Eksplorasi Teknologi Sharding: Jalan Inovasi dari Ethereum ke Shardeum
Pada 15 September 2022, Ethereum menyelesaikan merger yang sangat dinanti-nantikan (Merge). Pembaruan ini mengubah Ethereum dari mekanisme proof of work (PoW) menjadi proof of stake (PoS), tetapi tidak secara langsung membawa skalabilitas, keamanan, dan keberlanjutan yang lebih tinggi. Mencapai tujuan-tujuan ini memerlukan solusi yang lebih komprehensif, termasuk jaringan utama yang memiliki kemampuan sharding dan solusi Layer 2 yang meningkatkan skalabilitas.
Sharding adalah solusi skalabilitas dalam menghadapi trilema skalabilitas. Ini membagi node dalam jaringan menjadi kelompok yang lebih kecil, memproses kumpulan transaksi yang berbeda dan mencapai pemrosesan paralel. Dengan membagi beban pemrosesan data di seluruh jaringan, sharding dapat meningkatkan efisiensi pemrosesan, mirip dengan cara toko menambah jalur kasir untuk mengurangi waktu antrean.
Meskipun prinsip Sharding sederhana dan langsung, namun dalam proses implementasinya masih menghadapi banyak tantangan. Artikel ini akan merangkum arah perkembangan dan kesulitan teknologi Sharding, serta menggambar peta jalan bagi para penjelajah Sharding. Sambil membandingkan solusi Sharding yang ada, kami akan menemukan masalah umum dan mengusulkan arah eksplorasi baru: Shardeum dan Sharding dinamis.
Tentang "Sharding"
Dari Ethereum sebagai titik koordinat, kita dapat membagi metode skalabilitas blockchain menjadi dua kategori besar:
Skalabilitas Vertikal(Vertical Scaling): Mencapai dengan meningkatkan kinerja perangkat keras yang ada di sistem. Cara ini sederhana dan efektif, cocok untuk skenario yang sensitif terhadap latensi, tetapi akan membatasi tingkat desentralisasi jaringan.
Skalabilitas Horizontal(Horizontal Scaling): Terdapat tiga pendekatan utama:
Mendistribusikan jumlah perhitungan transaksi ke beberapa blockchain independen.
Blockchain modular, membagi infrastruktur menjadi lapisan eksekusi, lapisan ketersediaan data, dan lapisan konsensus
Membagi satu blockchain menjadi beberapa sharding yang dieksekusi secara paralel
Berbagai pemikiran tentang skalabilitas ini tidak berdiri sendiri, setiap solusi mencari keseimbangan dalam segitiga yang tidak mungkin, dipadukan dengan desain mekanisme insentif ekonomi, untuk mencapai keseimbangan yang efektif di tingkat makro dan mikro.
Untuk mendiskusikan "Sharding", kita perlu merangkum beberapa pertanyaan kunci dari awal:
Bagaimana cara menentukan node/validator di seluruh jaringan termasuk dalam shard mana? Yaitu sharding jaringan (Network Sharding)
Bagaimana cara menentukan setiap transaksi dialokasikan ke shard mana? Yaitu transaksi sharding (Transaction Sharding)
Bagaimana data blockchain disimpan di berbagai Sharding? Yaitu state sharding (State Sharding)
Bagaimana cara menghindari perpecahan keamanan sistem secara keseluruhan?
Jaringan Sharding (Network Sharding )
Sharding jaringan mengacu pada membagi jaringan blockchain menjadi beberapa bagian, memungkinkan setiap bagian untuk memproses transaksi di blockchain dan bersaing untuk hak pencatatan. Tantangan utama adalah, seiring dengan pembagian node ke dalam bagian yang berbeda, kesulitan dan biaya bagi penyerang akan berkurang secara signifikan.
Solusi biasanya adalah membangun tingkat tertentu dari ketidakberpihakan acak, untuk meminimalkan probabilitas keberhasilan penyerang. Misalnya, Ethereum secara acak memilih validator dari suatu Sharding setiap 6,4 menit dan melakukan rotasi.
Namun, keberuntungan dalam blockchain itu sendiri adalah topik yang menantang. Banyak desain yang ada mengembangkan rantai terpisah untuk memelihara seluruh jaringan, seperti Beacon chain Ethereum dan Near, Relay chain PolkaDot, dan Cosmos Hub Cosmos.
Transaksi Sharding (
Fragmentasi transaksi adalah proses menetapkan aturan untuk menentukan ke fragmentasi mana transaksi akan dialokasikan. Model buku besar blockchain akan mempengaruhi pengembangan fragmentasi transaksi.
Saat ini ada dua jenis metode pencatatan utama:
Model UTXO: Perwakilan tipikal adalah Bitcoin. Dalam model UTXO, fragmentasi transaksi memerlukan komunikasi antar fragment. Salah satu cara yang mungkin adalah dengan menggunakan fungsi hash untuk mendistribusikan transaksi ke fragment yang berbeda.
Model Akun/Saldo: Mewakili seperti Ethereum. Selama transaksi dibagi berdasarkan alamat pengirim, transaksi dari akun yang sama dapat diproses dalam shard yang sama, yang secara efektif mencegah double spending. Oleh karena itu, sebagian besar blockchain yang menggunakan teknologi sharding menerapkan sistem buku besar akun.
) Status Sharding ###State Sharding (
Status sharding mengacu pada bagaimana data blockchain dibagi dan disimpan di berbagai sharding. Ini adalah tantangan terbesar dalam teknologi sharding, karena dalam mekanisme sharding, transaksi akan dialokasikan untuk diproses di shard yang berbeda berdasarkan alamat, dan status hanya akan disimpan di shard tempat alamat tersebut berada.
Tantangan utama adalah menangani transaksi lintas Sharding )Cross-Sharding(. Misalnya, akun A mentransfer ke akun B, sementara kedua akun berada di Sharding yang berbeda. Dalam kasus ini, komunikasi lintas Sharding diperlukan, yang dapat mengurangi efisiensi pemrosesan transaksi.
Ada dua pendekatan utama untuk menyelesaikan masalah ini:
Synchronous): Juga dikenal sebagai (Tight Coupling). Setiap kali transaksi antar shard dilakukan, blok terkait terjadi secara bersamaan, dan node shard bekerja sama untuk mengeksekusi transaksi.
Asynchronous(: Juga dikenal sebagai Loosely Coupling). Metode ini lebih luas diterapkan, seperti NEAR, Ethereum, Cosmos, Kadena, dan lain-lain. Tantangan terbesar adalah memastikan atomisitas transaksi.
Eksplorasi dan Percobaan Sharding
Kami akan meninjau beberapa solusi teknologi sharding dari blockchain terkenal, untuk membahas inovasi Shardeum.
( Menghitung Sharding
Zilliqa adalah salah satu platform kontrak pintar yang pertama kali mencoba Sharding. Ini menggunakan metode Sharding komputasi, membagi pekerjaan verifikasi transaksi ke dalam berbagai Sharding. Namun, karena setiap node masih menerima semua transaksi dan memperbarui semua status akun, bandwidth jaringan dan operasi penyimpanan tetap menjadi kendala.
) status statis Sharding
Metode sharding yang lebih umum adalah membagi ruang alamat akun menjadi sharding berukuran tetap, dan mendistribusikan node ke sharding yang berbeda. Platform seperti Near, Elrond, dan Harmony menggunakan metode ini.
Konsep sharding data Ethereum
Ethereum berencana untuk menerapkan sharding data untuk meningkatkan ketersediaan. Salah satu skema adalah sharding berbasis "data availability", menggunakan "data availability sampling" untuk mengonfirmasi apakah semua data tersedia. Skema lainnya adalah menambahkan fungsionalitas tambahan untuk setiap sharding, membuatnya lebih mirip dengan jaringan utama Ethereum saat ini.
Harmony
Harmony menggunakan metode sharding standar, memiliki rantai beacon yang mengoordinasikan beberapa sharding. Ini menggunakan mekanisme bukti kepemilikan yang efektif (EPoS) dan teknik sharding acak yang aman, yang mendistribusikan token yang dipertaruhkan oleh pemegang besar ke beberapa sharding, mencegah serangan terhadap satu sharding.
Elrond
Elrond mengadopsi Sharding status adaptif, menyesuaikan jumlah sharding secara dinamis. Ini menggunakan mekanisme konsensus Proof of Stake yang aman, dan melalui Meta Chain### mencapai kepastian transaksi lintas sharding yang cepat.
(# Dekat
Near mengajukan protokol Nightshade ), yang memodelkan sistem sebagai satu blockchain, dengan sharding pada tingkat blok. Tidak ada rantai sharding, tetapi semua produsen dan validator blok membangun satu rantai utama.
![Penjelasan mendalam tentang blockchain baru Shardeum: kemungkinan lain dari Sharding]###https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-21183f66edba6389ed99a8c668bb88d6.webp(
Shardeum dan Sharding Status Dinamis
Shardeum mengajukan dua solusi inovatif untuk mengatasi keterbatasan teknologi sharding yang ada:
) Konsensus tingkat transaksi
Shardeum menggabungkan bukti jumlah sah ### PoQ ( dan bukti kepemilikan ) PoS (, menyelesaikan konsensus pada tingkat transaksi dan bukan tingkat blok. Ini memungkinkan pemrosesan transaksi secara bersamaan di seluruh Sharding, menghilangkan kompleksitas yang diperlukan untuk memastikan pemrosesan atom.
) Ekspansi Linier
Shardeum menggunakan pemotongan status dinamis, memungkinkan setiap node memiliki rentang alamat yang berbeda dan tumpang tindih. Metode ini memiliki kompleksitas yang lebih tinggi, tetapi mewujudkan skalabilitas linier yang sebenarnya.
Shardeum saat ini memiliki 10 Sharding, setiap Sharding memiliki 128 node, total 1280 node. Pada kuartal keempat tahun 2022, jaringan utama diperkirakan akan diluncurkan. Di jaringan uji Liberty 2.0, Shardeum telah menunjukkan kemampuan 100 TPS.
![Penjelasan mendalam tentang blockchain baru Shardeum: kemungkinan lain dari Sharding]###https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-678011ec0d792ac05e80a6b209c82d43.webp(
Kesimpulan
Blockchain yang benar-benar tersegmentasi dan dapat diperluas perlu dibangun dari nol, demikian pula, komunitas yang kuat juga memerlukan usaha yang berkelanjutan. Setelah peluncuran testnet Shardeum, mendapat perhatian luas, meskipun juga menghadapi keraguan, tetapi kami percaya bahwa jalan menuju kemajuan selalu berliku-liku.
Seperti kata pepatah, "Negara memiliki enam posisi, seratus pekerja dan satu tempat tinggal. Ada yang duduk dan berdiskusi, ada yang bertindak dan melakukannya". Jsquare berharap lebih banyak pembangun bergabung dalam eksplorasi desentralisasi dan Sharding. Kami percaya, hanya ketika Web3 diadopsi secara besar-besaran, blockchain publik desentralisasi berkualitas tinggi dan berkinerja tinggi yang akan menonjol. Komunitas yang telah melalui keraguan, diskusi, dan pembuktian berulang kali, akan mampu melangkah lebih jauh di jalan desentralisasi.
![Penjelasan lengkap tentang blockchain baru Shardeum: kemungkinan lain dari Sharding])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-d20b7d1dbc15c9f665151aba3a8d52de.webp(
![Penjelasan lengkap tentang blockchain baru Shardeum: kemungkinan lain dari Sharding])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-93daeddd2b8a13824f6237ed7fd61163.webp###
Halaman ini mungkin berisi konten pihak ketiga, yang disediakan untuk tujuan informasi saja (bukan pernyataan/jaminan) dan tidak boleh dianggap sebagai dukungan terhadap pandangannya oleh Gate, atau sebagai nasihat keuangan atau profesional. Lihat Penafian untuk detailnya.
12 Suka
Hadiah
12
5
Bagikan
Komentar
0/400
Lonely_Validator
· 11jam yang lalu
v神 tidak berbicara, tidak ada yang tahu harus bagaimana
Lihat AsliBalas0
HodlBeliever
· 11jam yang lalu
Masih tetap ditentukan oleh fundamental, memegang selama 2000 hari, hanya percaya pada Nilai Intrinsik.
Lihat AsliBalas0
EntryPositionAnalyst
· 11jam yang lalu
Siapa yang percaya bahwa pos lebih aman daripada pow?
Ethereum ke Shardeum: Evolusi dan Inovasi Teknologi Sharding
Eksplorasi Teknologi Sharding: Jalan Inovasi dari Ethereum ke Shardeum
Pada 15 September 2022, Ethereum menyelesaikan merger yang sangat dinanti-nantikan (Merge). Pembaruan ini mengubah Ethereum dari mekanisme proof of work (PoW) menjadi proof of stake (PoS), tetapi tidak secara langsung membawa skalabilitas, keamanan, dan keberlanjutan yang lebih tinggi. Mencapai tujuan-tujuan ini memerlukan solusi yang lebih komprehensif, termasuk jaringan utama yang memiliki kemampuan sharding dan solusi Layer 2 yang meningkatkan skalabilitas.
Sharding adalah solusi skalabilitas dalam menghadapi trilema skalabilitas. Ini membagi node dalam jaringan menjadi kelompok yang lebih kecil, memproses kumpulan transaksi yang berbeda dan mencapai pemrosesan paralel. Dengan membagi beban pemrosesan data di seluruh jaringan, sharding dapat meningkatkan efisiensi pemrosesan, mirip dengan cara toko menambah jalur kasir untuk mengurangi waktu antrean.
Meskipun prinsip Sharding sederhana dan langsung, namun dalam proses implementasinya masih menghadapi banyak tantangan. Artikel ini akan merangkum arah perkembangan dan kesulitan teknologi Sharding, serta menggambar peta jalan bagi para penjelajah Sharding. Sambil membandingkan solusi Sharding yang ada, kami akan menemukan masalah umum dan mengusulkan arah eksplorasi baru: Shardeum dan Sharding dinamis.
Tentang "Sharding"
Dari Ethereum sebagai titik koordinat, kita dapat membagi metode skalabilitas blockchain menjadi dua kategori besar:
Skalabilitas Vertikal(Vertical Scaling): Mencapai dengan meningkatkan kinerja perangkat keras yang ada di sistem. Cara ini sederhana dan efektif, cocok untuk skenario yang sensitif terhadap latensi, tetapi akan membatasi tingkat desentralisasi jaringan.
Skalabilitas Horizontal(Horizontal Scaling): Terdapat tiga pendekatan utama:
Berbagai pemikiran tentang skalabilitas ini tidak berdiri sendiri, setiap solusi mencari keseimbangan dalam segitiga yang tidak mungkin, dipadukan dengan desain mekanisme insentif ekonomi, untuk mencapai keseimbangan yang efektif di tingkat makro dan mikro.
Untuk mendiskusikan "Sharding", kita perlu merangkum beberapa pertanyaan kunci dari awal:
Jaringan Sharding (Network Sharding )
Sharding jaringan mengacu pada membagi jaringan blockchain menjadi beberapa bagian, memungkinkan setiap bagian untuk memproses transaksi di blockchain dan bersaing untuk hak pencatatan. Tantangan utama adalah, seiring dengan pembagian node ke dalam bagian yang berbeda, kesulitan dan biaya bagi penyerang akan berkurang secara signifikan.
Solusi biasanya adalah membangun tingkat tertentu dari ketidakberpihakan acak, untuk meminimalkan probabilitas keberhasilan penyerang. Misalnya, Ethereum secara acak memilih validator dari suatu Sharding setiap 6,4 menit dan melakukan rotasi.
Namun, keberuntungan dalam blockchain itu sendiri adalah topik yang menantang. Banyak desain yang ada mengembangkan rantai terpisah untuk memelihara seluruh jaringan, seperti Beacon chain Ethereum dan Near, Relay chain PolkaDot, dan Cosmos Hub Cosmos.
Transaksi Sharding (
Fragmentasi transaksi adalah proses menetapkan aturan untuk menentukan ke fragmentasi mana transaksi akan dialokasikan. Model buku besar blockchain akan mempengaruhi pengembangan fragmentasi transaksi.
Saat ini ada dua jenis metode pencatatan utama:
Model UTXO: Perwakilan tipikal adalah Bitcoin. Dalam model UTXO, fragmentasi transaksi memerlukan komunikasi antar fragment. Salah satu cara yang mungkin adalah dengan menggunakan fungsi hash untuk mendistribusikan transaksi ke fragment yang berbeda.
Model Akun/Saldo: Mewakili seperti Ethereum. Selama transaksi dibagi berdasarkan alamat pengirim, transaksi dari akun yang sama dapat diproses dalam shard yang sama, yang secara efektif mencegah double spending. Oleh karena itu, sebagian besar blockchain yang menggunakan teknologi sharding menerapkan sistem buku besar akun.
) Status Sharding ###State Sharding (
Status sharding mengacu pada bagaimana data blockchain dibagi dan disimpan di berbagai sharding. Ini adalah tantangan terbesar dalam teknologi sharding, karena dalam mekanisme sharding, transaksi akan dialokasikan untuk diproses di shard yang berbeda berdasarkan alamat, dan status hanya akan disimpan di shard tempat alamat tersebut berada.
Tantangan utama adalah menangani transaksi lintas Sharding )Cross-Sharding(. Misalnya, akun A mentransfer ke akun B, sementara kedua akun berada di Sharding yang berbeda. Dalam kasus ini, komunikasi lintas Sharding diperlukan, yang dapat mengurangi efisiensi pemrosesan transaksi.
Ada dua pendekatan utama untuk menyelesaikan masalah ini:
Synchronous): Juga dikenal sebagai (Tight Coupling). Setiap kali transaksi antar shard dilakukan, blok terkait terjadi secara bersamaan, dan node shard bekerja sama untuk mengeksekusi transaksi.
Asynchronous(: Juga dikenal sebagai Loosely Coupling). Metode ini lebih luas diterapkan, seperti NEAR, Ethereum, Cosmos, Kadena, dan lain-lain. Tantangan terbesar adalah memastikan atomisitas transaksi.
Eksplorasi dan Percobaan Sharding
Kami akan meninjau beberapa solusi teknologi sharding dari blockchain terkenal, untuk membahas inovasi Shardeum.
( Menghitung Sharding
Zilliqa adalah salah satu platform kontrak pintar yang pertama kali mencoba Sharding. Ini menggunakan metode Sharding komputasi, membagi pekerjaan verifikasi transaksi ke dalam berbagai Sharding. Namun, karena setiap node masih menerima semua transaksi dan memperbarui semua status akun, bandwidth jaringan dan operasi penyimpanan tetap menjadi kendala.
) status statis Sharding
Metode sharding yang lebih umum adalah membagi ruang alamat akun menjadi sharding berukuran tetap, dan mendistribusikan node ke sharding yang berbeda. Platform seperti Near, Elrond, dan Harmony menggunakan metode ini.
Konsep sharding data Ethereum
Ethereum berencana untuk menerapkan sharding data untuk meningkatkan ketersediaan. Salah satu skema adalah sharding berbasis "data availability", menggunakan "data availability sampling" untuk mengonfirmasi apakah semua data tersedia. Skema lainnya adalah menambahkan fungsionalitas tambahan untuk setiap sharding, membuatnya lebih mirip dengan jaringan utama Ethereum saat ini.
Harmony
Harmony menggunakan metode sharding standar, memiliki rantai beacon yang mengoordinasikan beberapa sharding. Ini menggunakan mekanisme bukti kepemilikan yang efektif (EPoS) dan teknik sharding acak yang aman, yang mendistribusikan token yang dipertaruhkan oleh pemegang besar ke beberapa sharding, mencegah serangan terhadap satu sharding.
Elrond
Elrond mengadopsi Sharding status adaptif, menyesuaikan jumlah sharding secara dinamis. Ini menggunakan mekanisme konsensus Proof of Stake yang aman, dan melalui Meta Chain### mencapai kepastian transaksi lintas sharding yang cepat.
(# Dekat
Near mengajukan protokol Nightshade ), yang memodelkan sistem sebagai satu blockchain, dengan sharding pada tingkat blok. Tidak ada rantai sharding, tetapi semua produsen dan validator blok membangun satu rantai utama.
![Penjelasan mendalam tentang blockchain baru Shardeum: kemungkinan lain dari Sharding]###https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-21183f66edba6389ed99a8c668bb88d6.webp(
Shardeum dan Sharding Status Dinamis
Shardeum mengajukan dua solusi inovatif untuk mengatasi keterbatasan teknologi sharding yang ada:
) Konsensus tingkat transaksi
Shardeum menggabungkan bukti jumlah sah ### PoQ ( dan bukti kepemilikan ) PoS (, menyelesaikan konsensus pada tingkat transaksi dan bukan tingkat blok. Ini memungkinkan pemrosesan transaksi secara bersamaan di seluruh Sharding, menghilangkan kompleksitas yang diperlukan untuk memastikan pemrosesan atom.
) Ekspansi Linier
Shardeum menggunakan pemotongan status dinamis, memungkinkan setiap node memiliki rentang alamat yang berbeda dan tumpang tindih. Metode ini memiliki kompleksitas yang lebih tinggi, tetapi mewujudkan skalabilitas linier yang sebenarnya.
Shardeum saat ini memiliki 10 Sharding, setiap Sharding memiliki 128 node, total 1280 node. Pada kuartal keempat tahun 2022, jaringan utama diperkirakan akan diluncurkan. Di jaringan uji Liberty 2.0, Shardeum telah menunjukkan kemampuan 100 TPS.
![Penjelasan mendalam tentang blockchain baru Shardeum: kemungkinan lain dari Sharding]###https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-678011ec0d792ac05e80a6b209c82d43.webp(
Kesimpulan
Blockchain yang benar-benar tersegmentasi dan dapat diperluas perlu dibangun dari nol, demikian pula, komunitas yang kuat juga memerlukan usaha yang berkelanjutan. Setelah peluncuran testnet Shardeum, mendapat perhatian luas, meskipun juga menghadapi keraguan, tetapi kami percaya bahwa jalan menuju kemajuan selalu berliku-liku.
Seperti kata pepatah, "Negara memiliki enam posisi, seratus pekerja dan satu tempat tinggal. Ada yang duduk dan berdiskusi, ada yang bertindak dan melakukannya". Jsquare berharap lebih banyak pembangun bergabung dalam eksplorasi desentralisasi dan Sharding. Kami percaya, hanya ketika Web3 diadopsi secara besar-besaran, blockchain publik desentralisasi berkualitas tinggi dan berkinerja tinggi yang akan menonjol. Komunitas yang telah melalui keraguan, diskusi, dan pembuktian berulang kali, akan mampu melangkah lebih jauh di jalan desentralisasi.
![Penjelasan lengkap tentang blockchain baru Shardeum: kemungkinan lain dari Sharding])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-d20b7d1dbc15c9f665151aba3a8d52de.webp(
![Penjelasan lengkap tentang blockchain baru Shardeum: kemungkinan lain dari Sharding])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-93daeddd2b8a13824f6237ed7fd61163.webp###