Sharding

Schnelle Definition

Beim Sharding wird ein Netzwerk in mehrere Instanzen aufgeteilt, um mehr Transaktionen pro Sekunde zu ermöglichen.

Wichtige Details

  • Sharding bedeutet, dass ein Blockchain-Netzwerk in „Shards“ aufgeteilt wird. Es ist möglich, dass jeder Shard seine eigene Version einer Blockchain enthält.
  • Das Ethereum-Network wird Sharding als Technik einsetzen, um seine Skalierbarkeit mit „ETH2“, der aktualisierten Version seiner Blockchain, zu verbessern.
  • Blockchains, die Sharding verwenden, sind anfällig für Sicherheitsrisiken wie „Shard Takeovers“, bei denen ein einzelner Teil des Netzwerks isoliert und angegriffen werden kann.

Was ist Sharding?

Beim Sharding wird ein Blockchain-Network aufgeteilt, damit die Daten schneller verarbeitet werden können. Wenn zu viele Transaktionen auf einer Blockchain stattfinden, ist es nicht ungewöhnlich, dass die Blockchain langsamer wird und bei den Transaktionen Fehler auftreten. Um die Anzahl der Transaktionen pro Sekunde und der Daten, die durch ein Netzwerk laufen können, zu erhöhen, müssen Blockchains skalierbar sein. Um die Skalierbarkeit der Blockchain zu verbessern, können die Entwickler auf eine Datenpartitionierungsmethode zurückgreifen, die als „Sharding“ bekannt ist.

Eine Blockchain besteht aus Knotenpunkten, die Transaktionen validieren. Normalerweise müssten diese Knoten die Daten des gesamten Netzwerks verarbeiten, um Transaktionen zu validieren. Beim Sharding enthalten diese Knoten nur die Informationen, die für ihren Teil des Netzwerks benötigt werden, und nicht für das gesamte Netzwerk. Auf diese Weise können Transaktionen schneller verarbeitet werden.

Welche Blockchains verwenden Sharding?

Das Polkadot-Netzwerk nutzt derzeit Sharding-Techniken, um seine Daten und Transaktionen zu verwalten. Bei Polkadot wird jedes Netzwerk als Parachain bezeichnet und jede Parachain ist eine eigene Blockchain, die ihre eigenen Daten verarbeitet. Diese Parachains sind alle mit einer Relay-Chain verbunden, die die Kommunikation aller Parachains untereinander verwaltet, sodass sie alle gleichzeitig auf dem Laufenden bleiben können.

Die Avalanche-Blockchain ist ähnlich wie Polkadots. Avalanche umfasst eine Relay-Chain, die mit einer Plattform-Chain verbunden ist, die es dem Netzwerk ermöglicht, zu splitten und die Skalierbarkeit zu erhöhen, eine Exchange-Chain, die für den Austausch von Vermögenswerten im Netzwerk zuständig ist, und eine Contract-Chain für die Erstellung von Smart Contracts.

Die Ethereum-Sharding-Methode umfasst eine Beacon-Kette, die wie die Relay-Kette von Polkadot funktioniert, und 64 Shards, wobei die Knoten nach dem Zufallsprinzip einem der 64 Shards zugewiesen werden, wo sie für die Verarbeitung ihres eigenen Anteils am Ethereum-Netzwerk gleichzeitig mit anderen Knoten verantwortlich sind.

Was sind die Risiken des Sharding?

Eine Shard-Übernahme liegt vor, wenn böswillige Knoten einen Shard oder mehrere Shards korrumpieren und so einen Teil des Netzwerks verzerren und das Netzwerk aus der Synchronisation zwingen oder einen Teil des Netzwerks abschalten.

Eine der Ethereum-Techniken zur Vermeidung von Shard-Takeovers wird darin bestehen, Knoten in zufälligen Zeiträumen einem beliebigen Shard im Netzwerk zuzuweisen. Dies geschieht in der Hoffnung, dass potenzielle Angreifer nur schwer herausfinden können, wann der beste Zeitpunkt für einen Angriff auf einen Knotenpunkt ist und welchen Knotenpunkt sie möglicherweise angreifen werden.

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James Knight
Editor of Education
Wenn er nicht bei der Arbeit ist, ist James ein begeisterter Händler und Golfer, der gerne reist. Einmal hat er einen Strauß gefüttert, geritten und gegessen… mehr lesen.