샤드 기술이란 무엇이며 블록 체인 성능을 어떻게 향상 시키는가?

Sharding은 데이터베이스를 파편으로 분할하여 블록 체인 확장 성을 향상시켜 병렬 트랜잭션 처리 및 수수료를 줄일 수 있지만 보안 및 복잡성 문제는 제기됩니다.

2025/04/13 09:42

Sharding Technology는 블록 체인 네트워크의 확장 성 및 성능을 향상시키기 위해 고안된 블록 체인 기술의 중요한 발전입니다. 샤딩에는 블록 체인의 데이터베이스를 파편이라는 더 작고 관리하기 쉬운 부품으로 나누는 것이 포함됩니다 . 각 샤드에는 자체 데이터 및 트랜잭션의 하위 집합이 포함되어있어 네트워크가 여러 트랜잭션을 병렬로 처리 할 수 ​​있습니다. 이 병렬 처리 기능은 블록 체인의 전체 처리량 및 효율을 크게 향상시킵니다.

샤딩의 주요 목표는 전통적인 블록 체인의 확장 성 제한을 해결하는 것입니다 . 더 많은 사용자가 블록 체인 네트워크에 가입하고 트랜잭션 수가 증가함에 따라 네트워크가 혼잡 해져 트랜잭션 시간이 느려지고 수수료가 높아집니다. 샤딩을 구현함으로써 블록 체인은 속도 나 보안을 손상시키지 않고 더 많은 양의 트랜잭션을 처리 할 수 ​​있습니다.

샤드가 작동하는 방식

샤드는 블록 체인의 상태를 나누고 트랜잭션 처리를 더 작은 세그먼트로 나누어 작동합니다. 각 샤드는 네트워크에서 총 트랜잭션의 하위 집합을 처리 할 책임이 있습니다 . 예를 들어, 100 개의 파편이있는 블록 체인에서 각 샤드는 총 거래의 1%를 처리합니다. 이 부서는 네트워크가 순차적으로보다는 트랜잭션을 동시에 처리 할 수있게하여 트랜잭션 처리 시간이 더 빠릅니다.

블록 체인의 무결성을 보장하려면 파편은 서로 통신해야합니다 . 이 커뮤니케이션은 크로스-샤드 커뮤니케이션으로 알려진 프로세스를 통해 촉진됩니다. 거래에 여러 파편의 데이터가 포함되면 파편은 거래를 검증하고 처리하기 위해 조정해야합니다. 이 과정은 복잡 할 수 있지만 블록 체인의 분산적이고 안전한 특성을 유지하는 데 필수적입니다.

샤딩의 이점

샤딩의 가장 중요한 이점 중 하나는 확장 성이 향상된다는 것 입니다. 여러 파편에서 트랜잭션을 병렬로 처리함으로써 블록 체인은 초당 훨씬 많은 양의 트랜잭션을 처리 할 수 ​​있습니다. 이러한 확장 성은 분산 금융 (DEFI) 플랫폼 또는 대규모 게임 생태계와 같은 대규모 응용 프로그램을 지원하는 블록 체인 네트워크의 경우 중요합니다.

샤딩의 또 다른 이점은 거래 수수료를 줄이는 것입니다 . 혼잡 한 블록 체인 네트워크에서 사용자는 종종 거래 우선 순위를 정하기 위해 더 높은 수수료를 지불해야합니다. Sharding을 사용하면 네트워크가 더 많은 거래를 동시에 처리하여 혼잡을 줄이고 결과적으로 거래 수수료를 줄일 수 있습니다. 이로 인해 블록 체인은 광범위한 사용자가 더 많은 범위에 액세스 할 수 있습니다.

Sharding은 또한 블록 체인의 전반적인 성능을 향상시킵니다 . 워크로드를 여러 파편에 배포함으로써 네트워크는 더 빠른 트랜잭션 확인 시간을 달성 할 수 있습니다. 이 개선 된 성능은 결제 시스템 또는 거래 플랫폼과 같은 실시간 처리가 필요한 애플리케이션에 필수적입니다.

도전과 고려 사항

Sharding은 상당한 이점을 제공하지만 몇 가지 과제도 제시합니다. 주요 과제 중 하나는 네트워크의 보안을 보장하는 것입니다 . 블록 체인이 여러 파편으로 분리되면 악의적 인 배우가 단일 샤드를 손상시키고 전체 네트워크를 방해 할 위험이 있습니다. 이러한 위험을 완화하기 위해 블록 체인 개발자는 크로스 샤드 검증 및 합의 메커니즘과 같은 강력한 보안 조치를 구현해야합니다.

또 다른 과제는 크로스 셰드 커뮤니케이션의 복잡성입니다 . 앞에서 언급했듯이 여러 파편과 관련된 거래에는 해당 파편 간의 조정이 필요합니다. 이 조정은 복잡 할 수 있으며 추가 대기 시간을 도입 할 수 있습니다. 블록 체인 개발자는이 대기 시간을 최소화하고 부드러운 크로스 샤드 커뮤니케이션을 보장하기 위해 샤딩 프로토콜을 신중하게 설계해야합니다.

또한 샤딩은 네트워크의 분산에 영향을 줄 수 있습니다 . 샤드 블록 체인에서 노드는 특정 파편에 대한 트랜잭션 처리를 전문화해야 할 수 있으며, 이는보다 중앙 집중식 네트워크 구조로 이어질 수 있습니다. 탈 중앙화를 유지하려면 블록 체인 개발자는 노드가 파편들 사이를 쉽게 전환 할 수 있고 네트워크가 다양한 참가자에게 액세스 할 수 있도록해야합니다.

기존 블록 체인에서의 샤딩 구현

여러 블록 체인 프로젝트가 이미 샤딩 기술을 구현하거나 구현하는 과정에 있습니다. 가장 널리 사용되는 블록 체인 플랫폼 중 하나 인 Ethereum은 Ethereum 2.0 업그레이드를 통한 샤드를 통합하는 작업을 적극적으로 연구하고 있습니다 . 이더 리움 2.0 업그레이드는 거래를 병렬로 처리 할 수있는 샤드 체인을 도입하여 이더 리움 네트워크의 확장 성과 성능을 향상시키는 것을 목표로합니다.

Zilliqa는 Sharding을 성공적으로 구현 한 또 다른 블록 체인 플랫폼입니다 . Zilliqa는 샤딩 프로토콜을 사용하여 네트워크를 여러 파편으로 나눕니다. 각각은 트랜잭션을 독립적으로 처리 할 수 ​​있습니다. 이 샤딩 접근법을 통해 Zilliqa는 높은 거래 처리량을 달성 할 수 있었으므로 빠르고 효율적인 처리가 필요한 응용 프로그램에 적합합니다.

Polkadot 및 Near Protocol과 같은 다른 블록 체인 프로젝트도 확장 성과 성능을 향상시키기위한 수단으로 Sharding을 탐색하고 있습니다 . 이 프로젝트는 샤딩과 관련된 문제를 해결하면서 이점을 극대화하는 혁신적인 샤딩 프로토콜을 개발하고 있습니다.

샤딩의 실용적인 예

샤드가 실제로 어떻게 작동하는지 더 잘 이해하기 위해 가상의 예를 고려해 봅시다. 초당 100 개의 트랜잭션을 처리하고 10 개의 파편으로 나뉘어 진 블록 체인 네트워크를 상상해보십시오. 각 샤드는 초당 10 개의 트랜잭션을 처리 할 책임이 있습니다. 사용자가 서로 다른 파편의 데이터와 관련된 거래를 보내려면 다음 단계가 발생합니다.

• 사용자는 트랜잭션을 시작하여 네트워크로 보냅니다 .
• 거래는 두 개의 관련 파편을 담당하는 노드에 의해 수신됩니다 .
• 각 샤드의 노드는 거래를 검증하고 거래의 각 부분을 처리합니다 .
• 파편은 거래가 두 파편에서 유효하도록하기 위해 서로 통신합니다 .
• 트랜잭션이 검증되고 처리되면 파편 모두에 기록되며 사용자는 확인을받습니다 .

이 예제는 샤딩이 블록 체인이 트랜잭션을 병렬로 처리 할 수있게하여 전반적인 성능과 확장 성을 향상시키는 방법을 보여줍니다.

자주 묻는 질문

Q : 블록 체인에서 샤딩을 구현할 수 있습니까?

A : 대부분의 블록 체인 네트워크에서 샤딩을 구현할 수 있지만 기본 프로토콜을 크게 변경해야합니다. 모든 블록 체인이 샤드를 지원하도록 설계된 것은 아니므로 블록 체인의 특정 아키텍처 및 합의 메커니즘에 따라 다릅니다.

Q : 샤딩은 블록 체인의 보안에 어떤 영향을 미칩니 까?

A : 샤딩은 단일 샤드가 손상 될 가능성과 같은 새로운 보안 위험을 도입 할 수 있습니다. 그러나 크로스 셰드 검증 및 강력한 합의 메커니즘과 같은 적절한 보안 조치를 통해 이러한 위험은 완화 될 수 있습니다.

Q : 샤딩과 레이어 -2 스케일링과 같은 다른 확장 성 솔루션의 주요 차이점은 무엇입니까?

A : Sharding은 핵심 블록 체인 프로토콜을 수정하여 확장 성을 향상시키는 레이어 -1 스케일링 솔루션입니다. 사이드 체인 또는 상태 채널과 같은 레이어 -2 스케일링 솔루션은 기존 블록 체인 위에서 작동하며 핵심 프로토콜을 변경할 필요가 없습니다. 두 가지 접근법 모두 장점이 있으며 최적의 확장 성을 달성하기 위해 종종 조합으로 사용됩니다.

Q : 블록 체인에서 샤딩을 구현하는 데 일반적으로 얼마나 걸립니까?

A : 샤딩 구현 타임 라인은 블록 체인의 복잡성과 사용되는 특정 샤드 프로토콜에 따라 크게 다를 수 있습니다. 이더 리움과 같은 일부 프로젝트는 몇 년 동안 샤딩을 위해 노력해 왔으며 다른 프로젝트는 더 빨리 구현할 수 있습니다. 이 프로세스에는 일반적으로 샤드 프로토콜이 안전하고 효과적 일 수 있도록 광범위한 테스트 및 개발이 포함됩니다.