რა არის შარდინგი და როგორ მუშაობს ის?

TL;DR

• შარდინგი არის ბლოკჩეინის უფრო მცირე „შარდებად“ დაყოფის მეთოდი, რომლის მეშვეობითაც ხდება 1-ელი დონის ქსელების მასშტაბირებასთან დაკავშირებული პრობლემების გადაჭრა.

• შარდინგი ზრდის ტრანზაქციების განხორციელების სისწრაფეს, ამცირებს დამუშავებისა და შენახვის ხარჯებს და ქსელის ეფექტურობის დონეს.

• თუმცა, შარდინგს უარყოფითი მხარეებიც გააჩნია, როგორიცაა ქსელის უსაფრთხოებასთან დაკავშირებული საკითხები და შარდებს შორის განხორციელებული ტრანზაქციების კომპლექსურობა.

შესავალი

ბლოკჩეინის ტექნოლოგიას გააჩნია უზარმაზარი პოტენციალი დეცენტრალიზაციის, გამჭვირვალობისა და უსაფრთხოების საკითხებთან მიმართებაში. მაგრამ ის დგას მნიშვნელოვანი გამოწვევის წინაშე: ეს არის მასშტაბირებადობა. მასშტაბირებადობა არის „ბლოკჩეინის ტრილემის“ ერთ-ერთი ელემენტი, რომელიც ასევე მოიცავს უსაფრთხოებას და დეცენტრალიზაციას. სამივე კომპონენტის სასურველ დონემდე ერთდროულად მიღწევა ბლოკჩეინის სივრცის მუდმივი პრობლემაა. ასეთ სიტუაციებში ვიყენებთ „შარდინგის“ მსგავს სტრატეგიულ მიდგომებს.

რა არის შარდინგი?

შარდინგი არის მონაცემთა ბაზის ტრადიციული მართვის სქემიდან ნასესხები კონცეფცია. ეს გახლავთ მონაცემთა ბაზის შედარებით მცირე, მარტივად მართვად ნაწილებად დაყოფის პროცესი, რომელთაც ეწოდება შარდები. ბლოკჩეინზე მისი გამოყენების მიზანია მასშტაბირებადობის გაუმჯობესება და ამავდროულად, დეცენტრალიზაციის ძირითადი პრინციპების დაცვა. ფაქტიურად, შარდინგი წარმოადგენს ბლოკჩეინის ქსელის შედარებით მცირე ნაწილებად, ანუ შარდებად დაყოფის პროცესს, რომელთაგან თითოეულს გააჩნია ტრანზაქციების და სმარტ კონტრაქტების პარალელურად დამუშავების შესაძლებლობა.

როგორ მუშაობს შარდინგი?

იმის გასაგებად, თუ როგორც ხორციელდება შარდინგის პროცესი ბლოკჩეინის ქსელზე, საჭიროა ვიცოდეთ, თუ როგორ ხდება ბლოკჩეინის მონაცემების შენახვა და დამუშავება. არსებობს მონაცემთა დამუშავების მრავალი მეთოდი. ამ სტატიაში ჩვენ განვიხილავთ თანმიმდევრული და პარალელური დამუშავების პროცესს.

როგორც წესი, ბლოკჩეინის თითოეული ნოდი პასუხისმგებელია ქსელში განხორციელებული ტრანზაქციების მთლიანი მოცულობის მართვაზე. მონაცემთა დამუშავების ამ ტიპს, როგორც წესი უწოდებენ თანმიმდევრულ დამუშავებას. ეს გულისხმობს იმას, რომ ყველა ნოდმა უნდა შეინარჩუნოს და შეინახოს ყველა კრიტიკულად მნიშვნელოვანი ინფორმაცია, როგორიცაა ანგარიშის ბალანსები და ტრანზაქციების ისტორია. თითოეულმა ნოდმა უნდა დაამუშაოს ქსელის ყველა ოპერაცია, მონაცემი და ტრანზაქცია.

მიუხედავად იმისა, რომ ყველა ნოდში თითოეული ტრანზაქციის ჩაწერის ეს მოდელი აუმჯობესებს ბლოკჩეინის უსაფრთხოების დონეს, ის მკვეთრად ამცირებს მონაცემთა დამუშავების სიჩქარეს. ამ შემთხვევაში, ჩვენ ვიყენებთ მონაცემთა პარალელური დამუშავების მეთოდს, ვინაიდან ის გვაძლევს მრავალი ოპერაციის ერთდროულად აღსრულების საშუალებას.

შარდინგი შეიძლება იყოს ამ პრობლემის მოგვარების მეთოდი, ვინაიდან ის ანაწილებს ტრანზაქციების დამუშავების დატვირთვას ბლოკჩეინის მთელ ქსელზე. ეს ნიშნავს, რომ ყველა ნოდს არ სჭირდება ბლოკჩეინის მთლიანი დატვირთვის მართვა ან დამუშავება.

ამის ნაცვლად, შარდინგი ახდენს სამუშაო დატვირთვის დაყოფას ჰორიზონტალური განაწილების გზით. ამ პროცესის მიმდინარეობისას, მონაცემები იყოფა ჰორიზონტალურ ქვეჯგუფებად, სადაც თითოეული შარდი მოქმედებს, როგორც დამოუკიდებელი მონაცემთა ბაზა, რომელსაც შეუძლია ტრანზაქციების სხვებისგან განცალკევებით დამუშავება. 

ჰორიზონტალური და ვერტიკალური განაწილება

ჰორიზონტალური და ვერტიკალური განაწილება არის მონაცემთა ბაზის მასშტაბირებადობის გაუმჯობესების ორი ძირითადი მიდგომა. ორივე მიდგომის მიზანია დიდი მოცულობის მონაცემების უფრო ეფექტურად მართვა, თუმცა მათი მუშაობის პროცესი ფუნდამენტურად განსხვავდება ერთმანეთისგან. შარდინგი არის ჰორიზონტალური განაწილების გავრცელებული მეთოდი.

ჰორიზონტალური განაწილების დროს, მონაცემები იყოფა რიგებად და ნაწილდება სხვადასხვა ნოდებზე (ან მონაცემთა ბაზებზე), სადაც თითოეული მათგანი მოიცავს მონაცემთა ქვეჯგუფს. ცხრილის თითოეული რიგი უნიკალური ერთეულია, ამიტომ მათი განცალკევება არ იწვევს მონაცემთა მთლიანობის რაიმე სახით დარღვევას. ჰორიზონტალური განაწილების თვალსაჩინო მაგალითია Ethereum და Bitcoin ბლოკჩეინის ქსელების განაწილება.

ვერტიკალური განაწილების დროს, მონაცემები იყოფა სვეტებად და არა რიგებად. ვერტიკალური განაწილების დროს, თითოეული ნაწილი მოიცავს მონაცემთა ქვეჯგუფს თითოეული ერთეულისთვის ან მონაცემთა მთლიან ნაკრებს, მაგრამ მახასიათებლების მხოლოდ გარკვეული ნაკრებისთვის. მაგალითად, განვიხილოთ მომხმარებლის ცხრილი შემდეგი სვეტებით: „სახელი“, „სტატუსი“, „აღწერა“ და „ფოტო“. ვერტიკალური განაწილების დროს, „სახელი“ და „სტატუსი“ შეიძლება შენახული იყოს ერთ ცხრილში, ხოლო „აღწერა“ და „ფოტო“ - მეორეში.

რატომ ანიჭებენ უპირატესობას ჰორიზონტალური განაწილების მეთოდს?

ბლოკჩეინის ქსელებზე ჰორიზონტალურ განაწილებას ვერტიკალურ განაწილებასთან შედარებით უპირატესობა ენიჭება სამი ძირითადი მიზეზის გამო: მასშტაბირებადობა, დეცენტრალიზაცია და უსაფრთხოება.

მასშტაბირებადობა: ამ პრობლემის გადასაჭრელად, შარდინგი იყენებს, მონაცემების უფრო მცირე ზომის, მარტივად მართვად „შარდებად“ დაყოფას. თითოეულ „შარდს“ შეუძლია დამოუკიდებლად ფუნქციონირება, რაც იძლევა უფრო მეტი ტრანზაქციის ერთდროულად დამუშავების საშუალებას, აუმჯობესებს ქსელის სიჩქარეს და ეფექტურობას. ვერტიკალური განაწილების დროს, სვეტების სხვადასხვა მონაცემთა ბაზაში განაწილებამ შეიძლება გაართულოს დასრულებული ტრანზაქციის ან ბლოკის ინფორმაციის მოძიება და ამან შეიძლება შეამციროს მასშტაბირებადობის დონე.

დეცენტრალიზაცია: ბლოკჩეინის ძირითადი მახასიათებლების გათვალისწინებით, ჰორიზონტალური განაწილების მოდელი მხარს უჭერს დეცენტრალიზაციას. როდესაც ნოდებს უწევთ მთლიანი მონაცემების მხოლოდ ნაწილის (შარდის) დამუშავება, ეს იძლევა ქსელში მეტი ნოდის მონაწილეობის საშუალებას, ვინაიდან მცირდება გამოთვლასთან და შენახვასთან დაკავშირებული დატვირთვა. ვერტიკალური განაწილების დროს კი პირიქით, ხდება ამ პროცესის შეზღუდვა, ვინაიდან დასრულებული ბლოკის მონაცემების მოსაპოვებლად და შესამოწმებლად თითოეულ ნოდს დასჭირდება წვდომა ყველა ნაწილზე (მონაცემების ყველა სვეტზე).

უსაფრთხოება და მონაცემთა ერთიანობა: ჰორიზონტალური განაწილების მეთოდის გამოყენებისას ხდება მონაცემთა ერთიანობის შენარჩუნება, რადგან თითოეული შარდი (ან ნაწილი) შეიცავს ტრანზაქციის სრულ მონაცემებს, რისი წყალობითაც, თითოეულ ნოდს აქვს ბლოკჩეინის წილის სრული და ზუსტი ასლი. ვერტიკალური განაწილებისას კი, თქვენ სხვადასხვა ნოდებზე ანაწილებთ ბლოკის მონაცემებს, რაც ართულებს ბლოკჩეინის ქსელების უმთავრესი ასპექტის - მონაცემთა ერთიანობისა და უსაფრთხოების უზრუნველყოფას.

რა უპირატესობები გააჩნია შარდინგს?

განვიხილოთ შარდინგის პოტენციური სარგებელი ბლოკჩეინის ტექნოლოგიისთვის:

ტრანზაქციის გაზრდილი სისწრაფე: შარდინგი ხელს უწყობს ტრანზაქციების პარალელურად დამუშავებას. ტრანზაქციების სათითაოდ, თანმიმდევრულად დამუშავების ნაცვლად, შარდინგი იძლევა ტრანზაქციების ერთდროულად სხვადასხვა „შარდის“ დამუშავების საშუალებას. თითოეული შარდი მუშაობს დამოუკიდებლად, რითაც მნიშვნელოვნად იზრდება ტრანზაქციის სისწრაფე. ამით არა მხოლოდ ტრანზაქციების სისწრაფის გაზარდა ხდება, არამედ იქმნება ქსელზე მეტი მომხმარებლის შესვლისა და მოქმედების შესაძლებლობა, რაც ზრდის მის პოპულარობას.

Ziliqa არის არსებული ბლოკჩეინის ქსელის მაგალითი, რომელიც „შარდებს“ იყენებს მასშტაბირებადობასთან დაკავშირებული საკითხების გადასაჭრელად. Ziliqa-ს შარდინგის მექანიზმი იძლევა წამში ათასობით ტრანზაქციის დამუშავების საშუალებას.

მინიმუმამდე შემცირებული დამუშავებისა და შენახვის ხარჯები: ბლოკჩეინის სტანდარტული დიზაინის მიხედვით, ყველა ნოდი ვალდებულია შეინახოს ყველა ტრანზაქციის ინფორმაცია, რაც ბლოკჩეინის გაფართოებასთან ერთად ზრდის აპარატურასთან დაკავშირებულ მოთხოვნებს. თუმცა შარდინგის შემთხვევაში, თითოეული ნოდი პასუხისმგებელია ქსელზე არსებული მონაცემების მხოლოდ ნაწილის დამუშავებაზე და შენახვაზე — ეს ამცირებს ნოდის ქსელზე მიმდინარე პროცესებში მონაწილეობისთვის საჭირო რესურსების ოდენობას.

ამის წყალობით, უფრო მეტ მონაწილეს შეუძლია გახდეს ვალიდატორი, რაც გააუმჯობესებს ქსელის დეცენტრალიზაციას ზედმეტი ხარჯის გარეშე. ხდება ისეთი პრობლემების აღმოფხვრა, როდესაც რეალურად მხოლოდ მაღალი დონის და ძვირადღირებული გამოთვლითი რესურსების მქონე სუბიექტებს შეეძლოთ პროცესში მონაწილეობის მიღება, რითაც ხდება ბლოკჩეინის დემოკრატიზებული ბუნების შენარჩუნება.

ქსელის გაუმჯობესებული ეფექტურობა: შარდინგის მეშვეობით შესაძლებელია ქსელის ზოგადი ეფექტურობის და წარმადობის გაუმჯობესება. ტრადიციული ბლოკჩეინების შემთხვევაში, რაც უფრო მეტი ნოდი მონაწილეობს ქსელზე მიმდინარე პროცესებში, მით უფრო მცირდება მისი ეფექტურობის დონე, რაც გამოწვეულია მონაცემთა კომუნიკაციასთან და ნოდებს შორის სინქრონიზაციასთან დაკავშირებული საჭიროებების ზრდასთან.

თუმცა, შარდინგი სრულიად გარდაქმნის ამ სცენარს. ვინაიდან თითოეული შარდი ფუნქციონირებს დამოუკიდებლად და პარალელურ რეჟიმში, სისტემას ეძლევა მეტი ტრანზაქციის დამუშავების და გამოთვლის შესრულების შესაძლებლობა. ახალი ნოდის დამატების შემდეგ, ის შეიძლება დაემატოს კონკრეტულ შარდ“ და არა მთლიან ქსელს, რაც აუმჯობესებს ქსელის მასშტაბირების პოტენციალს. ამ გზით ხდება ეფექტურობის გაუმჯობესება, რაც ამარტივებს ტრანზაქციების განხორციელების პროცესს და აუმჯობესებს მომხმარებლის გამოცდილებას.

დაიმახსოვრეთ, შარდინგის ტექნოლოგიის სამომავლო მიღწევებმა და გაუმჯობესებებმა შეიძლება შექმნას სხვა უპირატესობები, ან გააუმჯობესოს არსებული უპირატესობები, რაც ხელს შეუწყობს ბლოკჩეინის ეკოსისტემის უწყვეტ განვითარებას.

რა შეზღუდვები გააჩნია შარდინგს?

მიუხედავად იმისა, რომ შარდინგი გვთავაზობს რამდენიმე პოტენციურ უპირატესობას, რამაც შეიძლება ხელი შეუწყოს ბლოკჩეინის ქსელების ეფექტურობის გაუმჯობესებას, ამ პროცესს აქვს თავისი უნიკალური გამოწვევები. შარდინგს გააჩნია რამდენიმე უარყოფითი მახასიათებელი: 

ინდივიდუალურ შარდზე მიმართული შეტევები: შარდინგის სივრცეში, ინდივიდუალურ შარდზე კონტროლის მოპოვებისთვის საჭიროა ბევრად ნაკლები გამომთვლელი სიმძლავრე, ვიდრე მთლიან ქსელზე კონტროლის დასამყარებლად. ამის გამო ინდივიდუალური შარდები უფრო დაუცველია „ერთპროცენტიანი შეტევების“ და „შარდზე კონტროლის დამყარების“ შეტევების მიმართ - ვინაიდან თავდამსხმელი რომელიც ფლობს რესურსების მცირე რაოდენობას მთელ ქსელთან შედარებით, პოტენციურად შეძლებს ინდივიდუალურ შარდზე კონტროლის დამყარებას.

შარდებს შორის განხორციელებული ტრანზაქციები: კიდევ ერთი უნიკალური გამოწვევაა სხვადასხვა შარდების გამოყენებით განხორციელებული (შარდებს შორის განხორციელებული) ტრანზაქციები. შარდებს შორის ტრანზაქციების განხორციელება საკმაოდ რთული პროცესია და უყურადღებობის შემთხვევაში, შეიძლება გამოიწვიოს ორმაგი ხარჯვა. თუ ტრანზაქციის დროს, ერთი შარდი ზუსტად ვერ განსაზღვრავს მეორე შარდის მდგომარეობას, მომხმარებლებს შეუძლიათ ამის ბოროტად გამოყენება „ორმაგი ხარჯვისთვის“.

მონაცემთა ხელმისაწვდომობის პრობლემები: შარდინგი ართულებს მთელი ქსელის ერთიან მდგომარეობაში შენარჩუნებას. თუ გარკვეული შარდები მიუწვდომელია (ამ შარდებთან დაკავშირებული ნოდების გათიშვის გამო), ამან შეიძლება გამოიწვიოს მონაცემთა ხელმისაწვდომობის პრობლემები და მთელი ქსელის შეფერხება.

ქსელის უსაფრთხოება: შარდინგი საჭიროებს საიმედო პროტოკოლის დანერგვას, რამაც უნდა დააბალანსოს დატვირთვა შარდებს შორის. ამ პროცესის არასწორად განხორციელების შემთხვევაში, შესაძლოა მოხდეს ქსელზე მონაცემთა არათანაბარი განაწილება ან დაფიქსირდეს რესურსების დისბალანსი, რაც გამოიწვევს ქსელის პოტენციურ არასტაბილურობას.

ნოდების სინქრონიზაცია: ნოდების სინქრონიზაციამ შეიძლება გამოიწვიოს ქსელის შეფერხება, რადგან სხვადასხვა ნოდებს შორის ინფორმაციის გაზიარებასა და განახლებას დრო სჭირდება. გარდა ამისა, თუ ნოდს არ აქვს მონაცემების სწრაფად დამუშავების შესაძლებლობა ან ქსელზე ფიქსირდება შეფერხებები, ამან შეიძლება გამოიწვიოს სინქრონიზაციის მთელი პროცესის შენელება, რაც შეამცირებს ბლოკჩეინის ქსელის ეფექტურობას.

დანერგილია თუ არა შარდინგი Ethereum-ის ქსელზე?

Ethereum გეგმავს შარდინგის დანერგვას Ethereum 2.0 განახლების გაშვების დროს. Ethereum 2.0, რომელიც ასევე ცნობილია როგორც Eth2 ან Serenity, არის Ethereum-ის ბლოკჩეინის განახლება, რომლის მიზანია ქსელის სიჩქარის, ეფექტურობის და მასშტაბირებადობის გაუმჯობესება, რაც ქსელს მისცემს მეტი ტრანზაქციის დამუშავების და გადატვირთვის თავიდან აცილების საშუალებას.

ამ მომენტში ეს განახლება ეტაპობრივად ხორციელდება და მისი ფინალური ფაზა (მე-2 ფაზა) მოიცავს შარდინგის სრულ დანერგვას. Ethereum-ის დეველოპერებს იმედი აქვთ, რომ ეს განახლებები მოაგვარებს მასშტაბირებადობასთან და ტრანზაქციის ხარჯებთან დაკავშირებულ ქსელის ზოგიერთ პრობლემას.

თუმცა, მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ შარდინგის დანერგვასთან დაკავშირებულია გარკვეული გამოწვევებიც, განსაკუთრებით მაშინ, როდესც საქმე ეხება ქსელის უსაფრთხოებისა და დეცენტრალიზაციის საკითხებს. ამიტომ, Ethereum-ის დეველოპერები დეტალურად განიხილავენ და საფუძვლიანად ტესტავენ ამ გადასვლის პროცესს, რათა უზრუნველყონ ამ განახლების წარმატებულად განხორციელდება.

შეჯამება

საერთო ჯამში, შარდინგი წარმოადგენს ბლოკჩეინის ტრილემის გადაჭრისკენ გადადგმულ მნიშვნელოვან ნაბიჯს. მიუხედავად იმისა, რომ მას თან ახლავს გარკვეული სირთულეები და ახასიათებს შესაძლო ნაკლოვანებები, მისი პოტენციალი, გაზარდოს მასშტაბირებადობა დეცენტრალიზაციის შემცირების გარეშე, წარმოადგენს მნიშვნელოვან პერსპექტივას ბლოკჩეინის ქსელების მომავლისთვის.

არა არის გასაკვირი, რომ სხვადასხვა ბლოკჩეინები აქტიურად განიხილავენ შარდინგს, როგორც პრობლემური საკითხების მოგვარების პოტენციურ საშუალებას. მასშტაბირებადობის პრობლემის გადასაჭრელად, Ethereum აპირებს შარდინგის ინტეგრირებას Ethereum 2.0 განახლების დროს. მოსალოდნელია, რომ ეს მოხდება The Cancun განახლების დროს, რაც წარმოადგენს საერთო განახლების გეგმის კრიტიკულ კომპონენტს. ნებისმიერი სხვა განვითარებადი ტექნოლოგიის მსგავსად, მისი წარმატება დამოკიდებული იქნება მიმდინარე კვლევაზე, განვითარებაზე და შარდინგის დანერგვის პროცესის საფუძვლიან ტესტირებაზე.

დამატებითი საკითხავი

• 7 გავრცელებული შეცდომა ტექნიკური ანალიზის (TA) პროცესში

• Bitcoin-ის სპოტ ETF და Bitcoin-ის ფიუჩერსების ETF: რა განსხვავებაა მათ შორის?

• ბაზრის ციკლების ფსიქოლოგია

პასუხისმგებლობაზე უარის განაცხადი: ეს კონტენტი თქვენთვის წარმოდგენილია „არსებული სახით“ და განკუთვნილია მხოლოდ საინფორმაციო და საგანმანათლებლო მიზნებისთვის, რაიმე სახის რეპრეზენტაციისა თუ გარანტიის გარეშე. იგი არ უნდა იქნას აღქმული, როგორც ფინანსური, იურიდიული ან პროფესიული რჩევა და არ არის განკუთვნილი იმისთვის, რომ რეკომენდაცია გაუწიოს რაიმე სახის კონკრეტული პროდუქტის, ან სერვისის შეძენას. რჩევის მისაღებად უნდა მიმართოთ შესაბამის პროფესიონალ მრჩეველს. რადგან წინამდებარე სტატია მოწოდებულია მესამე მხარის მიერ, გაითვალისწინეთ, რომ მასში წარმოდგენელი შეხედულებები ეკუთვნის მესამე მხარეს და არ წარმოადგენს Binance Academy-ის შეხედულებებს. დამატებითი ინფორმაციის მისაღებად, სრულად გაეცანით აქ წარმოდგენილ პასუხისმგებლობაზე უარის განაცხადს. ციფრული აქტივების ფასები შეიძლება იყოს არასტაბილური. თქვენი ინვესტიციის ღირებულებამ შეიძლება დაიკლოს ან მოიმატოს და შესაძლოა ვერ შეძლოთ ინვესტირებული თანხის დაბრუნება. თქვენ ერთპიროვნულად ხართ პასუხისმგებელი თქვენს საინვესტიციო გადაწყვეტილებებზე და Binance Academy არ არის პასუხისმგებელი თქვენ მიერ განცდილ არანაირ ზარალზე. აქ მოცემული ინფორმაცია არ უნდა იქნას აღქმული, როგორც რაიმე სახის ფინანსური, იურიდიული, ან პროფესიული რჩევა. დამატებითი ინფორმაციის მისაღებად, გაეცანით ჩვენს გამოყენების პირობებსა და რისკის შესახებ გაფრთხილებას.