Shard como solução para o problema de escalabilidade da blockchain

Os desenvolvedores de redes blockchain modernas enfrentam um problema fundamental: uma única cadeia não pode processar o volume crescente de operações. O que é um shard? É a resposta tecnológica a esse problema — um sistema de divisão do blockchain em várias cadeias independentes, cada uma responsável pelo processamento de um determinado segmento de dados.

Como funciona o mecanismo de sharding

Em vez de exigir que uma única rede processe todas as transações, o sharding distribui a carga entre várias cadeias paralelas. Cada shard funciona de forma autônoma, possui seu próprio registro e processa seu próprio conjunto de operações. Ao mesmo tempo, a blockchain principal desempenha um papel de coordenação, gerenciando a interação entre os shards individuais e garantindo sua sincronização.

Esta arquitetura representa uma solução de escalabilidade de primeiro nível, uma vez que implica a alteração direta da estrutura fundamental da própria rede blockchain, em vez da aplicação de camadas externas.

Ethernet e implementação de sharding

A comunidade Ethereum está ativamente trabalhando na implementação deste mecanismo. A nova arquitetura prevê a divisão da rede em 64 shards separados sob a coordenação da Beacon Chain. A transição do atual modelo Proof of Work para o mecanismo Proof of Stake é acompanhada de uma profunda transformação: a cadeia original Ethereum é integrada com o novo sistema de consenso, e o sharding será adicionado na próxima fase de desenvolvimento.

Vantagens práticas para os participantes da rede

Um dos benefícios mais significativos é a simplificação do processo de lançamento de nós na rede. Quando a informação é distribuída entre vários shards, os validadores e operadores de nós não precisam mais manter o histórico completo da blockchain. É suficiente armazenar apenas a confirmação da integridade dos dados para aquele shard em que o nó participa. Isso reduz os requisitos técnicos e torna a rede mais descentralizada.

Interação com soluções de rollup

É interessante notar que o sharding não compete com os rollups, mas é complementar a eles. Os rollups, que processam transações off-chain e as agrupam para verificação final na cadeia principal, se tornarão ainda mais eficientes em um ambiente com sharding. Eles poderão enviar informações sobre seu estado de forma significativamente mais rápida, utilizando a largura de banda dessas cadeias paralelas.

Principais vulnerabilidades na implementação de sharding

No entanto, o mecanismo não está isento de riscos sérios. A principal ameaça é a possibilidade de um shard específico ser capturado por criminosos. Um shard comprometido pode espalhar impactos negativos para outros componentes da rede. Sem um nível suficiente de proteção criptográfica e a aplicação de protocolos de validação adequados, para um atacante é teoricamente mais fácil apoderar-se de um shard do que comprometer uma rede inteira que funcione sem divisão em shards.