شاردینگ Sharding یک راهکار برای بهبود مقیاس پذیری/ حل مسئله مقیاس پذیری
شبکه لایتنینگ و شاردینگ از راهکار های بهبود مقیاس پذیری بلاک چین
شاردینگ چیست؟ هدف از ارائه این طرح چه بوده است؟
شاردینگ و لایتنینگ یک روش برای بهبود مشکل مقیاس پذیری در بلاک چین است. در این مقاله به معرفی شاردینگ بر اساس مقاله ارائه شده از کوین تلگراف خواهیم پرداخت. پیشنهاد میکنیم قبل از مطالعه این مطلب، در ابتدا مقاله مقیاس پذیری در بلاک چین و شبکه لایتنینگ را از پایگاه اطلاعات سایت جامع فیبودکس مطالعه کنید.
شاردینگ چیست؟
برای حل مشکل مقیاس پذیری روشی که طرح شاردینگ با آن ارائه شد. بر مبنای شکستن پایگاه داده است. بر اساس این طرح، پایگاه داده بلاک چین باید به چند پایگاه کوچک تر که شارد نام دارند. تقسیم بندی شود. تا بتوان در حجم کم تر در کنار سرعت و دقت بالا تر تراکنش ها یکی پس از دیگری تایید شوند.
شاردینگ در اصل همان تقسیم پایگاه داده به شارد های مختلف بر مبنا های گوناگون و گروه بندی های مختلف است. به طوری که هر یک، بخشی از کار را انجام خواهند داد. اما همه در یک مجموعه در حال انجام فعالیت اند.
شاردینگ در بلاک چین چگونه اجرا میشود؟
همان طور که میدانید بلاک چین به وسیله نود ها به تایید تراکنش ها میپردازد. یعنی نود ها هر یک به عنوان یک سرور در شبکه به کار تایید تراکنش ها مشغول اند. با قرار گیری این طرح بر بلاک چین، عملکرد گره ها یا نود ها این گونه میشود. که هر نود در یک بخش یا شارد از شبکه قرار میگیرد. و به طور مجزا به انجام وظایف خود که همان تایید تراکنش ها و… است. خواهند پرداخت. قبل از پیاده سازی این پلتفرم نود ها مسئول تایید تمام تراکنش ها بوده اند. اما بر طبق شاردینگ هر نود تنها مسئول بخشی از تراکنش ها خواهند بود. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد نود ها به مقاله نود از سایت جامع فیبودکس سر بزنید.
کارکرد Sharding به چه صورت است؟
اتریوم یکی از داوطلبان اجرایی شاردینگ برای حل مشکل مقیاس پذیری است. به همین دلیل از بلاک چین اتریوم برای توضیح این پلتفرم استفاده خواهیم کرد.
در اتریوم 8622 نود در حال فعالیت اند. هر نود با به اشتراک گذاشتن قدرت هش خود به انجام امور کاری خود مانند اجرا کردن قرارداد های هوشمند و برنامه های غیر متمرکز میپردازند.
به طور طبیعی اتریوم به حالت خطی به تایید تراکنش ها میپردازد. تمامی نود ها بایستی در همه تراکنش ها شرکت داشته باشند. و آن ها را با اتفاق نظر هم به تایید برسانند. برای انجام این کار زمان زیادی را میبایست صرف کرد. که برای شبکه ایده آل نیست.
هم اکنون کیفیت تایید تراکنش ها در اتریوم ده تراکنش در مدت زمان یک ثانیه است. به دلیل اینکه دفترکل و اطلاعات تراکنش ها بر روی تمامی نود ها ذخیره میشود. این مشکل با افزایش تعداد نود ها حل نخواهد شد. با اجرا شدن پلتفرم شاردینگ دیگر تایید تراکنش ها به صورت خطی انجام نخواهد شد. این پلتفرم پردازش تراکنش ها را به موازات هم پیش خواهد برد. زمانی که بلاک چین به صورت شارد های مجزا تقسیم بندی میشود. با این کار تنها جزعی از دفتر کل توزیع شده در اختیار هر شارد قرار میگیرد. این خود باعث حذف نیاز به روزرسانی کل تراکنش ها خواهد شد.
حل مسئله مقیاس پذیری
مقیاس پذیری موضوعی است که امروز توسعه دهندگان را به شدت درگیر کرده است. ارز های دیجیتال هر روز میان مردم بیشتر معرفی میشوند. و محبوبیت این ارز های غیرمتمرکز روز افزون است. همان طور که میدانید عملکرد ارز های دیجیتال بر پایه بلاک چین است. پس مقیاس پذیری به نوعی مشکلی جدی در بلاک چین محسوب میشود. با افزایش بیشتر سطح تقاضا در سیستم بلاک چین اختلال ایجاد خواهد شد. با تقسیم بندی و تایین شارد های کوچک تر حجم کار نود ها به نحوی هدفمند کاهش پیدا خواهد کرد. چون با مشخص کردن گروه هایی از گره ها، این نود ها تنها مسئول بخش خاصی از تراکنش ها خواهند شد. با تبدیل بلاک چین از یک باکس بزرگ به باکس های کوچک تر با وظایف مشخص به طبع مشکل سرعت نیز حل خواهد شد. این گونه شاردینگ به حل مسئله میپردازد.
چالش های پیش روی بلاک چین در بستر طرح شاردینگ
هر طرحی که عنوان میشود علاوه بر مزایا دارای معایبی نیز خواهد بود. به طبع پس از ارزش سنجی و بر طرف شدن برخی اشکالات طرح به مرحله اجرا در می آید. موضوعی که هم اکنون پیش روی این طرح قرار گرفته است بحث امنیت است.
زمانی که بلاک چین به شارد های کوچک تر تقسیم شوند. این یعنی یک بلاک چین به بلاک های کوچک تر تقسیم شده است. پس با این حساب باید بین بلاک ها ارتباط بر قرار باشد. تا شارد ها با یکدیگر و کاربران با آن ها بتوانند ارتباط برقرار کنند. تا زیر دامنه ها بتوانند با هم مشارکت داشته باشند.
همین موضوع توسعه دهندگان را به چالش کشیده است. تا بتوانند لایه مورد نیاز را ایجاد کنند. نکته بعدی در خصوص کوچک شدن بلاک ها امنیت است. وقتی بلاک چین به چند شارد تقسیم شود. یعنی بلاک چین بزرگ، تبدیل به یک تعداد بلاک های کوچک تر شده است. این موضوع بستر را برای نفوذ هکر ها به بلاک چین فراهم میکند. چون قدرت هش مورد نیاز برای نفوذ به بلاک چین کم میشود.در این صورت حمله یک درصدی رخ میدهد.
حمله یک درصدی یا کنترل بر شارد واحد چگونه رخ میدهد؟
در ادامه مطلب قبل، با تقسیم هر بلاک به شارد های کوچک تر بستر برای حملات یک درصدی فراهم میشود. با کاهش قدرت هش و نفوذ هکر به یک شارد، هکر قادر به حذف اطلاعات تراکنش و یا اضافه اطلاعات نادرست به آن شارد خواهد شد. بدین وسیله یک شارد هک میشود و در بستر طرح شاردینگ امنیت بلاک چین به خطر می افتد.
توسعه دهندگان اتریوم در مقابل طرح این مشکل این گونه به حل مسئله پرداختند. توسعه دهندگان اتریوم نمونه گیری تصادفی را برای کنترل شبکه از نظر صحت انجام کار در مبنای کار قرار دادند.
آیا طرحی برای بهبود شاردینگ وجود دارد؟
توسعه دهندگان برای بهبود شاردینگ دو طرح را مطرح کرده اند.
1.افزایش سایز بلاک ها :
اگر بلاک های بلاک چین سایزشان تغییر کند. و بزرگ تر شود طبیعتا فضای آن بیشتر شده و تعداد بیشتری از تراکنش ها بر روی آن میتواند ذخیره شود. موضوع اینجا است که نود ها با در اختیار قرار دادن قدرت هش دستگاه و یا سیستم خود به تایید تراکنش ها میپردازند. زمانی که سایز بلاک ها بیشتر شود طبیعتا قدرت هش مورد نیاز آن نیز بیشتر خواهد شد. این یعنی نود ها به دستگاه های قدرتمند تری برای انجام کارشان نیاز دارند. به بیانی دیگر با افزایش سایز بلاک ها دسترسی نود ها به سیستم های قدرتمند کاهش میابد. همین موضوع به کاهش قابل توجه نود های شبکه می انجامد.
علاوه بر آن برای اینکه سایز بلاک بیشتر شود. باید در شبکه هارد فورک ارائه شود. که راه اندازی ورژن جدید در یک هارد فورک نیاز به، بهروزرسانی شبکه دارد. چیزی که در اتریوم و اتریوم کلاسیک سابقا انجام شد. و در نتیجه دو دستگی و تبدیل شدن به دو کوین متفاوت را به همراه داشت.
2. استفاده از آلت کوین ها:
پیشنهاد بعدی در خصوص استفاده از آلت کوین ها است. با این روش باید آلت کوین ها بر روی زنجیره خودشان با کوین های خودشان اجرا شوند. این روش تا حدودی حجم فشار را از روی بلاک چین برمیدارد. اما راه حلی موقت بوده و نمیتوان به آن اتکا کرد. چون خطرات هک و حملات 51 درصدی در این حالت وجود دارد.
شاردینگ در مرحله اجرا است یا توسعه؟
با این تفاسیر و نقد و بررسی ها جالب است که بدانیم که شاردینگ هم اکنون در چه وضعیتی در فضای کریپتوکارنسی وجود دارد؟
با بررسی عملکرد رمز ارز ها مشاهده میشود که برخی در حال اجرای طرح شاردینگ در جهت حل مشکل مقیاس پذیری هستند. و برخی دیگر نیز ریسک نکرده و در حال توسعه این طرح کاربردی هستند.
- یکی از بلاک چین هایی که شاردینگ را بر سیستم کاری خود عملیاتی کرده است زیلیکا Zilliqa است. این بلاک چین اولین بلاک چینی بود که به صورت آزمایشی شاردینگ را تست کرد. زیلیکا با اجرای Sharding سرعت تراکنش های خود را تا 2828 در ثانیه بالا برد.
- پس از آن نپر بود که با انجام فعالیت خود بر اساس اثبات سهام با کوچک کردن فضای نود ها شاردینگ را اجرا کرد. نود ها در این بلاک چین به قدری کوچک هستند که در آینده قابلیت عملکرد آنان بر روی تلفن همراه نیز میسر است.
- اتریوم از دیگر حامیان sharding است که در به روز رسانی خود به معرفی شاردینگ به عنوان یکی از بخش های خود خواهد پرداخت.
- علاوه بر اتریوم کاردانو، کوارک چین، پی چین نیز از حامیان شاردینگ هستند.