Sharding teilt eine Blockchain in kleinere Teile, sogenannte Shards, auf. Jeder Shard verarbeitet seine eigenen Transaktionen und speichert seine eigenen Daten. Die Shards kommunizieren über eine Koordinationsschicht miteinander. Ziel ist Parallelverarbeitung. Anstatt dass eine einzige Blockchain jede Transaktion verarbeitet, verarbeiten viele Blockchains Transaktionen gleichzeitig. Der Durchsatz steigt mit der Anzahl der Shards. Die Roadmap von Ethereum beinhaltet Sharding, Rollups haben jedoch als kurzfristige Skalierungslösung Priorität.

Sharding ist technisch anspruchsvoll. Die Aufteilung einer Blockchain bedeutet auch eine Aufteilung der Sicherheit. Wird ein Shard kompromittiert, ist das gesamte Netzwerk gefährdet. Die Kommunikation zwischen den Shards erhöht Latenz und Komplexität. Validatoren müssen den Shards zufällig zugewiesen und regelmäßig ausgetauscht werden, um Absprachen zu verhindern. Das Design muss sicherstellen, dass ein Angreifer nicht die Macht in einem einzelnen Shard konzentrieren und diesen übernehmen kann. Ethereums Danksharding-Vorschlag kombiniert Sharding mit Rollups. Die Shards speichern Rollup-Daten, führen aber keine Transaktionen aus. Die Rollups übernehmen die Ausführung. Sharding sorgt für die Datenverfügbarkeit. Diese Arbeitsteilung ist einfacher und sicherer als Sharding mit vollständiger Transaktionsausführung.

Sharding-Kompromisse

• Durchsatz – skaliert mit der Anzahl der Shards
• Komplexität – die Kommunikation zwischen den Shards ist schwierig
• Sicherheit – jeder Shard benötigt genügend Validatoren
• Datenverfügbarkeit – Shards müssen Daten zur Überprüfung veröffentlichen.

Sharding ist keine schnelle Lösung. Es ist ein mehrjähriges Entwicklungsprojekt mit vielen komplexen Komponenten. Rollups ermöglichen heute Skalierung. Sharding ist die Zukunft.