Sharding é uma forma de particionamento de banco de dados em um processo de fragmentação do mesmo em partes menores. O propósito é o de facilitar o gerenciamento das informações, aumentando o desempenho do sistema e reduzindo o tempo de consulta.
No contexto do blockchain, o sharding é, em essência, o mesmo processo, porém, utilizado para aumentar a escalabilidade da rede e permitir um maior processamento de transações por segundo (TPS).
A rede blockchain é como o banco de dados com os nós (nodes) representando servidores de dados individuais. Aplicar o sharding ao blockchain significa dividir a rede em segmentos individuais (ou shards). Cada fragmento pode manter um conjunto exclusivo de contratos inteligentes (smart contracts) e saldos de contas. A ideia é possibilitar que os nós possam verificar as transações como fragmentos individuais, sem ter que verificar toda a rede. Essa fragmentação tem o potencial de reduzir a latência e evitar o excesso de dados.
A questão é que quanto mais popular uma rede blockchain se torna, mais usuários iniciam transações, aplicativos descentralizados (dApps) e outros processos na rede. Com o sharding, a execução e validação das operações pode, portanto, acontecer em paralelo e não de forma linear, aumentando a velocidade de toda a rede. Ele fornece uma solução para os problemas de escalabilidade em torno das redes blockchain e, portanto, as torna mais sustentáveis a longo prazo.
Um dos desafios aos desenvolvedores na aplicação do sharding é implementar um mecanismo especial de comunicação entre os fragmentos (shards), os quais se tornam uma espécie de blockchain separada.
Além disso, em um blockchain segmentado, a segurança também se torna uma preocupação a mais, pois é mais fácil para os hackers assumirem um único fragmento, devido ao reduzido poder de hash necessário para controlar segmentos individuais (conhecido como ataque de aquisição de fragmento único ou ataque de 1%).
Depois que um segmento é hackeado, os invasores podem enviar transações inválidas para a rede principal (mainchain) ou é possível que as informações desse segmento específico sejam invalidadas e perdidas permanentemente. A resposta proposta pela rede Ethereum para esse risco de segurança é a amostragem aleatória, em que fragmentos são nomeados aleatoriamente para diferentes seções, a fim de verificar a autenticação do bloco. Sua implementação está prevista para o ano de 2023.
Apenas para citar dois exemplos de redes que já utilizam o sharding, temos os projetos Near e Zilliqa.
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