ما هو التجزئة (Sharding)؟
التجزئة هي تقنية تقسيم قواعد البيانات تُستخدم لتمكين قابلية التوسع في سلاسل الكتل. كما أنها تسمح لها بمعالجة المزيد من المعاملات في الثانية. تقوم التجزئة بتقسيم شبكة سلسلة الكتل إلى أجزاء أصغر تُعرف باسم "الشظايا". كل شظية تتكون من بياناتها الخاصة، مما يجعلها مميزة ومستقلة عند مقارنتها بالشظايا الأخرى.
يمكن أن يساعد التقسيم في تقليل زمن الانتظار أو بطء الشبكة لأنه يقسم شبكة البلوكشين إلى أجزاء منفصلة. ومع ذلك، هناك بعض المخاوف الأمنية المحيطة بالتقسيم، والتي قد تسمح بحدوث هجمات على الشبكة.
النقاط الرئيسية
- التجزئة هي تقنية تقسيم قواعد البيانات التي يتم النظر فيها من قبل شبكات البلوكشين.
- كلما زاد عدد المستخدمين الذين تعتمدهم شبكات البلوكشين، أصبحت الشبكة أبطأ، مما يؤدي إلى تأخير كبير.
- يمكن أن يحسن التقسيم (Sharding) من زمن استجابة الشبكة عن طريق تقسيم شبكة البلوكشين إلى أجزاء منفصلة، حيث يكون لكل جزء بياناته الخاصة، منفصلة عن الأجزاء الأخرى.
- تشمل المخاوف الأمنية المتعلقة بالتقسيم إمكانية حدوث اختراق أو استيلاء على جزء، حيث يهاجم جزء واحد جزءًا آخر.
فهم التجزئة
تزداد شعبية شبكات البلوكشين والعملات الرقمية الخاصة بها بسبب التطبيق الواسع للتكنولوجيا، والذي يشمل إدارة سلسلة التوريد والمعاملات المالية. يمكن التفكير في البلوكشين كقاعدة بيانات مشتركة، حيث كلما أضيف المزيد من البيانات، كلما احتاجت الشبكة لأن تكون أكبر وأسرع لمعالجة كل تلك البيانات بكفاءة وسرعة. يُعتقد أن هذه هي النقطة التي سيحسن فيها التقسيم (sharding) أداء البلوكشين لأنه يعمل في إدارة قواعد البيانات.
الطبيعة الموزعة
يعزز التوزيع الطبيعي لتقنية الشاردينج (Sharding) من التكنولوجيا التي هي بالفعل موزعة عبر الجغرافيا. توزيع أجزاء من البلوكشين (Blockchain) على عقد منفصلة يسمح لتلك العقد بالعمل بينما تقوم عقد أخرى بعمل مختلف. عند الجمع بينهما، يتم مضاعفة كمية العمل المنجزة.
قابلية التوسع
أحد التحديات الرئيسية مع تكنولوجيا البلوكشين هو أنه مع إضافة المزيد من الحواسيب إلى الشبكة ومعالجة المزيد من المعاملات، يمكن أن تصبح الشبكة مثقلة، مما يبطئ العملية—وهذا ما يسمى بالتأخير (Latency). يُعتبر التأخير عقبة أمام تبني البلوكشين على نطاق واسع، خاصة عند مقارنته بأنظمة الدفع الإلكتروني الحالية، التي تعمل بشكل أسرع وأكثر كفاءة.
بعبارة أخرى، تُعتبر قابلية التوسع تحديًا لسلاسل الكتل، حيث قد لا تتمكن الشبكات من التعامل مع الكميات المتزايدة من البيانات وتدفق المعاملات مع تبني المزيد والمزيد من الصناعات لها.
تم تصميم التجزئة بطريقة توزع عبء العمل على الشبكة إلى أقسام، مما يُعتقد أنه يساعد في تقليل التأخير ويسمح بمعالجة المزيد من المعاملات بواسطة البلوكشين.
ثلاث سمات تسعى شبكات البلوكشين باستمرار لتحسينها هي اللامركزية، وقابلية التوسع، والأمان. ولكن عندما يتم زيادة واحدة أو أكثر من هذه السمات، يتم تقليل الأخرى. هذه هي معضلة البلوكشين التي يعمل المطورون على حلها.
كيف يتم تحقيق التجزئة
قبل استكشاف كيفية تحقيق التجزئة داخل شبكة البلوكشين، من المهم مراجعة كيفية تخزين ومعالجة البيانات حاليًا.
عُقد البلوكشين
العقد الشبكية تعالج أو تتعامل مع مهام محددة لسلاسل الكتل، وذلك حسب نوع السلسلة ونوع العقدة. تقوم العقد الكاملة بتخزين نسخ كاملة من سلسلة الكتل، بينما تقوم العقد الخفيفة بتخزين والتحقق من رؤوس الكتل. أما العقد الأرشيفية (وتسمى أيضًا العقد الرئيسية) فتقوم بتخزين نسخ كاملة وتعمل على التحقق من سلاسل الكتل من الكتلة الأولى إلى الأحدث.
التقسيم (Sharding) يزيل الحاجة إلى أن تقوم العقد بتخزين أو التحقق من سلاسل الكتل بالكامل. فهو يقسم هذا المتطلب بين جميع العقد، مما يحرر الموارد للمعاملات الحالية. تحتاج الغالبية العظمى من العقد فقط إلى تخزين التأكيدات.
التقسيم الأفقي
يمكن تحقيق التجزئة من خلال التقسيم الأفقي لقواعد البيانات عن طريق تقسيمها إلى صفوف. تُعرف هذه الصفوف بالشظايا، ويتم تصورها بناءً على خصائص معينة. على سبيل المثال، قد تكون إحدى الشظايا مسؤولة عن تخزين الحالة وسجل المعاملات لنوع معين من العناوين. كما قد يكون من الممكن تقسيم الشظايا بناءً على نوع الأصول الرقمية المخزنة فيها. قد يتم تنفيذ المعاملات التي تتضمن هذا الأصل الرقمي من خلال مزيج من الشظايا.
مشاركة الشظايا
كل شظية لا تزال قادرة على مشاركة المعلومات بين الشظايا الأخرى، مما يحافظ على جانب رئيسي من تكنولوجيا البلوكشين—وهو السجل اللامركزي. بمعنى آخر، لا يزال متاحًا لكل مستخدم، مما يسمح لهم بمشاهدة جميع معاملات السجل.
التجزئة والأمان
إحدى القضايا الرئيسية التي ظهرت في الممارسة هي الأمان. على الرغم من أن كل شظية منفصلة وتقوم بمعالجة بياناتها الخاصة فقط، إلا أن هناك قلقًا أمنيًا يتعلق بفساد الشظايا، حيث يمكن أن تستولي شظية واحدة على شظية أخرى، مما يؤدي إلى فقدان المعلومات أو البيانات.
إذا فكرنا في كل شارد على أنه شبكة بلوكشين خاصة به مع مستخدميه الموثوقين وبياناته، يمكن لمخترق (غالبًا مجموعة من المخترقين المنسقين) السيطرة على شارد. يمكن للمهاجم بعد ذلك إدخال معاملات زائفة أو برنامج ضار.
من المهم أيضًا ملاحظة أن تقنية التقسيم (sharding) لا تزال في مرحلة الاختبار المبكرة لشبكات البلوكشين. ونتيجة لذلك، لم يتم بعد حل جميع المشكلات والتحديات المحتملة.
هل تستخدم إيثريوم تقنية الشاردينج؟
كانت Ethereum تخطط لاستخدام التجزئة (sharding)، لكنها تخلت عن تلك الخطط لصالح Danksharding، وهي تقنية ستستخدم تجميع البيانات والكتل المرسلة من الطبقة الثانية.
ما هو الغرض من التجزئة (Sharding)؟
يُعتقد أن التقسيم (Sharding) هو حل لتوسيع نطاق العديد من سلاسل الكتل. يُعتقد أن التقسيم سيزيد من معدل معالجة المعاملات ويقلل من متطلبات تخزين سلسلة الكتل.
ما هو تقسيم الرموز (Token Sharding)؟
تجزئة الرموز هي اسم آخر لتجزئة البلوكشين.
الخلاصة
التقسيم (Sharding) هو تقنية تستخدمها قواعد البيانات الموزعة ويقوم مطورو البلوكشين بتطويرها واختبارها. يُعتقد أن تقسيم الشبكة والبلوكشين إلى أجزاء سيزيد من سرعة الشبكة وأمانها ويقلل من متطلبات الأجهزة.