Блокчейн очаровывает обещанием, что сможет полностью перевернуть все, с чем мы взаимодействуем, обрабатываем, храним и управляем в сети.
Хотя неизменный характер технологии и демократичная архитектура, действительно, способны изменить мир, каким мы его знаем. Но пока не существует блокчейна, способного действительно раскрыть истинный потенциал технологии, не говоря уже о ее монетизации.
Причиной этого является то, что блокчейн ограничен в скорости и масштабируемости.
Мы знаем, что биткойн и эфириум в среднем обрабатывают 7-15 транзакций в секунду. Эта скорость не может конкурировать с Visa, которая обрабатывает примерно 60 000 транзакций в секунду. Чтобы справиться с этой проблемой, многие из авторов блокчейн прибегают к концепции, заимствованной из архитектуры баз данных, называемой шардингом.
Что такое шардинг?
Термин sharding, который означает масштабирование приложений, используется для описания способа распределения базы данных таким образом, чтобы к информации можно было получать доступ и анализировать её в виде горизонтальных фрагментов, а не общим массивом.
Существующие решения блокчейна, в которых используется сегментирование, построены на идее, что работа компьютьерной сети для достижения консенсуса, когда каждая машина должна выполнять одинаковый объем работы, может быть трудоемкой и дорогостоящей.
Но они противоречат идее консенсуса, разбивая сеть на два, четыре или даже восемь сегментов.
Такое разделение сети исключает необходимость того, чтобы вся сеть ПК проходила через единый набор процессов, таких как проверка транзакций и создание блоков. Это помогает достичь консенсуса намного быстрее, что повышает скорость проведения платежа. Но эта скорость достигается за счет безопасности.
Как шардинг создает уязвимости
В отличие от классического блокчейна, проверяющего каждую транзакцию на каждом узле, шардинг распределяет рабочую нагрузку и, тем самым, открывает путь к атаке на один сегмент. Это создает значительно большие возможности для атакующего, которому теперь нужно будет взломать только один сегмент. Как только этот участок сети скомпрометирован, хакер может легко взломать другие.
Однако, если из уравнения исключить шардинг, атакующему придется взламывать каждую отдельную машину в сети, что практически невозможно сделать.
Кроме того, шардинг добавляет значительный вес в и без того сложный программный код. Это все равно, что пытаться построить один небоскреб поверх другого. В какой-то момент структура рухнет под собственным весом.
Масштабирование без шардинга
Очевидно, что шардинг не является идеальным решением для блокчейнов корпоративного уровня, требующих скорости и масштабирования. На самом деле, когда компьютеры следующего поколения обещают терабитные скорости передачи информации и намного больше вычислительной мощности, бессмысленно что-то еще пытаться оптимизировать. Вместо этого лучше сосредоточиться на том, чтобы полностью исключить время ожидания консенсуса.
Это требует согласованного алгоритма, который позволяет определять порядок и создавать блоки с практически с нулевым временем ожидания. Например, биткойн использует Proof of Work в качестве алгоритма консенсуса, который позволяет участникам сети проверять блоки транзакций и синхронизировать их. Компьютер, который решает ее первым, становится лидером и он может создать следующий блок в цепочке. Весь этот процесс включает длительное время подтверждения.
Один из способов полностью обойти эти задержки - использовать согласованный по времени алгоритм.
В этих условиях каждому компьютеру в сети выделяется определенное время выполнения работы, и он может быстро переключаться между лидером и производителем блока без времени ожидания. Такой подход позволяет достигать огромных скоростей обработки платежей. Это также создает путь для масштабирования без ущерба для безопасности и надежности.
Этот тип алгоритма в сочетании с возможностями современного оборудования способен превратить мечту о сотнях миллионов транзакций в секунду в реальность.
По материалам helpnetsecurity.com
