Shard chain

Cos'è lo sharding?

Lo sharding è il processo con cui un database viene suddiviso orizzontalmente per ripartire il carico. È un concetto comune in informatica. Nel contesto di Ethereum, ridurrà la congestione della rete e aumenterà il numero di transazioni al secondo creando nuove catene, dette "shard".

Questo aspetto è importante per altri motivi oltre alla scalabilità.

Caratteristiche dello sharding

Chiunque può eseguire un nodo

Lo sharding è un buon modo per permettere l'espansione mantenendo la decentralizzazione, dato che l'alternativa sarebbe quella di aumentare la dimensione del database esistente. Questo renderebbe Ethereum meno accessibile da parte dei validatori della rete perché avrebbero bisogno di computer più potenti e costosi. Con le shard chain, i validatori dovranno solo salvare/eseguire i dati dello shard che stanno convalidando e non dell'intera rete (come succede ora). Tutto questo aumenta la rapidità e riduce drasticamente i requisiti hardware.

Più partecipazione nella rete

Lo sharding alla fine permetterà di eseguire Ethereum su un computer portatile o un cellulare. Più persone quindi dovrebbero essere in grado di partecipare o eseguire client. Questo migliorerà la sicurezza, perché in una rete più decentralizzata la superficie di attacco è inferiore.

Con requisiti hardware minori, lo sharding faciliterà l'esecuzione dei client e non sarà necessario affidarsi a intermediari. Se puoi, prendi in considerazione la possibilità di eseguire più client. Questo può aiutare la salute della rete, riducendo ulteriormente i punti di errore. Esegui un client della Beacon Chain

Shard chain versione 1: disponibilità dei dati

Le prime shard chain disponibili forniranno solo dati aggiuntivi in rete. Non gestiranno le transazioni o gli Smart Contract. Garantiranno comunque incredibili miglioramenti al numero di transazioni al secondo quando combinate ai rollup.

I rollup sono una tecnologia di secondo livello che esiste già oggi. Permettono alle dapp di raggruppare o "eseguire il roll up" delle transazioni in una sola transazione off-chain, generare una prova crittografica e inviarla alla catena. In questo modo, i dati necessari per una transazione vengono ridotti. Combinando questo aspetto con le informazioni extra rese disponibili dalle shard, s ottengono 100.000 transazioni al secondo.

Shard chain versione 2: esecuzione di codice

Il piano è sempre stato quello di aggiungere ulteriori funzionalità agli shard, per renderli più simili a quello che è oggi la rete principale Ethereum. Questo consentirebbe loro di memorizzare ed eseguire il codice e gestire le transazioni, poiché ogni frammento conterrebbe la propria serie univoca di smart contract e saldi di conti. La comunicazione incrociata tra frammenti consentirebbe l'esecuzione di transazioni tra i vari frammenti.

Tuttavia, considerando l'aumento di transazioni al secondo che i frammenti di versione 1 forniscono, ce n'è ancora bisogno? La questione è tuttora oggetto di dibattito all'interno della community e sembrano esserci alcune opzioni.

Gli shard devono eseguire codice?

Vitalik Buterin, parlando al podcast Bankless, ha presentato 3 potenziali opzioni di cui vale la pena discutere.

1. Esecuzione di stato non necessaria

Significa che non diamo agli shard la possibilità di gestire gli smart contract e li utilizziamo solo come depositi di dati.

2. Inserire alcuni shard di esecuzione

Forse esiste un compromesso che evita di dover implementare tutti gli shard (al momento ne sono previsti 64) per ottenere una soluzione più smart. Potremmo semplicemente aggiungere questa funzionalità ad alcuni shard e tralasciare gli altri, velocizzando potenzialmente la consegna.

3. Attendere finché non possiamo implementare il Zero Knowledge (ZK) snark

Infine, forse dovremmo riprendere questo dibattito una volta consolidati gli ZK snark. Si tratta di una tecnologia che potrebbe contribuire a garantire transazioni veramente private sulla rete. È probabile che saranno necessari shard più intelligenti, ma sono ancora in fase di ricerca e sviluppo.

Altre risorse

Ecco altre considerazioni sullo stesso argomento:

• Phase One and Done: Eth2 as a data availability engine – cdetrio, ethresear.ch

Questo è ancora argomento di discussione. Aggiorneremo le pagine quando ne sapremo di più.

Relazioni tra aggiornamenti

Gli aggiornamenti di Ethereum sono tutti in qualche modo interconnessi. Quindi riassumiamo in che modo le shard chain si collegano agli altri aggiornamenti.

Shard e beacon chain

Le beacon chain contengono tutti i processi logici per garantire la protezione e la sincronizzazione degli shard. Esse coordinano gli staker nella rete, assegnandoli agli shard su cui dovranno operare. Facilitano inoltre la comunicazione tra gli shard, ricevendo e salvando i dati delle transazioni degli shard che saranno accessibili da parte degli altri shard. Gli shard avranno così un'istantanea dello stato di Ethereum per mantenere tutto aggiornato.

Gli shard e la fusione

Per quando verranno aggiunti shard aggiuntivi, la Rete principale di Ethereum sarà già protetta dalla Beacon Chain attraverso il proof-of-stake. In questo modo una rete principale fertile potrà costruire shard chain alimentate da soluzioni di livello 2 che potenziano la scalabilità.

Rimane da valutare se la rete principale sarà l'unico shard "smart" in grado di gestire l'esecuzione di codice. In ogni caso, la decisione sull'espansione degli shard potrà essere rivista in base alle esigenze.

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