シャーディングは、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で、ブロックチェーンのスケーラビリティを向上させるように設計されたデータベースパーティショニング手法です。各シャードには独自のデータが含まれており、トランザクションを個別に処理するため、全体的なパフォーマンスが向上し、ブロックチェーンネットワークの待ち時間が短縮されます。
シャーディングとは何ですか?
シャーディングでは、ブロックチェーンを個別のシャードに分割し、それぞれがネットワークデータの一部を担当します。この方法により並列処理が可能になり、ネットワークの容量が大幅に増加し、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なります。ただし、シャーディングには、シャード乗っ取りのリスクなど、独自のセキュリティ上の課題が伴います。
重要なポイント
- スケーラビリティ:シャーディングにより、ワークロードが複数のシャードに分散されるため、スケーラビリティが向上します。
- 遅延の削減:シャーディングはトランザクションを並列処理することにより、ネットワークの遅延を削減します。
- セキュリティ上の懸念:シャーディングにより、シャードの乗っ取りなどの潜在的な脆弱性が発生するため、慎重に管理する必要があります。
シャーディングの仕組み
ブロックチェーンネットワークでは、ノードがタスクの処理とデータの保存を担当します。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。シャーディングは、ノードがシャードに関連するデータのみを処理できるようにしてリソースを解放し、より高速なトランザクション処理を可能にすることで、この動態を変化させます。
水平パーティショニング
シャーディングは、データベースが行に分割される水平パーティショニングによって実現されます。各シャードは特定の種類のトランザクションまたはデータを処理するため、効率的な並列処理が可能になります。たとえば、1つのシャードで特定の種類のアドレスの状態とトランザクション履歴を管理し、別のシャードでデータの異なるセグメントを処理する場合があります。
シャードの共有とセキュリティ
シャードは独立して動作しているにもかかわらず、ブロックチェーンの分散型の性質を維持するために情報を共有できます。これにより、すべてのユーザーの透明性とアクセシビリティが確保されます。ただし、シャーディングのセキュリティには依然として懸念があります。シャードに対する組織的な攻撃により、そのデータが侵害され、情報が失われる可能性があります。したがって、各シャードの整合性を保護するには、堅牢なセキュリティ対策が不可欠です。
イーサリアムとダンクシャーディング
当初、イーサリアムはシャーディングの実装を計画していましたが、後に「ダンクシャーディング」と呼ばれる技術に移行しました。Dankshardingは、第2層ソリューションを使用してオフチェーンのデータをロールアップし、定期的にイーサリアムに送信し、その後18日ごとにプルーニングされます。この方法は、従来のシャーディングに関連するセキュリティ上の懸念の一部に対処しながら、データをより効率的に管理するのに役立ちます。
結論
シャーディングは、ブロックチェーンネットワークが直面するスケーラビリティの課題に対する有望なソリューションを提供します。シャーディングによりワークロードが分散され、並列処理が可能になるため、ネットワークのパフォーマンスが大幅に向上します。ただし、シャーディングを実装するには、セキュリティリスクを慎重に検討し、ネットワークの整合性を確保するための継続的な管理が必要です。
- シャーディングは、ネットワークをより小さな独立したシャードに分割することで、ブロックチェーンのスケーラビリティを強化します。
- 各シャードは独自のデータを処理するため、トランザクションの並列処理が可能になり、待ち時間が短縮されます。
- シャードの乗っ取りやデータ侵害の可能性から保護するには、セキュリティ対策が重要です。