, il ne sera plus nécessaire de stocker toute la blockchain dans le même nœud, donc l'achat d'équipement coûteux ne sera pas nécessaire. Cela permettrait à beaucoup plus de personnes d'avoir la possibilité de participer au réseau avec leur équipement conventionnel, garantissant la décentralisation de celui-ci.
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Pourquoi as-tu besoin sharding dans les réseaux blockchain?
Ce n'est un secret pour personne que le boom commercial croissant que connaissent les crypto-monnaies telles que Bitcoin et Ethereum, a causé le problème d'évolutivité deviennent beaucoup plus accentués dans vos réseaux. Aujourd'hui, de nombreux utilisateurs souhaitent réaliser relations avec Bitcoin ou utiliser applications décentralisées d'Ethereum. Faire en sorte que de nombreux nœuds soient poursuivis pour la validation et la vérification de tous ces processus.
Actuellement, les nœuds de ces réseaux fonctionnent de telle sorte que chacun d'entre eux doit stocker une copie exacte de ses blockchains. Avec toutes les données qu'il contient depuis le début. Et qu'en plus, doit être constamment et en permanence mis à jour au fur et à mesure que des informations sont créées et ajoutées. Ainsi, les vitesses de transaction sont gravement affectées. Atteindre des points où les réseaux peuvent s'effondrer et nécessiter beaucoup de temps pour traiter une transaction. Chose qui n'est pas propice à la pérennité et à l'adoption de cette technologie sur le long terme.
Ainsi, bien que cette méthodologie et cette structure de travail confèrent à la blockchain un haut niveau de sécurité et de protection, provoque également la évolutivité de tels réseaux est limité. Rendre sa blockchain incapable de traiter plus d'informations que chacun de ses nœuds ne peut traiter individuellement. Actuellement le réseau Bitcoin par exemple nécessite l'utilisation d'équipements à grande puissance de calcul, le problème de scalabilité est toujours présent. Bitcoin ne peut donc pas traiter plus de 5 ou 7 transactions par seconde. Alors qu'Ethereum, bien qu'il ait une plus grande capacité par rapport au Bitcoin, il a tout de même un problème de scalabilité qui l'empêche de dépasser en moyenne 10 ou 15 transactions par seconde.
Par conséquent, la mise en œuvre de sharding Il peut représenter cette solution viable et réalisable qui élimine les problèmes d'évolutivité et qui permet de traiter un plus grand nombre de transactions en moins de temps, de manière sûre et efficace.
Comment ça va s'améliorer sharding évolutivité dans les réseaux blockchain?
Le sharding permet la fragmentation d'une base de données complète en petites parties beaucoup plus gérables et organisées.
Par exemple, si une base de données informative de tout un pays ou d'une région est gérée, avec toutes les données de ses habitants, telles que les localités, le secteur de résidence, l'adresse exacte de la propriété, l'adresse professionnelle, la date de naissance, l'âge, le nombre d'enfants , le revenu économique, entre autres, la grande quantité d'informations rendra beaucoup plus compliquée la recherche ou la mise à jour d'informations spécifiques.
Au lieu de cela, si cette grande base de données est subdivisée en morceaux plus petits et plus spécifiques, l'information sera beaucoup plus gérable et efficace. Étant donné que chaque fragment gérera des informations claires et précises sur son contenu indépendamment de ce qui est géré dans d'autres sous-listes, devenant plus léger et plus organisé.
C'est ce que le sharding appliqué sur la blockchain. Avec la fragmentation, il ne sera plus nécessaire que tous les nœuds de la blockchain fonctionnent de manière linéaire pour valider toutes les données ajoutées à la chaîne. Au contraire, ils fonctionneront en parallèle et géreront tessons (fragments spécifiques) où l'information sera distribuée et ces tessons Ils seront chargés de valider et de traiter uniquement les données qui leur correspondent.
Seulement quand tous les groupes de nœuds terminent l'exécution du processus qui leur a été attribuée, toutes les informations seront ajoutées à la blockchain, en la gardant complète et complète, à la différence que les nœuds ne traiteront pas l'information dans son intégralité comme cela se produit jusqu'à présent.
L'application de la méthode sharding Cela permettra de traiter les transactions beaucoup plus rapidement, améliorant ainsi l'évolutivité et l'efficacité du réseau.
L'application de la fragmentation dans les réseaux blockchain ne diminuera-t-elle pas leur sécurité?
La mise en place de la méthode de sharding sur la blockchain Bitcoin ou Ethereum pourrait poser un problème de sécurité et de communication sur le réseau. Étant donné que les nœuds, lorsqu'ils sont affectés à un sous-groupe, ils n'auraient pas de communication directe avec les nœuds appartenant aux autres sous-groupes. Rendre nécessaire la création et la mise en œuvre de moyens de communication et de canaux externes permettant aux nœuds de communiquer entre eux.
De même, garantir la sécurité et la protection de chacun des sous-groupes est également un enjeu pour cette nouvelle méthodologie. En subdivisant les nœuds en fragments, la puissance de hachage de chaque pool diminuera considérablement. Cela peut poser un problème de sécurité et permettre à un acteur malveillant de mener plus facilement une attaque. Une situation qui compromet la sécurité et l'intégrité des informations.
Cependant, les sous-groupes créés utiliseront le même protocole de consensus que celui utilisé dans le réseau. Ainsi, il y aura des nœuds complets qui téléchargent et combinent chacun des processus exécutés par chaque groupe de nœuds. Afin de former et de maintenir la blockchain complète et de vérifier absolument tous les processus effectués. Permettre même aux clients légers d'accéder à tous les fragments pour la vérification des opérations.
Par conséquent, un nombre suffisant de nœuds peut être maintenu pour que le système reste sûr et fiable. En même temps, il peut traiter un plus grand nombre de transactions par seconde.
Autres problèmes de sécurité associés
L'un des plus gros problèmes de sécurité auxquels une blockchain fragmentée peut faire face est un attaque d'acquisition de fragment unique. Cela permet à un attaquant de contrôler un sous-groupe de la chaîne et ainsi empêcher, par exemple, que ce sous-groupe puisse effectuer des validations d'informations telles que l'obtention des signatures correspondantes. Ou dans un autre cas, présentez des transactions invalides ou frauduleuses à la blockchain principale.
Pour résoudre ce problème, le échantillonnage aléatoire. Où chaque groupe de la blockchain aura des filtres ou des notaires qui seront choisis au hasard pour la validation et l'approbation des informations des blocs.
Implémentations actuelles de sharding
La fragmentation est un problème qui est encore en développement pour certaines blockchains telles que Ethereum y Cardano. Les développeurs de ces projets étudient comment ils peuvent mettre en œuvre cette méthode pour optimiser leurs réseaux. Mais d'autres crypto-monnaies comme Zilliqa (ZIL) ont déjà implémenté sharding sur vos blockchains. Quelque chose qui lui a permis d'atteindre un total de 2.828 XNUMX transactions par seconde dans son réseau de test.
Un autre projet intéressant qui a montré la puissance du sharding est TON (le réseau ouvert). Son développement a déjà montré que la blockchain TON utilise le sharding pour assurer le plus haut niveau d'évolutivité possible. Cependant, en raison de problèmes avec la SEC, Telegram n'a pas été en mesure de rendre public le lancement de son réseau. Pour cette raison, nous ne pouvons accéder qu'à ses outils de développement et de test.
Fait intéressant, la même situation s'applique à Balance Facebook, un projet qui malgré ses énormes problèmes de confidentialité, était surprenant sur le plan technique en raison de l'utilisation du sharding dans son réseau de validateurs.
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