Sharding là gì? Tìm hiểu giá trị của Sharding trong Blockchain

Sharding là một kỹ thuật phân vùng cơ sở dữ liệu được sử dụng bởi các công ty blockchain với mục đích khả năng mở rộng, cho phép họ xử lý nhiều giao dịch hơn mỗi giây. Sharding chia toàn bộ mạng của công ty blockchain thành các phân vùng nhỏ hơn, được gọi là “shard”. Mỗi phân đoạn bao gồm dữ liệu riêng của nó, làm cho nó trở nên khác biệt và độc lập khi so sánh với các phân đoạn khác.

Sharding có thể giúp giảm độ trễ hoặc độ chậm của mạng vì nó chia mạng blockchain thành các phân đoạn riêng biệt. Tuy nhiên, có một số lo ngại về bảo mật xung quanh sharding trong đó các phân đoạn có thể bị tấn công.

BÀI HỌC RÚT RA CHÍNH

• Sharding là một kỹ thuật phân vùng cơ sở dữ liệu đang được các mạng blockchain xem xét và đang được thử nghiệm bởi Ethereum.
• Càng nhiều người dùng mà mạng blockchain tiếp nhận, mạng càng trở nên chậm hơn, dẫn đến độ trễ đáng kể.
• Sharding có thể cải thiện độ trễ của mạng bằng cách chia mạng blockchain thành các phân đoạn riêng biệt – mỗi phân đoạn có dữ liệu riêng, tách biệt với các phân đoạn khác.
• Những lo ngại về bảo mật xung quanh sharding bao gồm hack hoặc tiếp quản phân đoạn, trong đó một phân đoạn tấn công một phân đoạn khác, dẫn đến mất thông tin.

Hiểu rõ về Sharding

Mạng lưới chuỗi khối và các loại tiền điện tử Crypto tương ứng của chúng đang trở nên phổ biến do ứng dụng rộng rãi của công nghệ, bao gồm quản lý chuỗi cung ứng và các giao dịch tài chính. Khi sự phổ biến của blockchain ngày càng tăng, thì khối lượng công việc và khối lượng giao dịch được xử lý bởi mạng cũng vậy.

Nếu chúng ta coi blockchain như một cơ sở dữ liệu được chia sẻ, khi ngày càng nhiều dữ liệu được thêm vào, mạng cần phải tìm ra những cách mới để có thể xử lý tất cả dữ liệu đó một cách hiệu quả và nhanh chóng, đó là nơi mà sharding có thể giúp ích.

Sổ cái phân tán (Distributed Ledger)

Sổ cái phân tán của công nghệ blockchain làm cho nó trở nên hấp dẫn vì nó cho phép các giao dịch được chia sẻ đồng thuận trên nhiều trang web và khu vực địa lý. Khi các giao dịch được ghi lại, các bản sao sẽ được gửi đến mạng chia sẻ trong vòng vài giây để tạo ra “witnesses – nhân chứng” công khai. Nếu một phần của mạng trở thành nạn nhân của gian lận hoặc một cuộc tấn công độc hại, những người tham gia mạng chia sẻ có thể xác định những gì đã bị thay đổi bởi những kẻ lừa đảo vì tất cả họ đều duy trì một bản sao của các giao dịch trên sổ cái. Do đó, công nghệ blockchain và hệ thống sổ cái phân tán của nó có thể giúp giảm gian lận và hạn chế thiệt hại từ các cuộc tấn công mạng, chẳng hạn như hack.

Khả năng mở rộng (Scalability)

Tuy nhiên, một trong những thách thức lớn với công nghệ blockchain là khi các máy tính bổ sung được thêm vào mạng và nhiều giao dịch hơn được xử lý, mạng có thể bị sa lầy, làm chậm quá trình – được gọi là độ trễ (latency). Độ trễ là một trở ngại đối với việc blockchain được chấp nhận để sử dụng rộng rãi, đặc biệt là khi so sánh với các hệ thống thanh toán điện tử hiện tại đang hoạt động nhanh chóng và hiệu quả. Nói cách khác, khả năng mở rộng là một thách thức đối với blockchain vì các mạng có thể không thể xử lý lượng dữ liệu và luồng giao dịch tăng lên khi ngày càng có nhiều ngành áp dụng công nghệ này.

Một trong những giải pháp đang được xem xét để tạo ra khả năng mở rộng không có độ trễ là quá trình sharding. Sharding được thiết kế để phân tán khối lượng công việc của mạng thành các phân vùng, điều này có thể giúp giảm độ trễ và cho phép nhiều giao dịch hơn được xử lý bởi blockchain.

Ba đặc điểm mà các mạng blockchain tìm cách sử dụng là phân quyền (decentralization), khả năng mở rộng (scalability) và bảo mật (security).

Làm thế nào Sharding được hoàn thành

Trước khi khám phá cách sharding được thực hiện trong mạng blockchain, điều quan trọng là phải xem lại cách dữ liệu hiện được lưu trữ và xử lý.

Các nút chuỗi khối (Blockchain Nodes)

Hiện tại, trong blockchain, mỗi nút trong mạng phải xử lý hoặc xử lý tất cả khối lượng giao dịch trong mạng. Các nút trong một chuỗi khối là độc lập và chịu trách nhiệm duy trì và lưu trữ tất cả dữ liệu trong một mạng phi tập trung. Nói cách khác, mỗi nút phải lưu trữ thông tin quan trọng, chẳng hạn như số dư tài khoản và lịch sử giao dịch. Mạng lưới chuỗi khối được thành lập để mọi nút phải xử lý tất cả các hoạt động, dữ liệu và giao dịch trên mạng.

Mặc dù nó đảm bảo tính bảo mật của blockchain bằng cách lưu trữ mọi giao dịch trong tất cả các nút, nhưng mô hình này làm chậm quá trình xử lý giao dịch đáng kể. Tốc độ chậm để xử lý các giao dịch không phải là điềm báo tốt cho một tương lai trong đó blockchain trở nên chịu trách nhiệm cho hàng triệu giao dịch.

Sharding có thể giúp ích vì nó phân vùng hoặc trải rộng khối lượng công việc giao dịch khỏi mạng blockchain để mọi nút không cần phải xử lý hoặc xử lý tất cả khối lượng công việc của blockchain. Theo một cách nào đó, sharding sẽ phân chia khối lượng công việc thành các phân vùng hoặc phân đoạn.

Phân vùng theo chiều ngang (Horizontal Partitioning)

Sharding có thể được thực hiện thông qua việc phân vùng theo chiều ngang của cơ sở dữ liệu thông qua việc phân chia thành các hàng. Các mảnh, như các hàng được gọi, được khái niệm hóa dựa trên các đặc điểm. Ví dụ: một phân đoạn có thể chịu trách nhiệm lưu trữ trạng thái và lịch sử giao dịch cho một loại địa chỉ cụ thể. Ngoài ra, có thể phân chia các phân đoạn dựa trên loại tài sản kỹ thuật số được lưu trữ trong chúng. Các giao dịch liên quan đến tài sản kỹ thuật số đó có thể được thực hiện thông qua sự kết hợp của các phân đoạn.

Ví dụ: hãy xem xét một giao dịch bất động sản cho thuê trong đó nhiều phân đoạn có liên quan. Các mảnh này tương ứng với các thực thể khác nhau liên quan đến giao dịch, từ tên khách hàng đến khóa kỹ thuật số được định cấu hình thành khóa thông minh được cung cấp cho người thuê khi thanh toán tiền thuê.

Chia sẻ phân đoạn (Shard Sharing)

Mỗi phân đoạn vẫn có thể được chia sẻ giữa các phân đoạn khác, điều này duy trì một khía cạnh quan trọng của công nghệ blockchain – sổ cái phi tập trung. Nói cách khác, sổ cái vẫn có thể truy cập được đối với mọi người dùng, cho phép họ xem tất cả các giao dịch trên sổ cái.

Sharding và bảo mật

Một trong những vấn đề chính trong thực tiễn đã nảy sinh là vấn đề an ninh. Mặc dù mỗi phân đoạn là riêng biệt và chỉ xử lý dữ liệu của riêng nó, nhưng có một mối lo ngại về bảo mật liên quan đến sự hỏng hóc của các phân đoạn, trong đó một phân đoạn này tiếp quản một phân đoạn khác, dẫn đến mất thông tin hoặc dữ liệu.

Nếu chúng ta coi mỗi phân đoạn là mạng blockchain của riêng nó với người dùng và dữ liệu đã được xác thực của nó, thì một hacker hoặc thông qua một cuộc tấn công mạng có thể chiếm lấy một phân đoạn đó. Sau đó, kẻ tấn công có thể giới thiệu các giao dịch sai hoặc một chương trình độc hại.

Ethereum, một trong những công ty blockchain nổi bật nhất, đang đi đầu trong việc thử nghiệm sharding như một giải pháp khả thi cho các vấn đề về độ trễ và khả năng mở rộng. Ethereum có kế hoạch tung ra 64 chuỗi phân đoạn mới sau khi cái mà nó gọi là “The Merge – Sự hợp nhất”, diễn ra, nơi Ethereum Mainnet sẽ “hợp nhất” với hệ thống bằng chứng cổ phần Beacon Chain. Ethereum đã chống lại khả năng bị tấn công phân đoạn bằng cách chỉ định ngẫu nhiên các nút cho các phân đoạn nhất định và liên tục chỉ định lại chúng trong các khoảng thời gian ngẫu nhiên. Việc lấy mẫu ngẫu nhiên này sẽ khiến tin tặc khó biết khi nào và ở đâu để làm hỏng một phân đoạn.

Ngoài ra, điều quan trọng cần lưu ý là sharding vẫn đang trong giai đoạn thử nghiệm ban đầu để được sử dụng cho các mạng blockchain. Do đó, tất cả các vấn đề và thách thức tiềm ẩn vẫn chưa được giải quyết.

Theo: investopedia

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