Fragmentação: Explorando novas abordagens para a escalabilidade do Blockchain

O desenvolvimento da tecnologia Blockchain enfrenta desafios de escalabilidade. Para resolver este problema, a tecnologia de Fragmentação surgiu, tornando-se um dos métodos importantes para melhorar o desempenho e a capacidade de processamento do Blockchain. Este artigo explorará os princípios da tecnologia de Fragmentação, as soluções existentes e as direções futuras de desenvolvimento, com especial atenção ao emergente projeto Shardeum e sua solução inovadora de Fragmentação dinâmica.

I. Visão geral da fragmentação

A fragmentação é uma solução de escalabilidade que divide os nós da rede em grupos menores, processando conjuntos de transações diferentes e permitindo o processamento em paralelo. Ela melhora o desempenho geral da blockchain, aliviando a carga de dados massiva necessária para compilar em toda a rede.

A tecnologia de fragmentação envolve principalmente três aspectos:

1. Fragmentação de rede: como alocar nós em diferentes fragmentos
2. Transação Fragmentação: como alocar transações para o respectivo Bloco de processamento
3. Fragmentação de estado: como os dados da Blockchain são armazenados em diferentes fragmentos

No entanto, a tecnologia de Fragmentação também enfrenta alguns desafios, como:

• Como garantir a segurança entre fragmentações, evitando que uma única fragmentação seja atacada
• Como lidar com transações entre fragmentos, garantindo a atomicidade das transações
• Como manter o nível de descentralização da rede enquanto aumenta o número de fragmentos

Dois, soluções de fragmentação existentes

1. Ethereum

O Ethereum planeia adotar um esquema de fragmentação de disponibilidade de dados, conhecido como "Danksharding". Este esquema utiliza "Blob" de fragmentação para dividir os dados, ao mesmo tempo que utiliza "amostragem de disponibilidade de dados" para confirmar se todos os dados estão disponíveis.

2. Harmony

Harmony adotou o método de fragmentação padrão, incluindo a cadeia de sinalização e várias cadeias de fragmentos. Ele usa o mecanismo de Prova de Participação Efetiva (EPoS) e a tecnologia de fragmentação aleatória segura, aumentando a segurança ao distribuir os tokens apostados de grandes detentores em vários fragmentos.

3. Elrond

Elrond utiliza fragmentação de estado adaptativa, podendo ajustar dinamicamente o número de fragmentos com base nas condições da rede. Utiliza um mecanismo de consenso de prova de participação seguro e adota um modelo assíncrono para processar transações entre fragmentos.

4. Near

A Near propôs o "Protocolo Nightshade" (Nightshade), modelando o sistema como uma única Blockchain, realizando a Fragmentação ao nível do bloco. Ele utiliza duas funções: produtores de blocos e validadores, processando transações entre fragmentos através da execução contínua.

Três, Shardeum e fragmentação de estado dinâmico

A Shardeum propôs duas soluções inovadoras para enfrentar as limitações da tecnologia de Fragmentação existente:

1. Consenso de nível de transação

A Shardeum alcança consenso a nível de transação em vez de a nível de bloco, permitindo o processamento simultâneo de transações através de fragmentação. Este método pode alcançar uma finalização em segundos e baixa latência, prevenindo efetivamente a congestão da rede.

2. Estado dinâmico de Fragmentação

Shardeum utiliza fragmentação de estado dinâmica, onde cada nó pode deter diferentes intervalos de endereços, com sobreposição. Embora essa abordagem aumente a complexidade, permite uma verdadeira escalabilidade linear.

Através dessas inovações, a Shardeum espera realizar:

• Processamento de transações inter-fragmentação mais eficiente
• Expansão linear do número de nós na rede
• Alocação de recursos mais flexível

Quatro, Conclusão

A tecnologia de fragmentação oferece novas possibilidades para a escalabilidade do Blockchain. Embora ainda enfrente desafios, projetos inovadores como o Shardeum estão impulsionando o progresso da tecnologia. Com mais exploração e prática, temos razões para acreditar que a tecnologia de fragmentação abrirá caminho para a aplicação em larga escala do Blockchain, promovendo o desenvolvimento do ecossistema Web3.