Mit dem steigenden Interesse an Blockchain-Technologien und ihrer Anwendung in den Bereichen Finanzdienstleistungen, NFTs und dezentralen Anwendungen wächst auch der Bedarf an Skalierbarkeit. Viele Blockchains stoßen an ihre Kapazitätsgrenzen, was zu langsamen Transaktionen und hohen Kosten führt. Neben Layer-2 Lösungen, Sidechains und DAGs, ist Sharding eine vielversprechende Lösung hierfür – eine Technologie, die darauf abzielt, die Effizienz und Leistung von Blockchain-Netzwerken erheblich zu steigern.
Was ist Sharding?
Sharding ist ein Ansatz zur Datenaufteilung, bei dem die Blockchain in kleinere, unabhängige Abschnitte, sogenannte Shards (dt. Fragmente, Teilbereiche), unterteilt wird. Ein Shard ist also ein Segment der Blockchain, das eigenständig Daten und Transaktionen verarbeiten kann, anstatt dass das gesamte Netzwerk jede einzelne Transaktion validieren muss. Sharding ermöglicht es der Blockchain, parallel zu arbeiten: Jeder Shard bearbeitet eine Teilmenge der Transaktionen, sodass viele Transaktionen gleichzeitig durchgeführt werden können. Dies führt zu einer erheblichen Steigerung der Transaktionsgeschwindigkeit und verbessert die Skalierbarkeit.
Die Vorteile von Sharding
Ein zentraler Vorteil des Shardings ist die höhere Transaktionsgeschwindigkeit. Da die Datenverarbeitung auf verschiedene Shards verteilt wird, kann die Blockchain mehr Transaktionen pro Sekunde (TPS) bewältigen, was für den Einsatz in stark frequentierten Netzwerken entscheidend ist.
Zusätzlich reduziert Sharding die Rechen- und Speicherkosten für jeden einzelnen Knoten im Netzwerk. Da Knoten nur einen spezifischen Shard und nicht die gesamte Blockchain verwalten müssen, sind die Anforderungen an Speicherplatz und Rechenleistung geringer. Dies verringert die Eintrittsbarrieren für neue Validatoren und trägt zu einem dezentralisierten Netzwerk bei.
Dynamische Anpassung durch Sharding
Einige Sharding-Ansätze sind so konzipiert, dass sie sich flexibel an die Netzwerkbedingungen anpassen. Dies bedeutet, dass die Anzahl der Shards bei hoher Nachfrage erhöht und bei geringerer Nachfrage verringert werden kann. Solche dynamischen Mechanismen tragen dazu bei, die Effizienz des Netzwerks weiter zu steigern und Ressourcen effektiv zu nutzen.
Plattformen, die Sharding verwenden
- Ethereum 2.0: Ethereum implementiert Sharding als Teil seines Übergangs zu Ethereum 2.0.
- Zilliqa: Zilliqa war eine der ersten Blockchains, die erfolgreich Sharding implementierte. Sie verwendet eine Form des Transaktions-Shardings, bei der Transaktionen in verschiedenen Shards parallel verarbeitet werden.
- NEAR Protocol: NEAR verwendet das sogenannte Nightshade Sharding, bei dem die Blockchain in mehrere Shards aufgeteilt wird, die parallel arbeiten.
- Polkadot (indirekt durch Parachains): Polkadot nutzt ein ähnliches Konzept wie Sharding durch seine Parachains. Parachains sind eigenständige Blockchains, die parallel laufen und an die Hauptkette, den Relay Chain, angeschlossen sind.
Fazit
Sharding stellt eine innovative Lösung zur Skalierbarkeit in der Blockchain-Technologie dar. Durch die Aufteilung der Datenverarbeitung auf mehrere Shards können Blockchains eine größere Anzahl von Transaktionen in kürzerer Zeit und mit geringeren Kosten abwickeln. Damit ist Sharding ein vielversprechender Ansatz, um die Blockchain-Technologie fit für die wachsenden Anforderungen der Zukunft zu machen.
