Світ блокчейн-технологій не стоїть на місці: попит зростає, транзакції множаться, користувачів усе більше. Але разом з розвитком децентралізованих платформ виникають і нові виклики: зростання комісій, затримки підтверджень, перевантаження мереж. Усе це змушує індустрію шукати способи масштабування. Один із найперспективніших — шардинг в блокчейні.
Що це таке, як працює шардинг, у чому його переваги, недоліки та перспективи? Розбираємось у статті — просто, цікаво й актуально.
Читайте також: Що таке блокчейн – як він влаштований і як працює. Пояснення для новачків у крипті
Що таке шардинг простими словами?
Шардинг (від англ. “shard” — уламок) — це метод поділу великої системи на менші, незалежні частини (шарди), які можуть обробляти дані паралельно. У базах даних ця технологія давно використовується, наприклад, у Google, Notion або X (Twitter). А ось у блокчейні її застосування — відносно нове, але дуже актуальне.
У звичайному блокчейні всі вузли обробляють усі транзакції. Це надійно, але дуже повільно. Шардинг дозволяє розділити навантаження між сегментами мережі, кожен із яких обробляє «свої» транзакції або частину даних. У результаті — мережа працює швидше, дешевше і масштабованіше.
Як працює шардинг у блокчейні?
Існує кілька типів шардингу:
- Шардинг транзакцій — різні сегменти обробляють різні потоки операцій.
- Шардинг стану — дані блокчейна розділяються між вузлами.
- Гібридні моделі — поєднують кілька типів шардингу.
Також реалізація може бути:
- Статичною — фіксована кількість сегментів.
- Адаптивною — кількість та розмір сегментів змінюється в реальному часі залежно від навантаження.
Для взаємодії між сегментами використовуються міжшардові транзакції — синхронні або асинхронні, які забезпечують узгодженість і безпеку.
Щоб уникнути плутанини, в деяких мережах існує спеціальний координаційний рівень — наприклад, у Ethereum це Beacon Chain. Його завдання — забезпечити узгодження між шардами, перевірку транзакцій та баланс навантаження.
У яких блокчейнах вже працює шардинг?
1. NEAR Protocol
- Модель Nightshade: мережа ділиться на шарди, кожен має свою частину даних.
- Одна з найрозвинутіших моделей з адаптивним шардингом.
- Здатна обробляти тисячі транзакцій на секунду.
- Використовується single-block resharding — можливість змінювати кількість сегментів «на льоту».
2. MultiversX
- Використовує адаптивний шардинг стану з трьома шардами + Metachain.
- Валідатори переміщуються між шардами для більшої децентралізації.
- Потужність до 15 000 транзакцій/с, реальне навантаження — ~250 000 транзакцій/день.
3. Sui
- Модель Pilotfish: окремі вузли для чергування, виконання та зберігання.
- Показала ефективне масштабування в тестах — лінійне зростання продуктивності з кількістю вузлів.
4. Aptos
- Тестує рішення Shardines: паралельна обробка частин блоку.
- Досягнуто теоретичної межі — 1 млн транзакцій/с.
- Проблема: рівень доступності даних — вирішується через нову архітектуру Jellyfish Merkle Tree.
5. Ethereum
- Впроваджує данкшардінг.
- У березні 2024 реалізовано перший етап — EIP-4844 (прото-данкшардінг).
- Підготовка інфраструктури для майбутнього масштабного шардингу.
Переваги шардингу
- Масштабування без централізації — зростання пропускної здатності без шкоди безпеці.
- Низькі комісії — більше транзакцій = нижчі ціни.
- Менше навантаження на вузли — менше ресурсів = більше децентралізації.
- Стійкість до перевантажень — ізольовані сегменти працюють автономно.
Недоліки та виклики
- Складність реалізації — потребує високої технічної експертизи.
- Можливі атаки на окремі шарди — при недостатній кількості валідаторів.
- Проблеми з координацією — синхронізація між сегментами може бути складною.
- Відсутність стандарту — кожна мережа реалізує свою модель, універсальності немає.
Перспективи шардингу
Шардинг — не модний тренд, а фундаментальний напрям розвитку блокчейн-мереж. Попри складність, інтерес до нього постійно зростає. У майбутньому він може стати базовою архітектурою для нових мереж, орієнтованих на:
- масштабованість;
- децентралізацію;
- безпеку;
- зниження витрат.
А поки що — це поле для експериментів, інновацій і великих амбіцій.
Висновок
Шардинг в блокчейні — це не просто технічна деталь. Це відповідь на ключову проблему індустрії — масштабування. Уже зараз ця технологія успішно працює в кількох провідних проєктах і продовжує вдосконалюватися.
Чи стане вона стандартом? Час покаже. Але одне зрозуміло точно: без шардингу неможливо уявити блокчейн-інфраструктуру майбутнього.