เทคโนโลยี Sharding: จะแก้ปัญหาประสิทธิภาพของ blockchain ได้อย่างไร?
ผลิต | Vernacular Blockchain (ID: hellobtc)
ผลิต | Vernacular Blockchain (ID: hellobtc)
คุณยังอาจทราบด้วยว่าหนึ่งในปัจจัยที่สำคัญที่สุดที่จำกัดการใช้เทคโนโลยีบล็อกเชนในสเกลใหญ่คือประสิทธิภาพ ซึ่งเป็นหนึ่งในเหตุผลที่ผู้ให้บริการอินเทอร์เน็ตแบบดั้งเดิมจำนวนมากไม่มองโลกในแง่ดีเกี่ยวกับเทคโนโลยีบล็อกเชน
ชื่อระดับแรก
01
การแบ่งส่วนคืออะไร?
การแยกส่วนเป็นรูปแบบหนึ่งของการแบ่งพาร์ติชันฐานข้อมูล หรือที่เรียกว่าการแบ่งพาร์ติชันในแนวนอน ซึ่งแบ่งฐานข้อมูลขนาดใหญ่ออกเป็นส่วนเล็กๆ ที่ประมวลผลได้จำนวนมาก ซึ่งจะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานและลดเวลาการตอบสนอง
การแยกส่วนไม่ใช่แนวคิดใหม่ แต่ปรากฏในการจัดการฐานข้อมูลแบบรวมศูนย์แบบดั้งเดิมตั้งแต่ช่วงปลายทศวรรษที่ 1990 นี้ความนิยมของแนวคิดนี้เกิดจาก Ultima Online ซึ่งเป็นเกมสวมบทบาทที่เล่นโดยผู้เล่นหลายคนทางออนไลน์ในเวลาเดียวกัน
ชื่อระดับแรก
02
Sharding ในฟิลด์ blockchain คืออะไร?
บล็อกเชนเทียบเท่ากับฐานข้อมูล และแต่ละโหนดเทียบเท่ากับเซิร์ฟเวอร์อิสระ ภายใต้สถานการณ์ปกติมีเพียงหนึ่งโหนดของโหนดเหล่านี้เท่านั้นที่สามารถรับสิทธิ์ในการบันทึกและสร้างบล็อคในแต่ละครั้งโหนดที่เหลือที่ไม่ได้รับสิทธิ์ในการสร้างบล็อกนั้นเทียบเท่ากับการทำงานที่ "ไร้ประโยชน์" และสิ้นเปลืองพลังงานในการคำนวณโดยเปล่าประโยชน์
หากนำเทคโนโลยี Sharding มาใช้กับบล็อกเชน จะเทียบเท่ากับการแยกย่อยงานที่ค้างอยู่ในเครือข่ายบล็อกเชน (เช่น การยืนยันธุรกรรม การเรียกใช้ DApps เป็นต้น) และโหนดของเครือข่ายทั้งหมดก็จะถูกจัดกลุ่ม และแต่ละกลุ่มพร้อมกัน ประมวลผลงานที่แยกย่อย (เช่น 150 ธุรกรรมที่จะได้รับการยืนยัน) เพื่อให้โหนดเดี่ยวดั้งเดิมจัดการงานทั้งหมดของเครือข่ายทั้งหมดเป็นกลุ่มโหนดหลายกลุ่มที่ประมวลผลแบบขนานในเวลาเดียวกัน
ตัวอย่างเช่น สมมติว่าปัจจุบันมี 8,000 โหนด (ผู้ขุด) บน Ethereum และมีธุรกรรม 15,000 รายการที่ต้องยืนยันในเครือข่ายทั้งหมด Ethereum สามารถประมวลผลธุรกรรมได้ 7-15 รายการต่อวินาที ภายใต้สถานการณ์ปกติ จะใช้เวลาอย่างน้อย 1,000 วินาทีในการประมวลผลธุรกรรมเหล่านี้เพื่อให้ได้รับการยืนยัน แน่นอนว่าธุรกรรมใหม่ที่จะได้รับการยืนยันจะถูกสร้างขึ้นระหว่างการประมวลผล
หากใช้เทคโนโลยี Sharding เพื่อแบ่ง 8,000 โหนดออกเป็น 100 กลุ่มๆ ละ 80 โหนด และ 15,000 ธุรกรรมที่ต้องยืนยันจะถูกแบ่งออกเป็น 100 พาร์ติชัน โดยมี 150 ธุรกรรมในแต่ละพาร์ติชัน จากนั้นแต่ละกลุ่มของโหนด (80) จะสามารถประมวลผลธุรกรรมของตนตามลำดับไปยัง ได้รับการยืนยันในพาร์ติชัน (150) เพื่อให้สามารถประมวลผลธุรกรรมทั้งหมด 15,000 รายการที่จะยืนยันได้ภายใน 10 วินาทีที่เร็วที่สุด
ชื่อระดับแรก
03
ความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นจากเทคโนโลยีการแบ่งส่วน
ดังนั้น มีข้อบกพร่องใด ๆ ในเทคโนโลยีการแบ่งชิ้นส่วนหรือไม่? คำตอบคือใช่
แม้ว่าเทคโนโลยี Sharding จะสามารถแก้ปัญหาประสิทธิภาพของบล็อกเชนได้ในระดับหนึ่ง และทำให้บล็อกเชนปรับขนาดได้มากขึ้น แต่ก็มีข้อบกพร่องสองประการเช่นกัน
หนึ่งคือปัญหาการสื่อสารระหว่างพื้นที่ต่างๆ หลังจากการแบ่งพาร์ติชันในตัวอย่างข้างต้น เครือข่าย Ethereum ถูกแบ่งออกเป็น 100 พาร์ติชัน ซึ่งแต่ละพาร์ติชันมีความเป็นอิสระ เทียบเท่ากับ 100 บล็อกเชน Ethereum แบบคู่ขนานที่เป็นอิสระ โดยแต่ละพาร์ติชันดูแลโดยกลุ่มนักขุด (80 โหนด) และยืนยันการทำธุรกรรม
บล็อกเชน Ethereum อิสระ 100 รายการเหล่านี้ไม่สามารถสื่อสารระหว่างกันได้ หากต้องการสื่อสาร จำเป็นต้องเพิ่มกลไกการสื่อสารข้ามพาร์ติชัน (คล้ายกับโซ่ขาด) ซึ่งจะเพิ่มความซับซ้อนของบล็อกเชนและเพิ่มความยากในการพัฒนา
ประการที่สองคือความปลอดภัยของบล็อกเชนจากตัวอย่างข้างต้น ก่อนการ Sharding เครือข่าย Ethereum มีพลังการประมวลผล 8,000 โหนด หลังจากแบ่งออกเป็น 100 พาร์ติชัน แต่ละพาร์ติชันจะเทียบเท่ากับ Ethereum blockchain ที่เป็นอิสระ และพลังการประมวลผลจะลดลงเหลือ 80 โหนด พลังการประมวลผลแบบคอมโพสิต
ณ จุดนี้ หนึ่งในพาร์ติชันคือแฮชเรทโจมตี 51%มันง่ายกว่ามาก หลังจากควบคุมพาร์ติชั่นแล้ว ผู้โจมตีสามารถทำสิ่งชั่วร้ายในพาร์ติชั่นนี้และยุ่งเกี่ยวกับธุรกรรม
Ethereum Foundation วางแผนที่จะใช้เทคโนโลยี sharding เป็นหนึ่งในการอัปเกรด Ethereum 2.0 เราจะรอดูว่า Ethereum สามารถแก้ไขข้อบกพร่องของเทคโนโลยี Sharding สองข้อข้างต้นได้อย่างไร
