Shard chains là gì? Tìm hiểu về chuỗi phân đoạn Shard chains

• Sharding là một bản nâng cấp nhiều giai đoạn để cải thiện khả năng mở rộng và dung lượng của Ethereum.
• Chuỗi phân đoạn (Shard chains) cung cấp các lớp lưu trữ bổ sung, rẻ hơn cho các ứng dụng và rollups để lưu trữ dữ liệu.
• Họ cho phép các giải pháp lớp 2 cung cấp phí giao dịch Ethereum thấp trong khi tận dụng tính bảo mật của Ethereum.
• Việc nâng cấp này được lên kế hoạch để tuân theo The Merge of Mainnet với Beacon Chain.

Chuỗi phân đoạn (Shard chains) sẽ xuất xưởng vào khoảng năm 2023, tùy thuộc vào tiến độ công việc nhanh như thế nào sau khi Hợp nhất (The Merge). Các phân đoạn (shards) này sẽ cung cấp cho Ethereum nhiều dung lượng hơn để lưu trữ và truy cập dữ liệu, nhưng chúng sẽ không được sử dụng để thực thi mã.

Sharding là gì?

Sharding là quá trình chia nhỏ cơ sở dữ liệu theo chiều ngang để trải tải – đó là một khái niệm phổ biến trong khoa học máy tính. Trong bối cảnh Ethereum, sharding sẽ giảm tắc nghẽn mạng và tăng giao dịch mỗi giây bằng cách tạo chuỗi mới, được gọi là “shards – phân đoạn”.

Điều này quan trọng vì những lý do khác ngoài khả năng mở rộng.

Các tính năng của sharding

Mọi người đều có thể chạy nút (node)

Sharding là một cách tốt để mở rộng quy mô nếu bạn muốn giữ cho mọi thứ được phân cấp vì giải pháp thay thế là mở rộng quy mô bằng cách tăng kích thước của cơ sở dữ liệu hiện có. Điều này sẽ làm cho Ethereum ít truy cập hơn đối với các trình xác thực mạng vì họ cần những máy tính mạnh mẽ và đắt tiền.

Với chuỗi phân đoạn (shard chains), trình xác thực chỉ cần lưu trữ/chạy dữ liệu cho phân đoạn (shard) mà họ đang xác thực, không phải toàn bộ mạng (như những gì xảy ra ngày nay). Điều này tăng tốc mọi thứ và giảm đáng kể yêu cầu phần cứng.

Tham gia nhiều mạng hơn

Sharding cuối cùng sẽ cho phép bạn chạy Ethereum trên máy tính xách tay hoặc điện thoại cá nhân. Vì vậy, nhiều người sẽ có thể tham gia hoặc điều hành khách hàng, trong một Ethereum phân mảnh. Điều này sẽ tăng tính bảo mật vì mạng càng phi tập trung thì diện tích bề mặt tấn công càng nhỏ.

Với yêu cầu phần cứng thấp hơn, sharding sẽ giúp bạn tự chạy các ứng dụng khách dễ dàng hơn mà không cần phụ thuộc vào bất kỳ dịch vụ trung gian nào. Và nếu bạn có thể, hãy xem xét chạy nhiều khách hàng. Điều này có thể giúp mạng khỏe mạnh hơn bằng cách giảm thêm điểm lỗi. Chạy ứng dụng khách Beacon Chain.

Lúc đầu, bạn sẽ cần chạy ứng dụng khách Mainnet cùng lúc với ứng dụng khách Beacon Chain của mình. Bảng khởi chạy sẽ hướng dẫn bạn qua các yêu cầu và quy trình phần cứng. Ngoài ra, bạn có thể sử dụng một API phụ trợ.

Shard chains phiên bản 1: tính khả dụng của dữ liệu (data availability)

Khi các chuỗi phân đoạn (shard chains) đầu tiên được vận chuyển, chúng sẽ chỉ cung cấp thêm dữ liệu cho mạng. Họ sẽ không xử lý các giao dịch hoặc hợp đồng thông minh. Nhưng chúng vẫn sẽ cung cấp những cải tiến đáng kinh ngạc cho các giao dịch mỗi giây khi được kết hợp với các rollups.

Rollups là một công nghệ “lớp 2” tồn tại cho đến ngày nay. Chúng cho phép các dapp đóng gói hoặc “cuộn” các giao dịch thành một giao dịch ngoài chuỗi, tạo bằng chứng mật mã và sau đó gửi nó đến chuỗi (chain). Điều này làm giảm dữ liệu cần thiết cho một giao dịch. Kết hợp điều này với tất cả dữ liệu bổ sung được cung cấp bởi các phân đoạn và bạn nhận được 100.000 giao dịch mỗi giây.

Với tiến bộ gần đây trong nghiên cứu và phát triển giải pháp mở rộng quy mô lớp 2, điều này đã thúc đẩy việc ưu tiên nâng cấp The Merge trước chuỗi phân đoạn (shard chains). Đây sẽ là trọng tâm sau quá trình chuyển đổi Mainnet sang Bằng chứng cổ phần Proof-of-stake.

Shard chains phiên bản 2: thực thi mã (code execution)

Kế hoạch luôn là bổ sung thêm chức năng cho các phân đoạn (shards), để làm cho chúng giống với Ethereum Mainnet ngày nay. Điều này sẽ cho phép họ lưu trữ và thực thi mã cũng như xử lý các giao dịch, vì mỗi phân đoạn sẽ chứa một bộ hợp đồng thông minh và số dư tài khoản duy nhất của nó. Giao tiếp giữa các phân đoạn sẽ cho phép thực hiện các giao dịch giữa các phân đoạn.

Xem xét các giao dịch mỗi giây tăng mà các phân đoạn phiên bản 1 cung cấp, điều này có cần phải xảy ra không? Điều này vẫn đang được tranh luận trong cộng đồng và có vẻ như có một vài lựa chọn.

Các phân đoạn (shards) có cần thực thi mã không?

Vitalik Buterin, khi nói chuyện với Bankless podcast, đã trình bày 3 lựa chọn tiềm năng đáng để thảo luận.

1. Thực thi trạng thái không cần thiết

Điều này có nghĩa là chúng ta không cung cấp cho các phân đoạn khả năng xử lý các hợp đồng thông minh và để chúng làm kho dữ liệu.

2. Có một số phân đoạn thực thi

Có lẽ có một sự thỏa hiệp mà chúng ta không cần tất cả các phân đoạn (64 phân đoạn được lên kế hoạch ngay bây giờ) để trở nên thông minh hơn. Chúng ta chỉ có thể thêm chức năng này vào một vài và để lại phần còn lại. Điều này có thể tăng tốc độ phân phối.

3. Chờ cho đến khi chúng ta có thể thực hiện các lỗi của Zero Knowledge (ZK)

Cuối cùng, có lẽ chúng ta nên xem lại cuộc tranh luận này khi ZK snarks được củng cố. Đây là một công nghệ có thể giúp đưa các giao dịch thực sự riêng tư vào mạng. Có khả năng họ sẽ yêu cầu các phân đoạn thông minh hơn, nhưng chúng vẫn đang trong quá trình nghiên cứu và phát triển.

Mối quan hệ giữa các nâng cấp

Các nâng cấp Ethereum đều có liên quan đến nhau một chút. Vì vậy, hãy tóm tắt lại cách các chuỗi phân đoạn (shard chains) liên quan đến các nâng cấp khác.

Shards và chuỗi beacon (beacon chain)

Beacon Chain chứa tất cả logic để giữ an toàn và đồng bộ hóa các phân đoạn. Beacon Chain sẽ điều phối các phân đoạn trong mạng, gán chúng vào các phân đoạn mà chúng cần làm việc.

Và nó cũng sẽ tạo điều kiện giao tiếp giữa các phân đoạn bằng cách nhận và lưu trữ dữ liệu giao dịch phân đoạn mà các phân đoạn khác có thể truy cập được. Điều này sẽ cung cấp cho các mảnh một ảnh chụp nhanh về trạng thái của Ethereum để giữ cho mọi thứ được cập nhật.

Shards và The Merge (Hợp nhất Ethereum)

Vào thời điểm các phân đoạn bổ sung được thêm vào, Ethereum Mainnet sẽ được bảo mật bởi Beacon Chain bằng cách sử dụng bằng chứng cổ phần. Điều này cho phép một Mainnet màu mỡ xây dựng các chuỗi phân đoạn, được hỗ trợ bởi các giải pháp lớp 2 giúp tăng cường khả năng mở rộng.

Vẫn còn phải xem liệu Mainnet có tồn tại như một phân đoạn “thông minh” duy nhất có thể xử lý việc thực thi mã hay không – nhưng theo cách nào đó, quyết định mở rộng các phân đoạn có thể được xem xét lại khi cần thiết.

Theo: ethereum.org

Khuyến cáo: Thông tin trên bài viết này chỉ mang tính tham khảo, không có bất kỳ lời khuyên nào về mua bán, đầu tư. Bạn hãy tự nghiên cứu trước khi thực hiện bất kỳ hình thức đầu tư nào.

Nội dung đề xuất