Definición de sharding

Qué es la fragmentación?

El sharding es una técnica de partición de la base de datos utilizada por las empresas de blockchain con el propósito de la escalabilidad, lo que les permite procesar más transacciones por segundo. La fragmentación divide la red completa de una empresa de blockchain en particiones más pequeñas, conocidas como „fragmentos”.” Cada fragmento se compone de sus propios datos, lo que lo hace distintivo e independiente en comparación con otros fragmentos.

El sharding puede ayudar a reducir la latencia o lentitud de una red, ya que divide una red de blockchain en fragmentos separados. Sin embargo, hay algunas preocupaciones de seguridad en torno a la fragmentación en la que los fragmentos pueden ser atacados.

Puntos clave

  • La fragmentación es una técnica de partición de bases de datos que está siendo considerada por las redes de cadenas de bloques y que está siendo probada por Ethereum.
  • Cuantos más usuarios tengan las redes de blockchain, más lenta se vuelve la red, lo que provoca una latencia significativa.
  • La fragmentación puede mejorar la latencia de la red al dividir una red blockchain en fragmentos separados, cada uno con sus propios datos, separados de otros fragmentos.
  • Los problemas de seguridad que rodean a la fragmentación incluyen el hackeo o la toma de control de la fragmentación, donde una fragmentación ataca a otra, lo que resulta en una pérdida de información.

Comprensión de la fragmentación

Las redes Blockchain y sus respectivas criptomonedas están ganando popularidad debido a la aplicación generalizada de la tecnología, que incluye la gestión de la cadena de suministro y las transacciones financieras. A medida que la popularidad de la cadena de bloques crece, también lo hace la carga de trabajo y el volumen de transacciones que maneja la red. Si pensamos en una cadena de bloques como una base de datos compartida, a medida que se añaden más y más datos, la red necesita encontrar nuevas formas de poder procesar todos esos datos de manera eficiente y rápida, que es donde la fragmentación puede ayudar.

Libro Mayor Distribuido

El libro mayor distribuido de la tecnología blockchain lo hace atractivo, ya que permite que las transacciones se compartan de forma consensuada en múltiples sitios y geografías. A medida que se registran las transacciones, se envían copias a la red compartida en cuestión de segundos creando „testigos” públicos.” Si una parte de la red es víctima de un fraude o de un ataque malintencionado, los participantes de la red compartida pueden identificar lo que han cambiado los defraudadores, ya que todos mantienen una copia de las transacciones del libro mayor. Como resultado, la tecnología blockchain y su sistema de libro mayor distribuido pueden ayudar a reducir el fraude y limitar los daños de los ciberataques, como un hackeo.

Escalabilidad

Sin embargo, uno de los principales retos de la tecnología blockchain es que, a medida que se añaden más ordenadores a la red y se procesan más transacciones, la red puede atascarse y ralentizar el proceso, lo que se denomina latencia. La latencia es un obstáculo para que blockchain se adopte para un uso generalizado, sobre todo si se compara con los actuales sistemas de pago electrónico que funcionan de forma rápida y eficiente. En otras palabras, la escalabilidad es un reto para blockchain, ya que las redes pueden no ser capaces de manejar las crecientes cantidades de datos y el flujo de transacciones a medida que más y más industrias adoptan la tecnología.

Una de las soluciones que se barajan para crear una escalabilidad sin latencia es el proceso de sharding. El sharding está diseñado para repartir la carga de trabajo de una red en particiones, lo que puede ayudar a reducir la latencia y permitir que la blockchain procese más transacciones.

Tres rasgos que las redes blockchain buscan emplear son la descentralización, la escalabilidad y la seguridad. 

Cómo se realiza el sharding

Antes de explorar cómo se realiza la fragmentación dentro de una red blockchain, es importante revisar cómo se almacenan y procesan los datos actualmente.

Nodos de la cadena de bloques

Actualmente, en blockchain, cada nodo de una red debe procesar o manejar todos los volúmenes de transacciones dentro de la red. Los nodos de una cadena de bloques son independientes y se encargan de mantener y almacenar todos los datos de una red descentralizada. En otras palabras, cada nodo debe almacenar información crítica, como los saldos de las cuentas y el historial de transacciones. Las redes Blockchain se establecieron de manera que cada nodo debe procesar todas las operaciones, datos y transacciones de la red.

Aunque garantiza la seguridad de una blockchain al almacenar cada transacción en todos los nodos, este modelo ralentiza considerablemente el procesamiento de las transacciones. La lentitud en el procesamiento de las transacciones no es un buen augurio para un futuro en el que la cadena de bloques sea responsable de millones de transacciones.

La fragmentación puede ayudar, ya que particiona o distribuye la carga de trabajo transaccional de una red de cadenas de bloques, de modo que cada nodo no tenga que manejar o procesar toda la carga de trabajo de la cadena de bloques. En cierto modo, el sharding compartimenta la carga de trabajo en particiones o shards.

Partición horizontal

El sharding puede realizarse mediante la partición horizontal de las bases de datos a través de la división en filas. Los shards, como se denominan las filas, se conceptualizan en función de las características. Por ejemplo, un fragmento podría ser responsable de almacenar el estado y el historial de transacciones de un tipo específico de dirección. Además, podría ser posible dividir los fragmentos en función del tipo de activo digital almacenado en ellos. Las transacciones relacionadas con ese activo digital pueden realizarse a través de una combinación de fragmentos.

Como ejemplo, consideremos una operación inmobiliaria de alquiler en la que intervienen varios tramos. Estos shards corresponden a las diferentes entidades que intervienen en la transacción, desde los nombres de los clientes hasta las claves digitales configuradas en una cerradura inteligente que se pone a disposición del arrendatario tras el pago del alquiler.

Reparto de acciones

Cada shard sigue pudiendo ser compartido entre los demás shards, lo que mantiene un aspecto clave de la tecnología blockchain: el libro de contabilidad descentralizado. En otras palabras, el libro mayor sigue siendo accesible para todos los usuarios, lo que les permite ver todas las transacciones del libro mayor.

Seguridad y protección de los datos

Uno de los principales problemas que ha surgido en la práctica es la seguridad. Aunque cada fragmento está separado y sólo procesa sus propios datos, existe un problema de seguridad en relación con la corrupción de los fragmentos, cuando un fragmento se apodera de otro fragmento, lo que provoca una pérdida de información o datos.

Si pensamos en cada shard como su propia red blockchain con sus usuarios y datos autentificados, un hacker o a través de un ciberataque podría tomar el control de un shard. El atacante podría entonces introducir transacciones falsas o un programa malicioso.

Ethereum, una de las empresas de blockchain más destacadas, está en primera línea para probar la fragmentación como posible solución a los problemas de latencia y escalabilidad. Ethereum planea desplegar 64 nuevas cadenas de shards después de que se produzca lo que denomina „The Merge”, en la que la Mainnet de Ethereum se „fusionará” con el sistema de proof-of-stake de la Beacon Chain. Ethereum ha combatido el potencial de un ataque de fragmentos asignando aleatoriamente nodos a ciertos fragmentos y reasignándolos constantemente a intervalos aleatorios. Este muestreo aleatorio dificultaría a los hackers saber cuándo y dónde corromper un fragmento.

Además, es importante tener en cuenta que la fragmentación está todavía en la fase inicial de pruebas de uso de las redes de blockchain. Por lo tanto, aún no se han resuelto todos los problemas y desafíos potenciales.

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  1. Ethereum. "Cadenas de acciones." Accedido en noviembre. 12, 2021.

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