کاربر جدید هستید؟ ثبت نام کنید

ورود فقط با ip ایران و بدون فیلترشکن مجاز است


ورود

رمز ورود را فراموش کرده اید؟ X

قبلا ثبت نام کرده اید؟


ثبت نام

(close)

شاردینگ چیست؟

شاردینگ
20
مرد
شاردینگ چیست؟
  • Author
    یاسر حمزه لوی
  • نظر ها
    0 Comments
  • Category

شاردینگ نوعی پارتیشن بندی بانک اطلاعاتی است که به عنوان پارتیشن بندی افقی نیز شناخته می‌شود. این فرایند شامل تجزیه یک بانک اطلاعاتی بسیار بزرگ به بخش‌های کوچکتر با هدف افزایش قابلیت کنترل، بهبود عملکرد و کاهش زمان پاسخگویی است.

شاردینگ یک مفهوم جدید نیست و حداقل از اواخر دهه 1990 میلادی در حوزه مدیریت متمرکز دیتابیس و روش‌های سنتی متداول بوده است. این اصطلاح در حقیقت اولین بار توسط یکی از اولین بازی‌های آنلاین یعنی Ultima Online به دنیا معرفی شد. در این بازی توسعه‌دهندگان برای مقابله با افزایش ترافیک در شبکه، بازیکنان را روی سرورهای مختلف (دنیاهای مختلف در بازی) پخش کردند.

در تجارت نیز نمونه رایجی که می‌توان از آن به عنوان تجزیه کردن بانک‌های اطلاعاتی بزرگ نام برد، تجزیه اطلاعات دیتا بیس‌ها بر اساس نقاط جغرافیایی است. در این سیستم مشتریان یک کسب و کار که در یک مکان جغرافیایی واحد مستقر هستند روی سرورهای منحصر به فردی قرار می‌گیرند.

شاردینگ بلاکچین چیست؟

شاردینگ در فناوری بلاکچین همان مفهوم ذکر شده در بالا را دارند. شبکه بلاکچین در واقع پایگاهی از داده‌ها با گره‌هایی است که نماینده داده‌های فردی هستند. استفاده از شاردینگ در بلاکچین به معنی شکسته شدن شبکه بلاکچین به بخش‌های جداگانه یا بندهای مختلف است. هر بخش مجموعه‌ای منحصر به فرد از قراردادهای هوشمند و مانده حساب‌ها را در خود جای می‌دهد. سپس گره‌ها، به جای اینکه مسئولیت تأیید هر معامله در کل شبکه را بر عهده بگیرد، برای تأیید معاملات و عملیات‌ها به بخش‌های فردی اختصاص می‌یابند.

ایده اصلی این است که با تجزیه بلاکچین به بخش‌های قابل کنترل تر، توان شبکه برای انجام معاملات افزایش پیدا کند. بنابراین شبکه به این ترتیب می‌تواند بر مشکلات مقیاس پذیری که امروزه اکثر شرکت‌های زنجیره‌ای با آن روبرو هستند، غلبه کند.

شاردینگ چگونه کار می‌کند؟

برای توضیح نحوه کار این روند اجازه دهید از بلاکچین اتریوم به عنوان نمونه استفاده کنیم. بلاکچین اتریوم از هزاران رایانه تشکیل شده است. طبق اعلام ethernodes.org در حال حاضر 8،622 گره در این شبکه وجود دارد. هر یک مقدار مشخصی از قدرت هش را به شبکه وام می‌دهند. این قدرت هش به ماشین مجازی اتریوم (EVM) اجازه می‌دهد که عملکرد صحیحی داشته باشد. یعنی قراردادهای هوشمند و برنامه‌های غیرمتمرکز (DApps) را اجرا می‌کند.

اتریوم بر اساس اجرای متوالی کار می‌کند. در این سیستم تک تک این گره‌ها باید همه عملیات‌ها را محاسبه کرده و هر تراکنش را به صورت جداگانه پردازش کنند. بنابراین معامله‌ای که از طریق این فرآیند تأیید می‌شود، زمان‌بر است. در حال حاضر حدود 10 معامله در هر ثانیه (TPS) در این سیستم اجرا می‌شود. برای درک بهتر سرعت پردازش در این شبکه کافی است بدانید که ویزا به طور متوسط ​​24000 معامله در ثانیه انجام می‌دهد. اضافه کردن رایانه به شبکه لزوماً باعث افزایش کارآیی نمی‌شود. زیرا در این سیستم کل اطلاعات شبکه در همه رایانه‌ها ذخیره می‌شود و زنجیره تأیید نیز طولانی‌تر می‌شود.

ایده شاردینگ این است که سیستم به جای استفاده از الگوی خطی که در آن هر گره مجبور به محاسبه همه معاملات است از مدل موازی استفاده کند که در آن گره‌ها تنها معاملات اختصاصی را پردازش می‌کنند. این کار امکان پردازش همزمان و چندگانه معاملات را فراهم می‌کند.

به این ترتیب زنجیره بلوک‌ها به بخش‌های جداگانه تقسیم می‌شوند. بنابراین گره‌ها به جای اینکه کل اطلاعات را در سیستم خود ذخیره کنند؛ فقط باید بخشی از دفتر کل را که برای انجام مراحل کار و اعتبار سنجی معاملات به آنها اختصاص داده شده است اجرا کنند.

چه مشکلی با این روش حل خواهد شد؟

شاردینگ یک راه حل بالقوه برای حل مسئله مقیاس پذیری بلاکچین است. همانطور که در بالا گفته شد؛ یکی از بزرگترین مشکلات پیش روی شبکه‌های بلاکچین مسئله مقیاس پذیری است. هر چه شبکه بلاکچین مورد استفاده محبوب‌تر شود؛ کاربران بیشتری در معاملات، برنامه‌های غیرمتمرکز و سایر فرآیندهای موجود در شبکه دخیل هستند.

افزایش تراکنش‌ها باعث افزایش تقاضا برای گره‌ها جهت تأیید معاملات می‌شود و یک مشکل واقعی به نام مسدود شدن زنجیره، شبکه را تهدید می‌کند. اگر این اتفاق بیفتد؛ سرعت معاملات به شدت کند می‌شود. کند شدن تراکنش‌ها موقعیت ایده آلی برای استفاده پایدار و بلند مدت از بلاکچین نیست.

همانطور که در بالا توضیح داده شد؛ اگر این زنجیره به بخش‌های کوچکتر تقسیم شده و تیم‌هایی از گره‌ها تشکیل شوند که مسئولیت بخش‌های جداگانه‌ای را بر عهده دارند؛ لازم نیست که هر گره برای انجام هر معامله‌ای کل زنجیره را ذخیره کند. بنابراین اعتبار معامله می‌تواند به طور موازی و نه به صورت خطی تایید شود و سرعت کل شبکه افزایش یابد. این روش راه حلی برای مسائل مقیاس پذیری شبکه‌های بلاکچین است. بنابراین باعث ماندگاری بیشتر و افزایش طول عمر این فناوری می‌شود.

آیا مشکلی در این سیستم تجزیه کننده وجود دارد؟

در حال حاضر مهمترین چالشی که شاردینگ با آن رو به رو است مربوط به ارتباطات و امنیت می‌شود. اگر یک سیستم بلاکچین را به بخش‌های جداگانه‌ای تقسیم کنید، هر بخش به عنوان یک شبکه جداگانه بلاکچین در نظر گرفته می‌شود. بنابراین کاربران و برنامه‌های کاربردی که روی این سیستم ران می‌شوند، مکانیسم ارتباطی ویژه‌ای ندارند و قادر به برقراری ارتباط با کاربران و برنامه‌های کاربردی دیگر نخواهند بود. این مشکل مهمترین مشکلی است که با تجزیه بلاکچین ایجاد می‌شود.

در بلاکچین امنیت مهمترین چالش شاردینگ محسوب می‌شود. زیرا در این شرایط هکرها برای کنترل بخش‌های جداگانه شبکه به قدرت هش کمتری نیاز دارند. پس از هک شدن یک بخش، مهاجمان به طور بالقوه می‌توانند معاملات نامعتبر را به شبکه اصلی ارسال کنند یا این امکان وجود دارد که اطلاعات آن بخش خاص هک شده باطل شود و اطلاعاتش برای همیشه از بین برود. پاسخ پیشنهادی اتریوم برای حل این مشکل امنیتی نمونه‌گیری تصادفی است. در این سیستم اسناد رسمی به صورت تصادفی برای تأیید هویت بلوک‌ها به بخش‌های مختلفی منصوب می‌شوند.

شاردینگ

آیا راه حل جایگزینی برای شاردینگ وجود دارد؟

دو برنامه پیشنهادی اضافی برای بهبود عملکرد و سرعت معاملات در بلاکچین توسط توسعه‌دهندگان پیشنهاد شده است. برنامه اول افزایش اندازه بلوک است. این برنامه بر این ایده استوار است که هر چه اندازه بلوک بزرگتر باشد؛ معاملات بیشتری را می‌توان در یک بلوک قرار داد. بنابراین تعداد معاملات در ثانیه بیشتر خواهد شد. اگرچه این ادعا درست است اما هر چه اندازه بلوک بیشتر شود، برای انجام محاسبات به قدرت محاسباتی بیشتری نیاز است.

اگر اندازه بلوک‌ها را به طور نامحدود افزایش دهیم؛ تنها تجهیزات رایانه‌ای تخصصی و بسیار قدرتمند به عنوان گره قادر به پردازش معاملات هستند. افزایش هزینه خرید این نوع تجهیزات بدین معنی است که استخرهای ماینینگ لزوما کوچکتر و متمرکزتر خواهند شد و خطر حمله 51٪ بیشتر می‌شود. افزایش اندازه بلوک همچنین به یک هارد فورک احتیاج دارد که باعث تجزیه جامعه می‌شود. اگر همه کاربران تمایلی به استفاده از بلاکچین جدید نداشته باشد، دو زنجیره جداگانه و دو کوین جداگانه به وجود می‌آید. به همین دلیل افزایش اندازه بلوک تنها یک راه حل کوتاه مدت است.

پیشنهاد دوم استفاده از آلت کوین است تا عملکردها و برنامه‌های مختلف با کوین موجود روی زنجیره اجرا شوند. این کار باعث افزایش کارایی شبکه می‌شود زیرا هیچ زنجیره‌ای به سیستم اضافه نمی‌شود. البته خطرات امنیتی نیز افزایش می‌یابد زیرا تمام قدرت شبکه به این ترتیب در چندین زنجیره تقسیم شده است. در این حالت نیز هک کردن شبکه بسیار ساده‌تر خواهد شد. زیرا میزان قدرت مورد لازم برای اجرای یک حمله موفقیت آمیز بسیار کم است. بنابراین این راه حل نیز عملی نیست.

چه کسانی از این روش تجزیه‌ای استفاده می‌کنند؟

برخی از بلاکچین‌ها قبلاً مکانیسم شاردینگ را پیاده‌سازی کرده‌اند. در حالی که برخی از بلاکچین‌ها، هنوز در مرحله تحقیقاتی هستند. Zilliqa اولین پلتفرم عمومی بلاکچین است که عمل شاردینگ را انجام داده است. این نرم افزار توانست در تست خود به 2،828 معامله در ثانیه برسد.

اتریوم اکوسیستم بلاکچین خود را برای اجرای DApps مبتنی بر قراردادهای هوشمند آماده می‌کند. بنیاد اتریوم در نظر دارد تا بخشی از به روزرسانی اتریوم 2.0 خود را که در ژانویه سال 2020 راه‌اندازی می‌شود شاردینگ کند.

سایر پروژه‌های بلاکچین که به دنبال شاردینگ به عنوان راه حلی برای مقیاس پذیری بیشتر هستند عبارتند از:

  • Cardano
  • QuarkChain
  • PChain

آینده شاردینگ بلاکچین

شاردینگ اخیراً در طراحی لیبرا توسط فیسبوک بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. فیسبوک به تازگی جزئیات بیشتری را در مورد کوین لیبرا در وایت پیپر خود منتشر کرده است. طبق اطلاعات مندرج در این اسناد قرار است لیبرا در نیمه اول سال 2020 راه‌اندازی شود. همچنین به نظر می‌رسد که فیسبوک با تیم Chainspace که عمدتاً روی شاردینگ زنجیره‌ای متمرکز هستند همکاری دارد. این موضوع نشان می‌دهد که لیبرا به نوعی پارتیشن بندی بلاکچین را اجرایی می‌کند.

به معنی کلی‌تر، شاردینگ می‌تواند راه حلی برای حل مشکلات مثلث بلاکچین باشد. در مثلث بلاکچین، همانطور که ویتالیک بوتین بنیانگذار اتریوم توضیح داده است شما همیشه می‌توانید دو مورد از سه ویژگی اصلی بلاکچین را همزمان حفظ کنید. 3 ضلع اصلی این شبکه امنیت، عدم تمرکز و مقیاس پذیری هستند. دلیل این امر نیز این است که شما همیشه باید حداقل یکی از این عناصر سازش را داشته باشید تا بتوانید دو عنصر دیگر را نیز در اختیار بگیرید.

همانطور که Beniamin Mincu در مقاله اخیر خود به آن اشاره کرده است، اگر بتوانیم بر چالش‌های شاردینگ غلبه کنیم، مقیاس پذیری پلتفرم‌های بلاکچین بدون ایجاد عدم تمرکز یا خطرات امنیتی می‌تواند دستاورد مفیدی باشد. این روند می‌تواند بلاکچین را در یک قدم پایداری قرار دهد. Beniamin Mincu در این گزارش گفته است:

اجرای شاردینگ پیچیده است اما ظرفیت و توان شبکه را تا حدود زیادی بهبود می‌دهد و باعث می‌شود تا زنجیره‌های عمومی شبیه به شبکه‌های رقیب مانند VISA شوند. با این وجود تصرفات تک رشته‌ای، ارتباطات متقاطع و اعتبار داده‌ها از جمله چالش‌هایی هستند که بر سر راه اجرایی کردن شاردینگ قرار دارند.


نظر شما

نظر شما

7 روز هفته ، 24 ساعته پاسخگوی شما هستیم
دیجی اکسچنج