Rosnące zapotrzebowanie na technologię blockchain wymusza stosowanie solidnych rozwiązań skalujących, a sharding wyłania się jako kluczowa strategia mająca na celu zwiększenie przepustowości i efektywności sieci. Metoda ta polega na dzieleniu blockchaina na mniejsze, wzajemnie połączone segmenty, z których każdy jest zdolny do równoległego przetwarzania transakcji. Chociaż sharding jest kluczowy dla uwolnienia pełnego potencjału zdecentralizowanych aplikacji, jego implementacje znacznie różnią się wiodących protokołach, co odzwierciedla zróżnicowane podejścia do tego złożonego wyzwania inżynieryjnego.
Obecnie kilka prominentnych sieci blockchain pioniersko wdraża odmienne modele shardingu, aby przezwyciężyć wrodzone ograniczenia monolitycznych architektur. Inicjatywy te oferują kluczowe spostrzeżenia na temat ewoluującego krajobrazu wysokowydajnych technologii rozproszonego rejestru.
Architektura Nightshade protokołu NEAR Protocol
NEAR Protocol wykorzystuje swój model shardingu Nightshade, w którym sieć jest podzielona na niezależne segmenty do przetwarzania transakcji. Architektura ta, zabezpieczona przez zestaw walidatorów Proof-of-Stake (PoS), umożliwia liniową skalowalność, przy czym pojedynczy shard obsługuje około 1000 transakcji na sekundę (TPS). Rozszerzenie NEAR do ośmiu shardów w marcu 2025 roku jest przykładem jego trajektorii skalowania. Protokół oferuje również „resharding pojedynczego bloku”, pozwalający shardom na dynamiczny podział, oraz optymalizuje dostępność danych, umożliwiając walidatorom korzystanie ze specjalistycznych dowodów zamiast pełnego przechowywania danych, skalując zarówno przetwarzanie transakcji, jak i dostępność danych.
MultiversX i adaptacyjny sharding stanu
Od lipca 2020 roku MultiversX działa w oparciu o mechanizm adaptacyjnego shardingu stanu. Sieć składa się z trzech segmentów i Metachainu do finalizacji bloków. Regularna redystrybucja walidatorów między shardami zwiększa decentralizację i bezpieczeństwo. Sieć przetwarza około 240 000 transakcji dziennie i ma deklarowaną maksymalną wydajność 15 000 TPS.
Model Pilotfish w Sui do równoległego wykonywania
Sui przyjmuje unikalny model separacji procesów nazwany „Pilotfish” w celu osiągnięcia skalowalności. Dystrybuuje on przetwarzanie transakcji na trzy typy węzłów: węzły główne (Primary nodes) do porządkowania, pracownicy sekwencjonowania (Sequencing Workers) do dystrybucji oraz pracownicy wykonawczy (Execution Workers) do przechowywania stanu i wykonywania. Ta konstrukcja ułatwia liniowe skalowanie przepustowości sieci. Testy wydajności z prototypem Pilotfish wykazały ośmiokrotny wzrost wydajności przy wykorzystaniu ośmiu serwerów, przy czym opóźnienie transakcji konsekwentnie utrzymywało się poniżej 20 milisekund.
Aptos i przyszłość Shardines
Na początku 2025 roku zespół Aptos wprowadził Shardines, rozwiązanie zaprojektowane do paralelizacji przetwarzania transakcji poprzez dzielenie bloków transakcji na mniejsze części, obsługiwane równolegle przez Executor Shards. Technologia ta wykazała imponującą skalowalność w testach, osiągając do 1 miliona TPS z niskim opóźnieniem. Jednak dostępność danych pozostaje krytycznym wąskim gardłem, które Aptos planuje rozwiązać za pomocą drzewa Merklego typu Jellyfish. Długoterminowa wizja obejmuje sharding wszystkich kluczowych komponentów sieci, wykraczający poza samo wykonywanie transakcji.
Stopniowe wdrażanie Dankshardingu w Ethereum
Ethereum, wiodąca platforma smart kontraktów, również rozwija swój własny model segmentacji znany jako „danksharding”. Początkowa faza, proto-danksharding (EIP-4844), została pomyślnie wdrożona w marcu 2024 roku w ramach aktualizacji Dencun. Ta krytyczna aktualizacja przygotowała podstawową infrastrukturę, wprowadzając „blobs” dla bardziej efektywnego zarządzania danymi dla rozwiązań rollupowych. Ten fundamentalny krok kładzie podwaliny pod bardziej kompleksowe przyszłe aktualizacje skalowania, mające na celu znaczne zwiększenie przepustowości transakcji Ethereum i obniżenie kosztów dla jego rozwiązań warstwy 2.
Zróżnicowane podejścia architektoniczne do shardingu wśród tych prominentnych sieci blockchain podkreślają aktywny i innowacyjny okres w branży. W miarę jak protokoły nadal udoskonalają i wdrażają te zaawansowane rozwiązania skalujące, rośnie potencjał zdecentralizowanych aplikacji do rywalizacji z tradycyjnymi systemami pod względem wydajności i doświadczenia użytkownika, co stanowi znaczący krok w kierunku szerszej adopcji blockchaina w różnych sektorach gospodarki.