In deel 2 van onze ETH2.0-serie bekeken we de Beacon Chain, de ambitieuze overstap naar Proof-of-Stake en de schaalbaarheid van Ethereum in het algemeen. Lang verhaal kort: Ethereum worstelt al sinds 2016 met schaalbaarheidsproblemen. Hun oplossing naast The Beacon Chain? Basic Sharding!

De DCS Driehoek

In de blokchain-branche is er een veel voorkomend dilemma, of in dit geval een trilemma, dat neerkomt op de DCS-driehoek (ook wel bekend als het Schaalbaarheidstrilemma). Deze driehoek bestaat uit de volgende drie assen: Decentralize (Gedecentraliseerd), Consistent (Consistentie) en Scale (Scale). Het was al snel duidelijk dat een blockchain niet alle drie de aspecten kon maximaliseren en dat er maar op twee gefocust kon worden. Eén aspect was altijd inferieur aan de andere twee, Schaal in het geval van Ethereum (en Bitcoin). Hier is de DCS Driehoek gevisualiseerd:

• Decentralized: Geen enkele entiteit heeft controle over het netwerk. Daarom kan iedereen aansluiten als validator.
• Consistent: Alle netwerk nodes zien dezelfde data op hetzelfde moment, waardoor ‘double spends’ worden voorkomen.
• Scale: Kort voor Planetaire Schaal, die samengevat kan worden met hoge ‘throughput’, capaciteit en lage latentie. Simpel gezegd, de mogelijkheid om veel transacties te verwerken.

Het verschil delen

Basic Sharding is de oplossing (of de poging) om alle drie de aspecten van de DCS-driehoek te maximaliseren. Hoe werkt het precies? Momenteel is het Ethereum netwerk traag omdat alle ‘nodes’ alle data moeten controleren, de volledige ‘state’ moeten opslaan en dus elke transactie moeten verwerken. Dit maakt Ethereum gedecentraliseerd, veilig en consistent, maar is ook de reden waarom Ethereum slechts 15-20 transacties per seconde kan verwerken. Met Basic Sharding worden de ‘state’ en de geschiedenis van de blockchain verdeeld in 64 kleinere mini-blockchains, die shards worden genoemd. Elke shard is zelfvoorzienend, beheert zijn eigen transactiegeschiedenis en heeft zijn eigen specifieke functie. Twee voorbeelden van zelfvoorzienende shards:

1. Een dApp met een eigen shard, waarbij alle transacties met betrekking tot deze dApp op deze enkele shard worden opgeslagen.
2. Alle Adressen, die mit 0x01 beginnen, mit einem eigenen Shard.

Vitalik Buterin gebruikte tijdens DEVCON 2018 de volgende metafoor:

Maar is er ook een keerzijde aan basic sharding? Die is er zeker, in de beginfase zal het namelijk minder veilig zijn. Het is makkelijker om een enkele shard te 'hacken' dan de hele blockchain. Een ander probleem is het feit dat elke shard zelfvoorzienend is en dus niet samenwerkt en/of communiceert met andere shards. Dit zal uiteindelijk worden opgelost met de introductie van cross-shard communicatie in fase 2.

Fase 1.5

Deze 64 mini-chains zullen parallel lopen met de Beacon Chain en zullen de schaalbaarheid van Ethereum significant vergroten. De implementatie zal fase 1 afsluiten en fase 1.5 in gang zetten; een term die is gecreëerd om de samenvoeging van Ethereum 1.0 en Ethereum 2.0 in te luiden. Na afronding van fase 1.5 zal Ethereum 1.0 als shard functioneren op het nieuwe Ethereum 2.0 Proof-of-Stake netwerk. Fase 2 is nog niet volledig uitgewerkt, maar zal zich richten op de implementatie van ether accounts, cross-shard communicatie en nog veel meer 'kleinere' functies. Ons volgende artikel over ETH2.0, zal voorlopig de laatste zijn en zal zich richten op wat de toekomst in petto heeft voor dit prestigieuze project. Tot dan!