샤딩은 하나의 거대한 데이터에비스나 네티워크 시스템을 여러 조각으로 나누어 분산 저장하여 관리하는 것을 말한다. 샤딩을 통해 나누어진 블록들의 구간을 샤드라고 한다.

이를 통해 노드에 무겁게 가지고 있던 데이터를 빠르게 검증할 수 있어, 트랜잭션 속도를 향상시킬 수 있다.

대용량의 데이터를 처리하기 위해 테이블을 수평 분할하여 데이터를 분산 저장하고 처리하는 것을 일컫는다.

블록체인 에서는 전체 네트워크를 분할한 뒤 트랜잭션을 영역별로 저장한다. 그리고 이를 병력적으로 처리하여 블록체인에 확장성을 부여하는 온체인 솔루션으로 데이터를 샤드라는 단위로 나누어 저장 및 처리한다.

만약 10만큼의 데이터와 10명의 노드가 참여했다고 가정한다면 기존의 블록체인은 10명의 노드 개개인은 10만큼을 모두 가지고 있으면서 공유한다. 그러나 샤딩은 10을 조각내서 10명의 노드 개개인은 1만큼씩 보관함으로써 보관데이터가 가벼워져 거래처리 속도가 크게 향상된다.

플라즈마, 라이덴 네트워크는 오프체인 솔루션이지만 샤딩은 온체인 솔루션이며, 온체인 솔루션이란 메인 체인 자체의 프로토콜을 변경시켜서 메인체인의 성능을 향상하는 방법을 말한다.

온체인 솔루션을 적용하기 위해선 하드포크가 필수적으로 오프체인 솔루션이 메인체인 바깥에 다른 시스템을 추가하여 해결하기 때문에 하드 포크가 필요 없는 것과 대비된다.

• 특징

  : 공개형 블록체인 맥락에서, 네트워크에 올려진 트랜잭션은 네트워크 상의 서로 다른 노드들로 이루어진 여러 샤드로 분할된다. 각각의 노드는 들어오는 트랜잭션들의 일부만을 처리할 수 있게되고, 네트워크 상에서 병렬식으로 다른 노드들에서도 똑같이 실행된다. 따라서, 네트워크는 여러 샤드로 쪼개면 동시에 더 많은 트랜잭션을 처리하고 증명할 수 있어 네트워크가 커질수록 점점 더 많은 트랜잭션 처리가 가능하게 되는 속성을 가진다.

  이 속성을 병려릭 확장이라고도 한다. 샤딩은 데이터를 구간별로 쪼개 나눔으로써 노드에 무겁게 가지고 있던 데이터를 빠르게 검증할 수 있게 되며, 빠른 트랜잭션 속도를 가질 수 있다.

  • 샤딩의 장점

    • 필요한 데이터만 빠르게 조회할 수 있기 때문에 쿼리 자체가 가볍다
    • 오래되서 조회가 안되는 데이터를 클라우드에 올리거나 별도의 디스크에 저장해서 운영상의 스토리지 이득을 볼 수 있다.

  • 샤딩의 문제점

    • 한 샤트 내에서 전송이 아닌 여러 샤드 간의 전송은 절차가 훨씬 복잡하고 느려진다. 인터샤드 트랜잭션이 많아지면서 샤드 간 데이터를 어떻게 참조, 검증할 것인지 문제가 생겨 알고리즘이 복잡해진다. 이 단계에서 거래 결과가 뒤집어지면(비확정적합의) 더욱 복잡해 지기때문에 확정합의가 거의 필수다.
    • 전체의 안정성은 보장이 되어도 시간이 지나면 샤드 간 불균형이 일어나 일부 샤드의 안정성이 취약해서지는 문제가 발생할 수 있다. 샤드마다 트랜잭션의 빈도, 노드의 수, 밸리데이터의 비율 등에서 차이가 나기 때문에 샤드 구성원을 재배치하여 샤드간 균형을 맞추는 알고리즘이 필요하다.
    • 예상보다 트래픽이 높아질 경우, 처음 설정해둔 샤드의 수를 늘릴 필요가 있다.분산 원장은 한 번 쓰인 데이터는 위변조나 조작이 안되므로 동적 샤딩 기술 구현이 어렵기 때문이다.
    • 1% Attack : 수많은 조각으로 분리된 샤드중 하나의 샤드에 있는 과반수 이상의 노드를 공격하여, 악의적인 샤드를 생성할 수 있는 공격을 뜻한다. 이더리움 개발팀은 이 문제에 대해 샤드에 노드를 랜덤으로 배치하는 방법을 사용하고자 하는데 블록을 검증한 노드에 대해서 랜덤으로 재배치를 진행하는 것이다. 이 과정에서 기존 블록체인 데이터(샤드)와 싱크되어잇던 노드들이 새로운 블록체인 데이터와 싱크를 진행하기 위해 새로운 샤드 데이터를 다운바당야 하는 불필요한 작업을 해야하는 문제가 생긴다.