In einer typischen Blockchain speichert und validiert jeder vollständige Node die gesamte Transaktionshistorie, was Sicherheit und Dezentralisierung unterstützt, aber begrenzt, wie viel Aktivität das Netzwerk verarbeiten kann, wenn die Nutzung wächst, da jeder zusätzliche Teilnehmer Validierungsarbeit hinzufügt statt zusätzlicher Kapazität. Sharding begegnet diesem Engpass, indem die Daten oder die Arbeitslast des Netzwerks in separate Shards aufgeteilt werden, die parallel verarbeitet werden können, wobei die Ergebnisse letztlich in den Gesamtzustand des Netzwerks zurückgeführt werden, statt dass jeder Node jede einzelne Transaktion verarbeitet. Jeder Shard lässt sich so vorstellen, dass er seinen eigenen Ausschnitt der Gesamtaktivität des Netzwerks bewältigt, statt dass das gesamte Netzwerk dieselbe Arbeit vielfach dupliziert.
Sharding kann den Durchsatz spürbar erhöhen, bringt aber eigene Komplexität mit sich, etwa wie separate Shards sicher miteinander kommunizieren, wie Daten oder Vermögenswerte zwischen Shards bewegt werden und wie das System verhindert, dass ein Angreifer böswillige Kontrolle über einen einzelnen Shard statt über das gesamte Netzwerk konzentriert. Es ist einer von mehreren Ansätzen neben Layer-2-Netzwerken und anderen Skalierungsdesigns, die Blockchain-Projekte erprobt haben, um mehr Aktivität zu verarbeiten, ohne schlicht zu verlangen, dass jeder Teilnehmer zunehmend leistungsfähigere Hardware betreibt.
Unterschiedliche Netzwerke haben unterschiedliche Ansätze zur Skalierung gewählt, und manche haben Sharding-artige Designs priorisiert, während andere sich stattdessen auf Layer-2-Lösungen konzentriert haben, weshalb die konkrete Rolle, die Sharding spielt, und wie vollständig es umgesetzt wurde, von Blockchain zu Blockchain erheblich variiert und sich weiterentwickelt, während Projekte ihre Skalierungs-Roadmaps entwickeln und verfeinern.
Das Wichtigste in Kürze
- Sharding teilt die Daten oder die Arbeitslast einer Blockchain in parallele Partitionen, sogenannte Shards, auf, statt alles auf jedem Node zu verarbeiten.
- Ziel ist ein höherer Transaktionsdurchsatz, ohne dass jeder Teilnehmer die volle Netzwerklast bewältigen muss.
- Es bringt zusätzliche Komplexität bei der Kommunikation und Sicherheit zwischen Shards mit sich und ist einer von mehreren konkurrierenden Ansätzen zur Blockchain-Skalierung.
Sharding — häufig gestellte Fragen
Ist Sharding dasselbe wie ein Layer-2-Netzwerk?
Nein. Sharding verändert, wie die Basis-Blockchain selbst Daten verarbeitet, während Layer-2-Netzwerke separate Systeme sind, die auf einer Blockchain aufbauen und Transaktionen außerhalb der Haupt-Chain abwickeln. Beide zielen auf bessere Skalierbarkeit ab, arbeiten aber auf unterschiedliche Weise.
Nutzen die meisten großen Blockchains heute Sharding?
Die Ansätze variieren je nach Netzwerk und entwickeln sich weiter. Manche Blockchains haben Sharding in ihr Design eingebaut, während andere andere Skalierungsmethoden priorisiert haben, weshalb es sich lohnt, die Dokumentation eines bestimmten Netzwerks zu prüfen, statt anzunehmen, dass ein Ansatz überall gilt.
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