シャーディングは、スケーラビリティを強化し、レイテンシーを削減し、トランザクション量を増加させることにより、ブロックチェーンネットワークに革命を起こす可能性があるデータベースパーティショニング技術です。ここでは、シャーディング、その利点、潜在的な問題、およびシャーディングがブロックチェーンの状況をどのように再形成しているかについて詳しく説明します。
Contents
シャーディングとは何ですか?
シャーディングには、ブロックチェーンネットワークを「シャード」と呼ばれる、より小さく管理しやすいパーティションに分割することが含まれます。各シャードは独立して動作し、独自のデータを保持し、トランザクションを処理します。この分離により、各シャードがワークロード全体のサブセットを処理するため、ネットワークの効率と速度が大幅に向上します。
重要なポイント
- シャーディングは、ブロックチェーンネットワークで研究されているデータベースパーティショニング技術です。
- 複数のシャードに負荷を分散することで、ネットワークの遅延を軽減します。
- セキュリティ上の懸念には、シャードの乗っ取りや組織的な攻撃の可能性が含まれます。
シャーディングを理解する
サプライチェーン管理から金融取引に至るまでのアプリケーションで人気のあるブロックチェーン技術は、本質的には共有データベースです。データが追加されると、増加した負荷を効率的に処理するために、ネットワークにはより大きな速度と容量が必要になります。ここでシャーディングが重要な役割を果たすことができます。
分散型の性質
シャーディングは、ブロックチェーンテクノロジーの分散型の性質を強化します。ブロックチェーンの一部をさまざまなノードに分散することで、各ノードは割り当てられたタスクを処理し、他のノードは異なる責任を処理できます。この分散により、ネットワークによって行われる全体的な作業が倍増します。
スケーラビリティ
ブロックチェーンの重要な課題の1つはスケーラビリティです。より多くのコンピュータとトランザクションがネットワークに追加されると、ネットワークが遅くなる可能性があり、これは遅延として知られる問題です。シャーディングは、ワークロードを複数のシャードに分散することでこの問題に対処します。これにより、レイテンシが短縮され、より多くのトランザクションを同時に処理できるようになります。
ブロックチェーンのトリレンマ
ブロックチェーンネットワークは、分散化、スケーラビリティ、セキュリティという3つの主要な特性を最適化するよう努めています。ただし、一方を改善すると他方も犠牲になることが多く、これはブロックチェーンのトリレンマとして知られるジレンマです。シャーディングは、これらの要素のバランスをより効果的に調整することを目的としています。
シャーディングがどのように行われるか
ブロックチェーンノード
ブロックチェーンノードは、ノードの種類に応じてタスクの処理を担当します。フルノードはブロックチェーンのコピー全体を保存し、ライトノードはブロックヘッダーを保存して検証します。アーカイブノード（またはマスターノード）は完全なコピーを保存し、最初のブロックから最新のブロックまでブロックチェーンを検証します。シャーディングにより、ノードが特定のシャードを処理できるようになり、現在のトランザクション用にリソースが解放されます。
水平パーティショニング
シャーディングは、データベースを行に分割する水平パーティショニングによって実現できます。行を表す各シャードは、特定のデータ型またはトランザクションを処理します。たとえば、1つのシャードで、特定の種類のアドレスまたはデジタル資産の状態とトランザクション履歴を管理する場合があります。
シャード共有
シャードは独立して動作しますが、情報を共有してブロックチェーンの分散型台帳を維持できます。この透明性により、すべてのユーザーがすべてのトランザクションにアクセスできることが保証されます。
シャーディングとセキュリティ
シャーディングに関する重大な懸念事項の1つはセキュリティです。各シャードは分離されていますが、攻撃に対して脆弱です。シャードが侵害された場合、組織的なハッカーグループが偽の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。シャーディングはまだ初期のテスト段階にあるため、これらのセキュリティ上の課題の多くはまだ完全には解決されていません。
イーサリアムはシャーディングを使用しますか?
イーサリアムは当初シャーディングの実装を計画していましたが、その後「ダンクシャーディング」に移行しました。この手法では、第2層のソリューションを使用して、データのBLOBをイーサリアムに送信する前にオフチェーンでロールアップし、その後18日ごとにデータをプルーニングします。
シャーディングの目的は何ですか?
シャーディングは、トランザクションのスループットを向上させ、ストレージ要件を軽減することで、ブロックチェーンのスケーラビリティを強化することを目的としています。
トークンシャーディングとは何ですか?
トークンシャーディングとは、トークンをより効率的に管理するためにブロックチェーンで使用されるパーティショニング技術を指します。
結論
分散データベースの有望な技術であるシャーディングは、ブロックチェーン開発者によって開発およびテスト中です。ブロックチェーンを管理可能なシャードに分割することで、ネットワーク速度、セキュリティ、ハードウェア効率を向上させることを目的としています。シャーディングはブロックチェーンテクノロジーに革命をもたらす可能性を秘めていますが、テクノロジーが成熟するにつれて対処する必要があるセキュリティ上の課題も引き起こします。
