In einer typischen Blockchain speichert und validiert jeder Full Node die gesamte Transaktionshistorie, was Sicherheit und Dezentralisierung stützt, aber begrenzt, wie viel Aktivität das Netzwerk mit wachsender Nutzung verarbeiten kann, da jeder zusätzliche Teilnehmer Validierungsarbeit statt zusätzlicher Kapazität hinzufügt. Sharding geht diesen Engpass an, indem es die Daten oder Arbeitslast des Netzwerks in separate Shards aufteilt, die parallel verarbeitet werden können, wobei die Ergebnisse letztlich in den Gesamtzustand des Netzwerks zurückgeführt werden, statt dass jeder Node jede einzelne Transaktion verarbeitet. Man kann sich jeden Shard so vorstellen, dass er seinen eigenen Anteil an der Gesamtaktivität des Netzwerks bearbeitet, statt dass das ganze Netzwerk dieselbe Arbeit vielfach dupliziert.
Sharding kann den Durchsatz maßgeblich erhöhen, bringt aber eine eigene Komplexität mit sich, darunter, wie separate Shards sicher miteinander kommunizieren, wie Daten oder Vermögenswerte zwischen Shards wandern und wie das System verhindert, dass ein Angreifer bösartige Kontrolle über einen einzelnen Shard statt über das Netzwerk als Ganzes konzentriert. Es ist einer von mehreren Ansätzen, neben Layer-2-Netzwerken und anderen Skalierungsdesigns, die Blockchain-Projekte erkundet haben, um mehr Aktivität zu verarbeiten, ohne einfach von jedem Teilnehmer zu verlangen, immer leistungsfähigere Hardware zu betreiben.
Verschiedene Netzwerke haben unterschiedliche Skalierungsansätze verfolgt, und manche haben Sharding-artige Designs priorisiert, während andere sich stattdessen auf Layer-2-Lösungen konzentriert haben, sodass die konkrete Rolle von Sharding und wie vollständig es umgesetzt wurde von einer Blockchain zur anderen erheblich variiert und sich weiterentwickelt, während Projekte ihre Skalierungs-Roadmaps entwickeln und verfeinern.
Die wichtigsten Punkte
- Sharding teilt die Daten oder Arbeitslast einer Blockchain in parallele Partitionen, oder Shards, statt alles auf jedem Node zu verarbeiten.
- Das Ziel ist ein höherer Transaktionsdurchsatz, ohne dass jeder Teilnehmer die volle Netzwerklast tragen muss.
- Es fügt Komplexität rund um Cross-Shard-Kommunikation und Sicherheit hinzu und ist einer von mehreren konkurrierenden Ansätzen zur Blockchain-Skalierung.
Häufig gestellte Fragen zu Sharding
Ist Sharding dasselbe wie ein Layer-2-Netzwerk?
Nein. Sharding ändert, wie die Basis-Blockchain selbst Daten verarbeitet, während Layer-2-Netzwerke separate, auf einer Blockchain aufgebaute Systeme sind, die Transaktionen abseits der Haupt-Chain abwickeln. Beide zielen darauf ab, die Skalierbarkeit zu verbessern, funktionieren aber auf unterschiedliche Weise.
Nutzen die meisten großen Blockchains heute Sharding?
Die Ansätze variieren je nach Netzwerk und entwickeln sich mit der Zeit weiter. Manche Blockchains haben Sharding in ihr Design eingebaut, während andere andere Skalierungsmethoden priorisiert haben, daher lohnt es sich, die eigene Dokumentation eines bestimmten Netzwerks zu prüfen, statt anzunehmen, ein Ansatz gelte überall.
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