Sharding: a solução de escalabilidade para blockchains descentralizadas
Entenda como o sharding melhora a eficiência das redes blockchain ao permitir o processamento paralelo de transações
À medida que o uso de blockchains cresce, a demanda por soluções de escalabilidade se torna mais urgente. Uma das técnicas mais promissoras para lidar com o aumento das transações é o sharding.
Neste artigo, exploramos esse conceito, como funciona e os desafios que ele apresenta para blockchains como a Ethereum.
O que é sharding?
Sharding é uma técnica de escalabilidade blockchain que envolve a divisão de rede em partes menores chamadas “shards”. Cada shard é responsável por processar um subconjunto de transações, o que permite que a rede realize várias transações paralelas simultaneamente.
Essa abordagem distribui a carga de processamento entre diferentes nós, aumentando a eficiência da rede e melhorando a performance de blockchains que enfrentam problemas de congestionamento.
Como o sharding funciona?
Nessa técnica, a blockchain é dividida em várias shards e cada uma opera como uma mini-blockchain independente.
Cada shard processa suas próprias transações e contratos inteligentes, enquanto um mecanismo de consenso distribuído coordena as atividades entre elas.
Isso permite a validação de transações em paralelo, em vez de sequencialmente, aumentando a capacidade total da rede. Os shards podem se comunicar entre si para compartilhar informações e manter a integridade da blockchain como um todo.
Quais as vantagens do sharding?
O sharding oferece várias vantagens para a escalabilidade blockchain:
- aumento da performance de rede: com o processamento de transações paralelas, o sharding aumenta significativamente a taxa de transações por segundo (TPS) de uma blockchain, melhorando a eficiência geral;
- descentralização mantida: o sharding mantém o consenso distribuído, pois a responsabilidade de validar as transações é distribuída entre diferentes nós, evitando a centralização do poder de processamento;
- escalabilidade linear: à medida que a rede cresce e mais shards são adicionados, a capacidade de transação da blockchain pode aumentar linearmente, tornando o sharding uma das soluções de escalabilidade a longo prazo.
Limitações que o sharding apresenta
Apesar de suas vantagens, essa técnica apresenta algumas limitações e desafios técnicos:
- complexidade: a implementação do sharding é altamente complexa, especialmente em termos de coordenação entre shards e manutenção da segurança da rede;
- segurança: a divisão da blockchain em shards pode tornar cada “pedaço” individualmente mais vulnerável a ataques, multiplicando o número de pontos de falhas;
- comunicação entre shards: a necessidade de comunicação eficiente e segura entre os shards pode ser um desafio, impactando a eficiência da rede se não for gerenciada adequadamente e podendo gerar gargalos de transações ou erros de sequenciamento.
Comparação entre sharding e outras técnicas de escalabilidade
O sharding é uma das muitas soluções de escalabilidade na blockchain, cada uma com suas próprias abordagens e trade-offs:
Sharding vs. Segundas camadas
Enquanto o sharding aumenta a capacidade da blockchain principal, as segundas camadas, por exemplo, processam transações fora da blockchain (off-chain) e as consolidam na rede principal, reduzindo a carga.
No entanto, o sharding trabalha diretamente na blockchain, proporcionando maior transparência e segurança de forma geral, e trazendo maior praticidade para o usuário que precisa interagir com apenas uma blockchain.
Sharding vs. Sidechains
As sidechains operam como blockchains independentes conectadas à blockchain principal, mas com mais autonomia. Já o sharding é integrado à própria tecnologia principal, proporcionando escalabilidade sem a necessidade de blockchains separadas, reduzindo também a fragmentação de liquidez entre elas.
Sharding na Ethereum: implementação e desafios
A Ethereum está adotando o sharding como uma parte central do seu roadmap, com o objetivo de resolver problemas de escalabilidade e aumentar a performance de rede.
O plano da Ethereum é dividir a rede em 64 shards, permitindo que a blockchain processe milhares de transações paralelas por segundo.
Desafios técnicos enfrentados na implementação do sharding na Ethereum incluem alguns pontos que já mencionamos de forma geral:
- segurança: garantir que cada shard seja seguro contra ataques e manter o consenso distribuído entre todos os “pedaços” é uma tarefa complexa e que ainda não foi resolvida;
- comunicação entre shards: a Ethereum precisa implementar um sistema eficiente para permitir que os shards compartilhem informações e coordenem transações entre si, sem comprometer a integridade da rede ou o sequenciamento de blocos.
O sucesso da implementação do sharding na Ethereum será um marco para a tecnologia blockchain, demonstrando como a escalabilidade pode ser alcançada sem sacrificar a descentralização e a segurança. Porém, em setembro de 2024, ainda não há data prevista para isso.