מאז תחילתו של הביטקוין, טכנולוגיית הבלוקצ'יין עיצבה מחדש לחלוטין את האופן שבו אנו תופסים ערך וממשגים כסף כמכלול. כבש את דמיונם של רבים ועורר רמות עניין גבוהות בתעשיות שונות, בלוקצ'יין הפך לאחר מכן לאחת ההתקדמות הטכנולוגית המלהיבה של המאה ה-21, כמו גם לתשתית מבוקשת להפליא.
הסנטימנט הזה ניזון בעיקר מהרצון המולד לבנות ולהשתתף במהפכה שגדולה בדיוק כמו יצירת האינטרנט בשנות ה-80 וה-90. בעוד שהאינטרנט יזם את תחום האינטרקומוניקציה המקוונת, הבלוקצ'יין מהווה חלוצי צורות חדשות של יצירת עושר באמצעות נתונים ורשתות נכסים דיגיטליים.
רשתות אלו הן מערכת אקולוגית טכנית מבוזרת בקפדנות משלהן שנועדה לספק שירותי חשבונות חשבונות חכמים ליישומים, הידועים גם בשם dApps. Ethereum, המטבע הקריפטו השני בעל הערך, תוכנן כדי להקל על בניית האפליקציות הללו ובסופו של דבר לתת למשתמשים שליטה רבה יותר על הכספים והנתונים המקוונים שלהם.
הרעיון עם Ethereum הוא לפתח קצת 'מחשב עולמי' שדרכו דApps יכולים להפעיל, לגדול ולהרחיב את מקרי השימוש שלהם, ובסופו של דבר לבוא לאתגר עסקים ופלטפורמות גדולות כמו אמזון או טוויטר, למשל. לפיכך, Ethereum ישמש כ'מחשב עולמי' מבוזר, פתוח לכל ושאי אפשר לחבל בו או לכבות אותו.
אם זה אמור להיות מושגת, Ethereum תצטרך להיות מסוגל לאחסן ולשמר כמויות אדירות של נתונים במערכת שלה, יכולת שכרגע אין לה. עם זאת, Ethereum יכול לפתור את בעיית המדרגיות שלו על ידי הטמעת שיטה שנקראת sharding, שדרוג שאכן אמור לצאת לאוויר את'ריום 2.0.
מה זה רסיסה?
במדעי המחשב, ריסוק היא טכניקה המשמשת לשינוי קנה מידה של יישומים כך שיוכלו לתמוך בנתונים נוספים. התהליך מורכב מפירוק טבלאות גדולות של נתונים לנתחים קטנים יותר, הנקראים רסיסים, המפוזרים על פני מספר שרתים. כל רסיס מגיע עם נתונים משלו, מה שהופך אותו לייחודי ובלתי תלוי בהשוואה לרסיסים אחרים.
Sharding הוא יתרון מיוחד לרשתות בלוקצ'יין מכיוון שהוא מאפשר להן להפחית את זמן ההשהיה ועומס הנתונים על ידי פיצול הרשת למחיצות קטנות יותר ומאפשר להן לעבד יותר עסקאות בשנייה. באופן ספציפי, פיצול נחוץ אם מערך נתונים גדול מכדי להיות מאוחסן במסד נתונים בודד, ובהתחשב במספר הפרויקטים והמפתחים הבנויים על הרשת שלו, זה אכן המקרה עם Ethereum.
למעשה, על פי ניתוח הנתונים, יש נגמרו 3,000 יישומים מבוזרים (dApps) פועל על ה-blockchain של Ethereum, כך שמדרגיות באמצעות פיצול היא דרישה מוחלטת ל-Ethereum כדי לשמור על מעמדה המוביל במערכת האקולוגית ולהבטיח את היעילות הכוללת של הרשת שלו.
איך זה עובד
על מנת להבין באופן מלא כיצד פועל פיצול בבלוקצ'יין, ישנה חשיבות חיונית לסקור את הפונקציות המבוצעות על ידי צמתים ולהבין כיצד הנתונים מאוחסנים ומעובדים.
צמתים הם מרכיב קריטי בתשתיות בלוקצ'יין שכן למעשה, בלעדיהם, הנתונים של בלוקצ'יין לא יהיו נגישים. כל הצמתים מחוברים זה לזה ומחליפים כל הזמן את נתוני הבלוקצ'יין העדכניים ביותר, כך שכל הצמתים יכולים להישאר מעודכנים. בעצם, צמתים מהווים את שכבת היסוד של הבלוקצ'יין מכיוון שהם מאפשרים לו לאחסן, לשמר ולהפיץ נתונים על פני התשתית שלו.
ברשתות מבוזרות, כל צומת חייב להיות מסוגל לאחסן מידע קריטי כגון היסטוריית עסקאות ויתרות חשבון. על ידי פיזור נתונים ועסקאות על פני מספר צמתים, blockchain יכול להבטיח את האבטחה שלו, עם זאת, מודל זה אינו היעיל ביותר מבחינת מדרגיות. בעוד שמערכת הספרים המבוזרים שלה מספקת לבלוקצ'יין תכונות ביזור ואבטחה, רשת שצריכה לעבד כמויות גדולות של עסקאות ולאחסן כמויות גדולות של נתונים עלולה להיות מוצפת, להיסתם ולחוות חביון או איטיות.
Ethereum, למשל, יכול לבצע בין 10 ל-20 עסקאות בשנייה, אבל זה למעשה לא כזה ביצועים עבור בלוקצ'יין בסדר גודל שלו, והסיבה מאחורי המהירות האיטית שלו היא פרוטוקול הקונצנזוס של הוכחת עבודה (PoW) הטבועה במסגרת שלו. לכן, בשל כך, הבלוקצ'יין של Ethereum זקוק מאוד להרחבה.
אולם באמצעות ריסוק, רשת בלוקצ'יין יכולה לפזר את עומס העבודה שלה בצורה אופקית כך שכל צומת לא צריך לטפל או לעבד את כל העסקאות שלו, מה שמאפשר עיצוב מדור ויעיל יותר.
חלוקה אופקית
פיצול מושגת באמצעות חלוקה אופקית של מסד נתונים או רשת לשורות שונות הנקראות רסיסים. ארכיטקטורה אופקית זו יוצרת מערכת אקולוגית דינמית יותר שכן היא מאפשרת לרסיסים לבצע פעולות מיוחדות על סמך המאפיינים שלהם. לדוגמה, רסיס עשוי להיות אחראי לאחסון היסטוריית העסקאות והמצב של כתובת מסוימת או יוכל לשתף פעולה עם רסיסים אחרים כדי לעבד עסקאות עבור נכס דיגיטלי כאמור.
כדי להבין טוב יותר כיצד פועלת חלוקה אופקית, המודל שלהלן ימחיש זאת.
המודל מציג מסד נתונים גדול המורכב מ-6 שורות. לאחר מכן, הטבלה המחולקת מראש מחולקת ל-3 רסיסים אופקיים קטנים יותר כדי להפוך את העיבוד של טבלת הנתונים הגדולה לניתנת יותר לניהול. חלוקה אופקית רק ממירה את הטבלה לגרסה קטנה ויעילה יותר של עצמה תוך שמירה על התכונות המקוריות שלה. ניתן ליישם את אותו תפיסה גם על תשתיות בלוקצ'יין, לפיה ניתן לפצל את מצב השרשרת לנתחים קטנים יותר וניתנים לניהול, הידועים גם בשם רסיסים.
קנה מידה אופקי לעומת אנכי
כאשר עוסקים בנושא מדרגיות, לתשתיות הבלוקצ'יין יש כמה אפשרויות: פתרונות Layer-2, קנה מידה אנכי וחלוקה אופקית.
Layer-2s הם פתרונות מדרגיות מחוץ לשרשרת שנבנו על גבי הבלוקצ'יין. הרעיון עם Layer-2s הוא בעצם לעקוף את שכבת הבסיס הבסיסית ולהציב עליה ארכיטקטורה נוספת. שכבה נוספת זו עוסקת בחישובים מורכבים ומנסה למתן את צווארי הבקבוק השונים בארכיטקטורה של שכבת הבסיס. Plasma ו-Raiden הן הדוגמאות הנפוצות ביותר של מדרגיות Layer-2 ואולי הפרויקט הבולט ביותר הממנף את Layer-2 הוא Polygon, לשעבר Matic.
ואז מגיע קנה מידה אנכי. קנה מידה אנכי כרוך בהרחבת רשת על ידי הוספת כוח וזיכרון נוספים ליחידת העיבוד הליבה של המערכת ונעשה על ידי שיפור היעילות של כל עסקה בודדת. לשם כך, קנה מידה אנכי בעצם מכניס יותר כוח עיבוד למכונה וירטואלית קיימת כדי לחזק את יכולת העיבוד שלה.
פתרונות קנה מידה אנכי מוגבלים למדי ביעילותם, אך הם הרבה יותר קלים ליישום בניגוד לסולמות אופקיים. למעשה, אם למשל יש בעיה עם הזיכרון המקומי של מכונה וירטואלית לא מספיק כדי לעבד עומס נכנס של עסקאות, פתרון קנה מידה אנכי עשוי לתקן זאת. בתרחיש זה, קנה מידה אנכי יוסיף עוד זיכרון לתשתית של המכונה הוירטואלית, וכתוצאה מכך יקטין את עומס העיבוד שלה ויגדיל את תפוקת העסקאות שלה.
עם זאת, אם עומס עסקה נכנס חורג מיכולת החומרה של המכונה הוירטואלית, שכן הוא אינו יכול לעבד אותו פיזית, נדרש פתרון קנה מידה אופקי.
כפי שנדון לעיל, קנה מידה אופקי או פיצול מסייע לשפר את התפוקה הכוללת של תשתיות בלוקצ'יין על ידי הוספת אשכולות נוספים או מכונות וירטואליות בודדות לשכבת הבסיס הקיימת. למרות שבסופו של דבר זוהי מערכת יעילה לשינוי קנה מידה, הריצוף אכן מגיע עם המורכבות שלו מכיוון שלוקח יותר זמן ליישם אותה ולפעול במלואו.
יתרה מכך, כאשר מדובר ביישום אקטיבי של פתרונות מדרגיות בתשתיות בלוקצ'יין, ישנן מספר שאלות שצריך להתייחס אליהן מנקודת מבט טכנית ויסודית בלבד.
Sharding לביזור גדול יותר
בהחלט יש טיעון לגבי המתאם בין ריסוק וביזור בבלוקצ'יין. למעשה, כאשר מציגים את המושג מדרגיות להקשר של טכנולוגיית הבלוקצ'יין, יש לציין שמכיוון שמערכות אלו כבר פועלות כרשתות מבוזרות, מטבע הדברים קשה להגדיל את התפוקה הכוללת שלהן על ידי הוספת ישויות חומרה להן, כמו צמתים, כורים או מאמתים.
זה מודגש בנוסף על ידי העובדה שמפתחי בלוקצ'יין שואפים לשמר את הבלתי משתנה הכוללת של שרשרת שכבת הבסיס ונחושים לא להתעסק בארכיטקטורה הבסיסית שלה.
זה, בתורו, מייצר כמה יתרונות לפתרונות קנה מידה שכן הוא מאפשר להם למנף את האבטחה והאמינות הקיימות של שרשרת שכבת הבסיס כדי להרחיב את תפוקת העסקאות הפוטנציאלית שלה, מבלי לגעת בתשתית הבסיסית שלה. ה רשת ברקים מהווה דוגמה טובה מאוד לכך, שכן היא משתמשת בטכנולוגיה שלה כדי למנף את האבטחה של הביטקוין על מנת להגדיל את יכולת העסקאות הכוללת של המערכת.
בנוסף, מכיוון שהרסיסה מפצלת נתחים גדולים של נתונים למחיצות אופקיות קטנות יותר, יעילות יותר, זה אכן מאפשר יצירת מערכת אקולוגית מבוזרת יותר בכללותה. למעשה, אם כל מבנה הנתונים של רשת בלוקצ'יין היה מצוי בסופר-צומת אחד ורק בודדים יכולים להפעיל אותו ולגשת אליו, זה קודם כל יקל על התוקפים לתפעל ולנצל את המבנה האמור, ושנית, זה היה מקל על התוקפים השאיפות חסרות האמון והמבוזרות שמקורן במערכות אקולוגיות של בלוקצ'יין.
לפיכך, ניתן להתייחס למדרגיות ולפיצול בפרט כמרכיבים אינטגרליים של הפיתוח הכולל של רשתות בלוקצ'יין, כמו גם כזרזים אולטימטיביים ל-'reison d'être' המבוזר של בלוקצ'יין.
חלוקה עם ETH 2.0
לפי חוקר הבלוק Etherscan, צמתים מלאים של Ethereum כבר תופסים לפחות 5 טרה-בייט של מקום, שהם פי 10 יותר ממה שמחשב ממוצע יכול להחזיק. יתר על כן, הצמתים של Ethereum רק הולכים להיות גדולים יותר וקשים יותר להפעלה ככל שהפלטפורמה מתפתחת ובסיס המשתמשים שלה יגדל עם הזמן.
ברור אפוא ש-Ethereum דורש מדרגיות קרובה, והריסוק הוא למעשה הפתרון לכך. אז, הבה נדון כעת כיצד פיצול עם Ethereum 2.0 יעבוד.
חלק צמתים וכבש
ביחד עם קספר ו-Ethereum WebAssembly (ewasm), ריסוק הוא אחד המאפיינים העיקריים של השדרוג המצופה של Ethereum 2.0. נכון לעכשיו, ברשת Ethereum, כל צומת חייב לאמת כל עסקה, תכונה שמבטיחה מטבעה את החיים של הרשת שלו. זאת על מנת שגם אם 80% מצמתי ה-Ethereum ירדו בו זמנית, הרשת עדיין תפעל.
המודל הנוכחי הזה לא בהכרח הופך את Ethereum לאיטי יותר, אבל הוא אכן בעייתי מכיוון שהוא לא מייעל את משאבי הרשת של ETH באופן מלא. לדוגמה, נניח שיש שלושה צמתים נפרדים ברשת Ethereum המאמתים עסקה וצמתים אלו מוגדרים כצומת X, צומת Y וצומת Z. נכון לעכשיו, על מנת לאמת עסקה, המוגדרת כנתונים T, כל צומת יבצע צריך לאמת את כל מערך הנתונים של T כדי שזה יאושר.
זה אמנם מבטיח את האבטחה הכוללת של הרשת, אבל זה יוצר צוואר בקבוק שדרכו כל עסקה חייבת לעבור. למעשה, הרשת נאלצת להמתין לכל צומת כדי לאמת כל עסקה, מה שכמובן אינו התרחיש האידיאלי או היעיל ביותר. עם זאת, עם Ethereum 2.0 והצעת הריסוק שלו, מערך הנתונים של T יחולק ל-T1, T2 ו-T3, למשל, והצמתים X, Y ו-Z יצטרכו כל אחד לעבד רק אחד מרסיסי הנתונים הקטנים יותר כדי אמת את מכלול מערך הנתונים של T.
"אנחנו רוצים להיות מסוגלים לעבד יותר מ-10,000 עסקאות בשנייה מבלי לאלץ כל צומת להיות מחשב-על או לאלץ כל צומת לאחסן טרה-בייט של נתוני מצב, וזה דורש פתרון מקיף שבו עומסי העבודה של אחסון מצב, עיבוד עסקאות ו אפילו הורדת עסקאות ושידור חוזר מפוזרות על פני צמתים.' שאלות נפוצות של Sharding - Ethereum Wiki
על ידי פירוק נתונים לקבוצות משנה קטנות יותר, Ethereum יכול להשיג תפוקת עסקאות גדולה יותר וליצור סביבה מהירה ובת קיימא יותר כדי להגשים את יעדיו העתידיים ולהמשיך לצמוח כמערכת אקולוגית.
מכניקת ריסוק
Ethereum 2.0 יחפש למקסם את היעילות של הרשת שלו על ידי השלמת מעבר שכבת בסיס מהוכחת עבודה (PoW) להוכחת הימור (PoS). אלגוריתם הקונצנזוס של הוכחת עבודה (PoW) מבוסס על הרעיון של כורה כדי לשמור על הרשת בטוחה ומסונכרנת, ודורש כמויות גדולות של כוח חישוב כדי לפעול. מצד שני, Proof of Stake מחליף את צריכת האנרגיה בהתחייבות פיננסית.
במקרה זה, פרוטוקול הוכחת הימור של ETH 2.0, הנקרא קספר, לא ידרוש עוד כורים אלא יישם אימות אשר, על ידי הצבת לפחות 32 ETH במאגר הימורים, יוכלו לאמת עסקאות וליצור בלוקים חדשים. קספר יימסר דרך שרשרת הביקון, שתהיה שרשרת המערכת של Ethereum 2.0, ותאפשר לרסיסים לתקשר זה עם זה.
כמובן, זה מהווה את העלייה התשתיתית למדי ולכן המשתמשים צריכים לצפות להתמודד עם צורה חדשה, אופטימלית יותר של Ethereum בסך הכל. מלכתחילה, ETH 2.0 יהפוך חשבונות משתמש ספציפיים לרסיס מסוים ויחלק עסקאות ל'חבילות עסקאות', ויקצה כל חבילה לרסיס מסוים. חבילות אלו יחולקו עוד יותר לכותרות וגופים של קבוצות עסקאות, כאשר כל רכיב מגדיר מאפיינים ספציפיים של הרסיס.
כפי שמודגם בתמונה למעלה, לכל כותרת של קבוצת עסקאות יש חלק ימני ושמאלי נפרדים. החלק השמאלי של הכותרת מציג את הרכיבים הבאים:
- מזהה שבר: לזיהוי הרס שאליו שייכת קבוצת העסקאות.
- Pre-State Root: מצב השורש של אותו רסיס מסוים לפני שקבוצת העסקאות ממוקמת בתוכו.
- Post-State Root: מצב השורש של הרסיס לאחר מיקום קבוצת העסקאות בתוכו.
- שורש קבלה: אישור שקבוצת העסקאות נכנסה לשורש הרסיס.
החלק הימני של הכותרת, לעומת זאת, מציג קבוצה של מאמתים שנבחרו באקראי שמאמתים עסקאות בתוך הרסיס עצמו. בנוסף, חבילות עסקאות אלו צריכות לעבור תהליך אימות כפול על מנת להסתפח לשרשרת הראשית. תהליך האימות הראשון כולל מאמתים אשר מוקצים באופן אקראי לרסיס כדי להצביע על תוקף כל חבילת עסקה. אם המאמתים מצביעים בחיוב, ועדה נפרדת בשרשרת המשואות חייבת לאמת הצבעה זו באמצעות חוזה חכם של מנהל ריסוק. אם גם ההצבעה השנייה תהיה חיובית, חבילת העסקאות תצורף לשרשרת הראשית ותהפוך לחלק מהפנקס הציבורי, תוך יצירת קשר צולב בלתי משתנה לקבוצת העסקאות באותו רסיס.
תקשורת בין רסיסים
התשתית של ETH 2.0 תאפשר לרסיסים לתקשר בצורה יעילה במטרה לייצר מערכת אקולוגית הדדית באמת בעלת תועלת הדדית. Vitalik Buterin, איש החזון והמייסד של Ethereum, תיאר בצורה הטובה ביותר את הרעיון של תקשורת צולבת ב-DevCon 2018 בפראג על ידי הצהרה:
תארו לעצמכם שהאת'ריום פוצל לאלפי איים. כל אי יכול לעשות את שלו. לכל אחד מהאי יש תכונות ייחודיות משלו וכל מי ששייך לאותו אי, כלומר החשבונות, יכול לקיים אינטראקציה זה עם זה והם יכולים להתמכר בחופשיות לכל התכונות שלו. אם הם רוצים ליצור קשר עם איים אחרים, הם יצטרכו להשתמש בפרוטוקול כלשהו. – Vitalik Buterin Devcon 2018 – לינקדין
אם ניקח בחשבון את האנלוגיה של אי הרסיסים של בוטרין, ברור שאם הרסיסים האלה רוצים לתקשר בהצלחה אחד עם השני, הם ידרשו פרוטוקול חוצה ספציפי. פרוטוקול האינטרקומוניקציה של ETH 2.0 הנבחר הוא מה שנקרא 'פרדיגמת הקבלה'. כפי שהוצג בעבר בתמונה למעלה, שורש הקבלה הוא מרכיב בכותרת של קבוצת העסקאות ומשמש לאשר שקבוצת עסקה נכנסה לשורש הרסיס בעץ מרקל.
כל עסקה בודדת בקבוצה מייצרת קבלה ברסיס הספציפי אליו היא שייכת. שרשרת ה-Beacon, שרשרת המערכת של Ethereum 2.0, תשתמש אז בזיכרון המשותף המבוזר שלה כדי לאחסן את כל קבלות העסקאות הללו בתוכה, ומכאן המונח 'פרדיגמת קבלה'. זאת על מנת שרסיסים אחרים יוכלו לראות ולקיים אינטראקציה עם הקבלות בתוך שרשרת ה-Beacon, אך בגלל האופי הבלתי משתנה של הבלוקצ'יין, הם לא יוכלו להתעסק בקבלות העסקאות בעצמם.
זוהי תכונה חשובה מכיוון שהיא תאפשר לרסיסים לדעת בדיוק מתי מתאים לתקשר אחד עם השני ולעשות זאת רק בעת הצורך. למעשה, העיצוב הספציפי הזה ל-ETH 2.0 מאפשר לרסיסים לאמת ולהפיק תועלת מהפעילות של זה תוך שמירה על הסופיות והמטרה של כל רסיס בנפרד.
סיבוכיות תפעוליות וחביון צולבים
שתיים מהסוגיות הדוחקות ביותר בכל הנוגע לתקשורת צולבת של ETH 2.0 כרוכים במורכבות תפעולית והשהייה. עם זאת, Vitalik Buterin הכריזה על שתי הצעות לתקן זאת ולהבטיח את הפיתוח של Ethereum מפורק במלואו.
הצעות אלו יהיו:
- משפך מספר תחומי אחריות ומשימות מהשברים הבודדים לשרשרת המשואות.
- ודא שלכל רסיס יש מצב וביצוע משלו.
- צמצום מורכבויות במבנה הרסיס ושימור פונקציונליות רשת שונות.
- תן לרסיסים מספיק פונקציונליות כדי לתמוך בביצוע חוזה חכם בקבוצות העסקאות השונות.
- הצג 3 סוגי עסקאות חדשים: סקריפט ביצוע חדש, אימות חדש ומשיכה. ה-New Execution Script יצור סקריפט ביצוע שיכול להחזיק ETH, ה-New Validator יכול להוסיף מאמתים חדשים למערכת, וביטול יכול להסיר מאמתים משרשרת ה-Beacon.
יתר על כן, בעיה נוספת ש-ETH 2.0 מבקשת לפתור היא Network Latency בתקשורת צולבת. אם, למשל, משתמש רוצה לשלוח אסימון מ-shard X ל-shard Y, עסקה ב-shard X הורסת את האסימון שם אך שומרת רישום של הערך שנשלח, הכתובת והרסיס היעד, במקרה זה רסיד Y.
לאחר עיכוב מסוים, כל רסיס בודד לומד על שורש המצב של רסיסים אחרים מה שמאפשר להם לאמת את העסקה ולאשר שהכתובת של רסיס Y תקפה. לאחר מכן ייצור Shard X קבלה על עסקה שתשוחזר על ידי Shard Y, ותאפשר להשמיד את הערך ב- Shard X ולהעביר אותו אל Shard Y.
כפי שניתן לדמיין, תהליך זה גורם לא מעט עיכובים ומוריד לחלוטין מיעדי המדרגיות של ETH 2.0. לפיכך, Ethereum הציע פתרון לכך שנקרא העברות צולבות רסיסה מהירות באמצעות שורשי קבלה אופטימיים. למרות שהכותרת עשויה להיות מטעה, זוהי למעשה מערכת די פשוטה שגוררת אחסון מצבים מותנים ואופטימיות לגבי תקפותה של עסקה שהוגשה.
בעצם, כל זה אומר שאם לבוב יש 50 אסימונים על שרד B ואליס שולחת 20 אסימונים לבוב משברד A, אבל שרד B עדיין לא יודע את מצבו של שרד A ולכן אינו יכול לאמת את ההעברה במלואה, מצבו של בוב. חשבון (Shard B) יציג באופן זמני 70 אסימונים אם ההעברה מאליס היא אמיתית או 50 אסימונים אם לא.
הסיבה לכך היא שמאמתים שמאמתים את העסקה מחלק א' לשבר ב' יכולים להיות בטוחים באופן אופטימי בסופיות ההעברה ובעובדה שחשבונו של בוב בסופו של דבר יפתר ל-70 אסימונים לאחר אימות העסקה מאליס. לפיכך, המאמתים יכולים לפעול כאילו לבוב כבר יש את 70 האסימונים.
לאחר אימות העסקה מחלק א' לשבר ב' היא הופכת לצמיתות, או פשוט מבוטלת אם היא לא הייתה תקפה. מערכת Fast Cross-Shard Transfer זו מפחיתה מאוד את צווארי הבקבוק הנגרמים כתוצאה מהשהיית הרשת, ואם יושמה בהצלחה, תאפשר ל-Ethereum 2.0 להאיץ את התפוקה שלו ולשפר את המדרגיות הכוללת שלו.
מלבד Ethereum 2.0, הבה נדון כעת בקצרה כיצד מיושם ריסוק בפרויקטים אחרים, וליתר דיוק, ב זיליקה, סמוך ל ו מנוקד.
ריסוק עם זיליקה
פרויקט נוסף שמעביר הצעות ערך מעניינות והוא גם יישום ריסוק הוא Zilliqa. Zilliqa, שנוסדה בשנת 2017, היא בלוקצ'יין עבור מקרי שימוש אינטנסיביים מבחינה חישובית עבור ארגונים וטכנולוגיה מתפתחת, כאשר הפונקציונליות העיקרית שלו היא פיצול ועיבוד עסקאות מקביל.
בעוד שהרשת שלה פועלת על אלגוריתמים של הוכחת עבודה (PoW) הדורשים כוח חישוב כבד, Zilliqa נועדה להרחיב על פי דרישה על ידי שימוש בצמתים וכורים נוספים של ZIL, מה שמאפשר להוסיף רסיסים נוספים לרשת.
ZIL הוא האסימון המקורי של Zilliqa, ולפי מודל הרסיסים שלה, אם ל-Ziliqa יהיו 20,000 צמתים הרשת שלה יכולה להתפרק ל-25 תת-רשתות עם 800 צמתים כל אחת שיכולה לעבד נתונים במקביל ובו-זמנית. הארכיטקטורה של Zilliqa מורכבת שכן היא משתמשת בשני בלוקצ'יין, גם במקביל. הפרויקט משתמש בלוקים של טרנזקציות, הנקראים TX-Blocks, כדי להכיל טרנזקציות שנשלחות על ידי משתמשי רשת ובלוקי שירות ספריות, או DS-Blocks, כדי להכיל נתונים על כורי הרשת המאבטחים ותומכים בתשתית של Zilliqa.
ריסוק הבלוקצ'יין של Zilliqa הוא תהליך כפול. ראשית, היא בוחרת צמתים של ועדת שירות מדריך שמתחילים את תהליך הריסוק ומקצים צמתים לכל רסיס. שנית, ברגע שעסקאות מאומתות ברסיס, אז ניתן לאמת אותן על ידי כל הרשת ולהיכנס למצב גלובלי שמספח כל עסקה בכל רסיס למקור אמת יחיד וניתן לאימות בבלוקצ'יין Zilliqa.
במהותה, עסקת פיצול ברשת Zilliqa כוללת משתמש המשגר עסקה אשר מועברת לאחר מכן ל-shard המאמת את העסקה ומשווה אותה לעסקאות אחרות ליצירת 'מיקרובלוק' של עסקאות. לאחר מכן, מושגת הסכמה על ידי הרסיס על תוקפו של המיקרובלוק, אשר מוקצה לאחר מכן לוועדת שירות המדריך הממזגת מיקרובלוקים עם 'הבלוק הסופי'. לאחר מכן, ועדת DS משיגה הסכמה אולטימטיבית על הבלוק הזה לפני סיפוחו לבלוקצ'יין.
Sharding עם NEAR
פרויקט שמיישם צורה חלופית למדי של רסיסה אינו אחר מאשר פרוטוקול NEAR. הושק בשנת 2020, NEAR היא פלטפורמת בלוקצ'יין המנוהלת על ידי הוכחה של היתד (PoS), עם יכולת פעולה הדדית ומדרגיות בבסיסה.
NEAR ממנפת את טכנולוגיית ה-Nightshade שלה כדי להשיג יכולות תפוקה מסיביות שרואה שהמאמתים מעבדים עסקאות במקביל כדי לשפר את יכולות נשיאת העסקאות הכוללות של הבלוקצ'יין. בעוד שמודל הרסיסים המבוסס על שרשראות רסיסים ושרשרת משואות הוא למעשה רב עוצמה, עם זאת הוא מציג כמה מורכבויות תשתיתיות בשל העובדה ששתי שרשראות הרסיסים והן שרשרת המשואות הן, במהותן, ישויות נפרדות בתוך אותה מערכת אקולוגית של בלוקצ'יין.
פרוטוקול NEAR מתייחס לעניין זה ומציג תכנון ריסוק משכנע על ידי מודל התשתית שלו כבלוקצ'יין בודד, שבו כל בלוק מכיל באופן הגיוני את כל העסקאות עבור כל הרסיסים, ומשנה את כל מצב הרסיסים. באמצעות Nightshade, NEAR יכולה לשמר את האתוס של ייחוד בלוקצ'יין על ידי פיצול העסקאות של כל בלוק לנתחים פיזיים, באופן אידיאלי עם נתח אחד לכל רסיס, וצירוף אותם לבלוק אחד.
ריסוק עם פולקדות
Polkadot משתמשת במודל ריסוק השונה לחלוטין ממנגנון הריסוק המבוסס על Ethereum ועושה שימוש בתכונות ההרכבה הצולבת-שרשרת שלו כדי להפעיל ריסוק באמצעות parachains. העיצוב המקורי של Polkadot הוא של רשת מרובת שרשרת המספקת מהימנות, אבטחה ומדרגיות של Layer-0 לכל שרשראות הבלוקצ'יין של Layer-1 שנבנו על גבי הארכיטקטורה שלה.
שכבות 1 אלה מייצגות את רשת ה-parachain, כאשר parachains הם ה-blockchains המגוונים הפועלים במקביל בתוך המערכת האקולוגית של Polkadot, הן ברשתות Polkadot והן ברשתות Kusama.
Parachains מחוברים ומאובטחים על ידי שרשרת הממסר של Polkadot והם יכולים להפיק תועלת מהאבטחה, המדרגיות והיכולת ההדדית שמספקת Polkadot. רשת ה-parachain אכן יכולה להיחשב כפרדיגמת ריסוק מתקדמת המיישמת את תכונות הרשת הראשית פולקדות ופועלת באופן מקביל, דמוי רסיס.
פרויקטים של Parachain כמו Clover, למשל, יכולים לספק עסקאות ללא גז ולהביא שכבות חדשות של מדרגיות ויכולת פעולה הדדית לתשתיות Layer-1 לא מנותקות. הסיבה לכך היא ש-Polkadot, כרשת מרובת שרשרת הבנויה על parachains, מסוגלת לעבד מספר עסקאות מקבילות במספר רשתות בו-זמנית, ובסופו של דבר מגלמת את הרעיון של ריסוק צולב שרשרת.
סיכום
Sharding הוא הבסיס של מדרגיות ברשתות מבוזרות והוא מציע מגוון הזדמנויות מרגשות עבור אותם פרויקטים המעוניינים ליישם אותו או לפחות להתנסות בקונספט שלו.
הנושא, נכון לעכשיו, מוגדר על ידי העובדה שרשתות בלוקצ'יין צומחות ומתרחבות בקצב אקספוננציאלי בשל הפופולריות שלהן, מקרה השימוש ובסופו של דבר, הביקוש שלהן. בתורו, זה גורם לסדרה של צווארי בקבוק על השרשרת, מורכבויות וחוסר יעילות של הרשת ובסך הכל מבטא את הצורך הקשה שלהם בפתרון קנה מידה מתאים.
Ethereum 2.0 אמור להציג את יכולות הרסיס שלו בעתיד הלא כל כך רחוק וזה מייצג את אחד האירועים הצפויים ביותר בהיסטוריה של הבלוקצ'יין של ETH. הציפיות נותרו גבוהות להפליא שכן אכן, אם הריסוק של ETH 2.0 יצליח, זה יבטיח את המדרגיות ארוכת הטווח של רשת Ethereum וילווה את הפרויקט במסעו להפוך למבוזר, פתוח לכל, בלתי אפשרי לסגור את העולם מַחשֵׁב'.
הצהרת אחריות: אלה דעות הכותב ואין לראות בהן ייעוץ השקעות. הקוראים צריכים לעשות מחקר משלהם.
מקור: https://www.coinbureau.com/technology/what-is-sharding-complete-beginners-guide/
- 000
- 2020
- 9
- מוּחלָט
- גישה
- חֶשְׁבּוֹן
- נוסף
- עצה
- אַלגוֹרִיתְם
- אלגוריתמים
- תעשיות
- כל העסקאות
- מאפשר
- אמזון בעברית
- ניתוח
- הודיע
- יישומים
- ארכיטקטורה
- נכס
- שרשרת משואה
- הטוב ביותר
- ביטקוין
- blockchain
- טכנולוגיה
- גוּף
- חיזוק
- לִבנוֹת
- בִּניָן
- עסקים
- בוטרין
- קיבולת
- נושאת
- מקרים
- גרם
- לאתגר
- CoinBureau
- קוינדסק
- Common
- תקשורת
- רְכִיב
- מדעי מחשב
- קונסנסוס
- צְרִיכָה
- להמשיך
- חוזה
- יוצרים
- חוצה שרשרת
- מטבע מבוזר
- נוֹכְחִי
- DAPs
- נתונים
- ניתוח נתונים
- מסד נתונים
- עסקה
- התמודדות
- דילים
- ביזור
- עיכוב
- עיכובים
- דרישה
- עיצוב
- הרוס
- devcon
- לפתח
- מפתחים
- צעצועי התפתחות
- דיגיטלי
- נכס דיגיטלי
- ספר חשבונות מבוזר
- המערכת האקולוגית
- מערכות אקולוגיות
- אפקטיבי
- יְעִילוּת
- אנרגיה
- מִפְעָל
- סביבה
- ETH
- את 2.0
- ethereum
- אתריום 2.0
- הבלוק
- אתרום גז
- רשת אתרנט
- אֶתוֹס
- אירועים
- הוצאת להורג
- לְהַרְחִיב
- הרחבת
- הרחבה
- לְנַסוֹת
- לנצל
- אופנה
- מהר
- מאפיין
- תכונות
- אגרות
- פיננסים
- כספי
- ראשון
- טופס
- מייסד
- מסגרת
- מלא
- עתיד
- גז
- דמי דלק
- גלוֹבָּלִי
- טוב
- קְבוּצָה
- לגדול
- גדל
- מדריך
- חומרה
- גָבוֹהַ
- היסטוריה
- להחזיק
- איך
- HTTPS
- עצום
- רעיון
- לזהות
- תמונה
- להגדיל
- תעשיות
- מידע
- תשתית
- אינטגרלי
- אינטרס
- אינטרנט
- יכולת פעולה הדדית
- השקעה
- בעיות
- IT
- מפתח
- גָדוֹל
- האחרון
- מוביל
- פנקס
- תנופה
- ברק
- רשת ברקים
- מוגבל
- לינקדין
- לִטעוֹן
- מקומי
- ארוך
- מכונה
- גדול
- עשייה
- כורים
- מודל
- כסף
- ליד
- רשת
- רשתות
- צמתים
- המיוחדות שלנו
- באינטרנט
- לפתוח
- דעות
- אפשרויות
- להזמין
- אחר
- פרדיגמה
- פלזמה
- פלטפורמה
- פלטפורמות
- מנוקד
- בריכה
- PoS
- פו
- כּוֹחַ
- להציג
- פּרוֹיֶקט
- פרויקטים
- הוכחה
- הצעה
- ציבורי
- לחקור
- הקוראים
- מציאות
- להפחית
- מחקר
- משאבים
- סקירה
- הפעלה
- ריצה
- בטוח
- בקרת מערכות ותקשורת
- סולם
- דרוג
- מדע
- אבטחה
- רואה
- נבחר
- רגש
- סדרה
- שירותים
- סט
- sharding
- משותף
- הייחודיות
- מידה
- חכם
- חוזה חכם
- So
- פתרונות
- לפתור
- מֶרחָב
- מְהִירוּת
- לפצל
- התפשטות
- יתד
- סטקינג
- מדינה
- הברית
- מצב
- להשאר
- אחסון
- חנות
- הוגש
- מוצלח
- מחשב העל
- תמיכה
- בר קיימא
- מערכת
- מערכות
- טק
- טכני
- טכנולוגיה
- זמן
- אסימון
- מטבעות
- חלק עליון
- עסקה
- עסקות
- us
- משתמשים
- ערך
- אימות
- לצפיה
- וירטואלי
- מכונה וירטואלית
- ationsier
- בוטרין חיוני
- הַצבָּעָה
- לחכות
- עושר
- מה
- מי
- בתוך
- תיק עבודות
- עובד
- X
- זיליקה