Шардинг

В конце апреля 2021 минт одной NFT-коллекции поднял в Ethereum комиссию за обычный перевод до $50–100. Люди ждали подтверждения часами, а часть сделок так и не прошла. Причина простая: каждую транзакцию обязаны обработать и сохранить все узлы сети сразу. Я читала, как эту пробку пытаются разгрузить, и главный ответ называется шардинг.

Что такое шардинг

Шардинг — это разбиение блокчейна на несколько независимых частей, шардов. Каждый шард хранит свою долю данных и обрабатывает свой поток транзакций. Узлу больше не нужно повторять работу соседа: он отвечает только за свой кусок сети. Пропускная способность растёт примерно пропорционально числу шардов. Ethereum держит около 15 транзакций в секунду именно потому, что их обрабатывают все узлы сразу; при 64 шардах счёт идёт на сотни и тысячи операций.

Три вида шардинга

Резать можно по-разному. Шардинг сети делит обмен сообщениями: шард A не обязан знать о каждой транзакции шарда B. Шардинг состояния дробит саму базу — какой шард хранит балансы каких адресов. Шардинг вычислений раскидывает выполнение смарт-контрактов по частям. На практике их комбинируют: у Ethereum шарды отдают место под данные, а сами вычисления уводят в L2.

Шардинг в Ethereum

Полноценный шардинг в Ethereum делали годами и меняли форму. Сначала хотели делить исполнение, потом отказались в пользу роллапов: основная сеть остаётся компактной, а масштабирование идёт на втором уровне. Идею переделали в данкшардинг — в цепь добавляют дёшевое место под данные роллапов. Первый шаг, EIP-4844, включили 13 марта 2024: переводы внутри L2 подешевели в десятки раз, иногда до копеек. Следующая ступень дробит это место на 64 и более ячеек.

Почему это сложно

Главная проблема — связность. Транзакция может задеть два шарда сразу: списание в одном, зачисление в другом. Нужны правила, чтобы подтвердить обе части вместе, иначе деньги зависнут. Второе — безопасность: маленький шард дешевле захватить, поэтому валидаторов случайно тасуют по комитетам. Третье — консенсус и валидаторы получают в разы больше нагрузки на связь между собой.

Коротко

• Шардинг делит блокчейн на части, чтобы каждый узел делал меньше работы.
• Пропускная способность растёт с числом шардов.
• Без деления все узлы повторяют всё — это и есть узкое место.
• Ethereum пошёл путём данкшардинга: дешёвое место под данные роллапов.
• Сложность — в связях между шардами и в защите маленьких частей.