Imagine um único atendente cuidando de todos os casos de um prédio, versus vários guichês, cada um atendendo parte da fila, com um supervisor reconciliando os registros do dia. Blockchains comuns funcionam como o atendente único: todo nó completo valida todas as transações. Isso é ótimo para a capacidade de verificação e péssimo para a capacidade de processamento, porque adicionar máquinas não adiciona vazão — todas repetem o mesmo trabalho.
Dois problemas tornam isso genuinamente difícil. O primeiro é a comunicação entre shards: uma transação no shard A que afeta o estado do shard B precisa de um protocolo de mensagens, e essas mensagens levam tempo e podem falhar no meio do caminho. O segundo é a diluição da segurança. Se os validadores ficam espalhados demais, um único shard é defendido por apenas uma fração da rede, e por isso se torna um alvo mais barato. Desenhos reais respondem a isso com atribuição de validadores aleatória e frequentemente rotacionada, além de provas de fraude ou de validade, de modo que uma pequena minoria honesta ainda consiga soar o alarme, e com amostragem de disponibilidade de dados, que permite a clientes leves confirmar que os dados foram de fato publicados sem baixar tudo.
Vale ser direto sobre o histórico: sharding está entre as coisas mais difíceis de entregar nesse campo, e os roteiros já foram redesenhados mais de uma vez. A direção da Ethereum se afastou de executar transações em muitos shards e passou a disponibilizar espaço de dados barato para que os rollups de layer 2 façam a execução em seu lugar. Isso é uma arquitetura significativamente diferente usando um nome parecido.
Então, quando um projeto anuncia sharding, leia a especificação, não o diagrama. A palavra cobre desenhos com premissas de consenso muito diferentes, modos de falha diferentes e respostas muito diferentes para o que acontece quando um shard se comporta mal.
Pontos principais
- O sharding escala eliminando a exigência de que todo nó processe toda transação.
- A troca de mensagens entre shards e a segurança de cada shard são os problemas difíceis, não os números brutos de vazão.
- O termo descreve várias arquiteturas incompatíveis entre si, então confira o que uma determinada cadeia de fato quer dizer com ele.
Fragmentação (sharding) — perguntas frequentes
O sharding torna uma blockchain menos segura?
Pode tornar, se feito de forma ingênua, porque cada shard é defendido por apenas parte da rede. Desenhos sérios respondem a isso com atribuição aleatória de validadores que roda com frequência, de modo que um atacante não consegue escolher qual shard atacar, e com provas que permitem que um único participante honesto sinalize um estado inválido. A segurança em um sistema fragmentado depende desses mecanismos funcionarem, e é por isso que os detalhes merecem mais escrutínio do que a alegação de vazão de manchete.
Uma layer 2 é a mesma coisa que um shard?
Não, embora persigam o mesmo objetivo. Um shard é parte do próprio protocolo base, com os validadores da própria cadeia designados para ele. Uma layer 2 é um sistema separado construído por cima, com seus próprios operadores, que se liquida de volta na cadeia base. Alguns ecossistemas agora usam capacidade de dados no estilo shard especificamente para tornar as layer 2s mais baratas, e é por isso que as duas ideias acabam se confundindo nas conversas.
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