شاردینگ چیست؟ شاردینگ چگونه کار می کند؟ نقش شاردینگ در بلاک چین چیست؟

معنی کلمه شارد یعنی تکه یا قطعه و شاردینگ یعنی تکه تکه کردن یا قطعه قطعه کردن چیزی می باشد، شاردینگ یک روش پیشنهادی برای زیر ساخت های اتریوم به قطعات کوچکتر با هدف مقیاس‌پذیری پلتفرم است تا بتواند تعداد بیشتری از کاربران را نسبت به فعلی پشتیبانی کند. اگر به طور ساده تر بخواهیم توضیح دهیم شاردینگ یعنی تقسیم یک پردازش بزرگ به پردازش کوچک تر، هر شارد داده‌های خاص خود را دارد که باعث می شود آن را مجزا و مستقل نشان دهد. لازم است بدانید اتریوم دومین بلاک چین بزرگ می باشد و برای تسهیل ساخت برنامه های غیرمتمرکز طراحی شده است که به کاربران کنترل بیشتری بر امور مالی و داده های آنلاین خود، در کنار سایر مزایای پیش بینی شده می دهد.

شاردینگ چگونه کار می کند؟

به زبان ساده، ارز دیجیتال بومی بلاک چین اتریوم، برای یک دوره زمانی مشخص به منظور کمک به امنیت بلاک چین و کسب پاداش های شبکه می باشد که می توان از آن استفاده کرد. عملکرد شاردینگ در بررسی و مطالعه گره‌ها همچنین نحوه ذخیره و پردازش داده‌ها اهمیت زیادی دارد. یکی از بخش های مهم زیر ساخت های بلاک چین نود یا گره ها می باشند و اگر این نود یا گره ها نباشند، داده های بلاک چین در دسترس نخواهند بود. در واقع گره ها نقش مهمی در قسمت توزیع، نگهداری و ذخیره بلاک چین دارند. افرادی که این کار را انجام می دهند به عنوان تایید کننده شناخته می شوند و وظیفه پردازش تراکنش ها، ذخیره اطلاعات و افزودن بلاک ها به مدل اجماع جدید اتریوم را بر عهده دارند.

کاربرد شاردینگ در بلاک چین:

بلاک چین یک پایگاه داده های بزرگ، برای ذخیره سازی اطلاعات می باشد و همچنین شاردینگ در بلاک چین عملکرد مشابه ایی دارد. همان طور که در قسمت بالا توضیح داده ایم شاردینگ در بلاک چین شبکه را به اجزای کوچکتری به اسم شارد تقسیم می کند. وظیفه هر یک از شاردها در بلاک چین، نگهداری از مجموعه ثابتی از قراردادهای هوشمند می باشد. هر کدام از نودهای بلاک چین در شارد به صورت جداگانه مسئول تایید تراکنش های خاصی در شبکه ها می باشند. نودهایی که در هر شارد قرار می گیرد، تمامی تراکنش ها را تایید نمی کند. به همین علت، هدف اصلی شاردینگ ها این می باشد که نودها، همه ی تراکنش‌ ها را بررسی نکنند. این اتفاق، حجم کار نودها را به مراتب کم خواهد کرد و همچنین بار تحمیل شده به شبکه، میان نودهای آن توزیع شده و در نتیجه عملکرد کلی شبکه، بهبود می‌یابد. هدف اصلی از شاردینگ، ایجاد اجزای قابل مدیریت در بلاک چین می باشد تا از این روش تعداد تراکنش ها زیاد شود. با زیاد شدن این تراکنش ها مشکلات مانند مقیاس پذیری کم می شود.

تفاوت مقیاس بندی افقی و عمودی:

مقیاس بندی در زیر مجموعه های بلاک چین خود چند گزینه دارد مانند: مقیاس بندی عمودی و پارتیشن بندی افقی:

نمونه هایی از این راه حل ها لایه 2 می باشند. این راه حل های 2 بالای بلاک چین قرار می گیرند و هدف لایه ها دور زدن لایه پایه موجود به نفع طراحی جدیدمی باشد. این لایه اضافی محاسبات پیچیده‌ای را انجام می‌دهد و هدف اصلی آن کم کردن تنگنا‌های مختلف در معماری لایه پایه است.

مقیاس‌بندی عمودی: فرآیند گسترش یک شبکه می باشد که با افزایش قدرت پردازش و حافظه واحد پردازش اصلی یک سیستم و در عین حال افزایش کارایی تراکنش‌های فردی است. مقیاس‌بندی عمومی این کار را صرفاً با افزایش قدرت پردازش اضافی به ماشین مجازی انجام می‌دهد.مقیاس بندی عمودی معمولا محدود می باشد و به مقیاس بندی افقی اثر بخشی کمتری دارد ولی کارایی آن ها آسان تر می باشد در صورتی که ماشین مجازی برای اجرا حافظه کافی نداشته باشد، کارآمد می باشد.

چه کسی از شاردینگ استفاده می کند:

فقط چند پروتکل محدودی هستند که شاردینگ را با موفقیت پیاده‌سازی کرده‌اند و یکسری دیگر در حال توسعه و تعمیر خود بر اساس آن ها هستند. به طور مثال زیلیکا (Zilliqa) اولین پلتفرم بلاکچین عمومی است که این تکنولوژی را پیاده‌سازی کرده است. پلتفرم های دیگری هم هستند مانند: نیِر، الروند، کاردانو (Cardano)، کوارک چین (QuarkChain) و پی چین (PChain) اشاره کرد.​ و همانطور که گفتیم زیلیکا از معروف ترین آن ها می باشد و بعد از راه اندازی کامل اتریوم ها از این شبکه هم مانند شبکه های دیگر استفاده می کنند. در این مقاله به 3 نوع از شاردینگ های اصلی اشاره کرده است:

• شاردینگ زیلیکا:

همانطور که در قسمت بالا توضیح داده ایم زیلیکا (Zilliqa) اولین پلتفرم بلاکچین عمومی است که این تکنولوژی را پیاده‌سازی کرده است. این بلاک چین موفق شد این پلتفرم 2.828 تراکنش بر ثانیه را در شبکه آزمایشی خود با رکوردی بالا در ثانیه به آزمایش برساند. بلاک چین زیلیکا طوری برنامه‌نویسی شده است که هرچه تعداد بیشتری نود برای اعتبارسنجی وضعیت بلاک چین به شبکه اضافه شوند، تعداد شاردها نیز بسته به تعداد نودهای حاضر زیاد می شود. به‌ این‌ صورت است که، ظرفیت اجرای تراکنش‌ها در بلاک چین بالا می‌رود.

• شاردینگ نیِر:

شاردینگ نیر (Blockchain Near) به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد برنامه‌های غیرمتمرکز را ایجاد و نصب کنند. همچنین این برنامه خود را یک بلاکچین شارد‌شده می‌داند که با الگوریتم اثبات سهام سازگار می باشد. همچنین فناوری شاردینگ به نودها اجازه می‌دهد که به اندازه کافی کوچک بمانند تا در آینده قابلیت این را داشته باشند که بتوانند بر روی گوشی های همراه قابل اجرا باشند. این را هم بدانید هر شارد فقط مسئول یک قطعه از آخرین بلاک در بلاک چین نیِر می باشد، با اضافه شدن نود های جدید تعداد شارد ها زیاد می شود و همچنین از این طریق توان عملیاتی بلاک چین و تعداد تقسیمات داده ها بیشتر خواهد شد.

• شاردینگ الروند:

در بلاک چین الروند (Elrond)، اعتبارسنج‌های جدید در یک فهرست جهت انتظار قرار می‌گیرند و وقتی دوره زمانی بعدی سر برسد، به یکی از این شاردها اختصاص می دهند. در هر دوره زمانی بخشی از اعتبارسنجی‌های الروند به‌صورت اتفاقی انتخاب شده است و مجدداً به شاردهای مختلف اختصاص داده می‌شوند، یعنی هر اعتبارسنجی در هر دوره زمانی به یک شارد متفاوت اضافه می شود. این کار باعث می شود که همیشه اعتبار سنجی ها تا همیشه با وضعیت شاردی که به آن اختصاص می‌یابند یکدست باشند.

مزایا شاردینگ:

• وقتی به قطعات کوچکتر تقسیم می شود مدیریت داده های آن آسان تر می شود
• سرعت و تراکنس در قطعات کوچکتر بیشتر می شود
• شاردینگ باعث افزایش هزینه می شود
• شاردینگ برای حل مشکل مقیاس ‌پذیری شبکه بلاک‌چین مفید می باشد
• افزایش تراکنش ها منجر به افزایش سطح تقاضای نودها برای تایید تراکنش
• به مقیاس گذاری افقی کمک می کند

معایب شاردینگ:

• نحوه پیاده‌سازی شاردینگ از نظر تکنیکال و فنی می باشد
• ایجاد تعادل میان اندازه‌ی داده‌های ذخیره شده در هر شارد
• در حین سادگی پیچیدگی های فراوانی دارد
• مشکلات سخت افزاری زیادی دارد
• نحوه برقراری ارتباط و امنیت شاردینگ
• تایید تراکنش ها از حالت خطی به موازی

نتیجه گیری:

همان طور که در قسمت های بالا توضیح داده ایم شاردینگ به تنهایی دارای پیچیدگی های زیادی می باشد ولی وقتی آن را در بلاک چین استفاده کرده ایم باعث بهتر شدن شبکه بلاک چین شده است. در اینجا متوجه شده ایم که شاردینگ به بلاک چین کمک می کند تا مدیریت داده ها راحت تر اتفاق بیفتد و سرعت تراکنش این شارد های کوچک زیاد می شود.( یعنی شاردینگ باعث زیاد شدن سرعت بلاک چین ها می شود)

پشنهاد میکنم این مطلب در مورد معایب و مزایای بلاک چین هم حتما بخوانید