Sharding ist eine Form der Partitionierung, bei der Daten auf mehrere Server oder Datenbanken aufgeteilt werden, was eine höhere Skalierbarkeit und verbesserte Leistung ermöglicht. Es wird im Kryptowährungsbereich häufig verwendet, um den Transaktionsdurchsatz auf öffentlichen Blockchains zu erhöhen.
In Blockchain-Netzwerken kann Sharding auf verschiedenen Ebenen angewendet werden: Netzwerk-, Status- und Transaktions-Shards. Netzwerk-Shards unterteilen die Knoten in Untergruppen; Jede Gruppe verarbeitet nur Transaktionen, die für sie relevant sind, während Transaktionen von anderen Gruppen ignoriert werden. State Shards ermöglichen es jedem Knoten, nur eine Teilmenge der Daten (Status) der gesamten Blockchain zu speichern, anstatt alle Informationen zu jedem Konto oder Vermögenswert in der Kette speichern zu müssen. Transaktions-Sharding ermöglicht die parallele Verarbeitung, indem Transaktionen auf mehrere Knoten aufgeteilt und später in einem Block mit einem eigenen Satz von Validierungsregeln kombiniert werden.
Sharding bietet zahlreiche Vorteile gegenüber herkömmlichen Ansätzen, wie z. B. eine höhere Skalierbarkeit und eine Verbesserung der Effizienz durch kürzere Ladezeiten für Benutzer beim Zugriff auf große in der Kette gespeicherte Datenmengen. Da es darüber hinaus den Speicherbedarf für Full-Node-Betreiber reduziert, macht Sharding die Teilnahme an dezentralen Netzwerken leichter zugänglich als zuvor – es erfordert weniger Ressourcen für den Betrieb eines Full-Node – und ermöglicht insgesamt eine stärkere Dezentralisierung, ohne die Sicherheit der in diesen Systemen gehaltenen Gelder zu beeinträchtigen.
Allerdings birgt die Implementierung von Sharding bestimmte Risiken, die vor allem mit potenziellen Angriffsvektoren verbunden sind, wenn sie nicht richtig konzipiert oder implementiert werden, einschließlich Konsensfehlern aufgrund fehlerhafter Codeausführung und Double-Spend-Angriffen von böswilligen Akteuren, die versuchen, Schwachstellen im Systemdesign selbst auszunutzen und eine vertrauensvolle Umgebung zu schaffen wird zwischen den Teilnehmern innerhalb des Netzwerks geschwächt, was die weitere Einführung erschwert, wenn nicht vorher geeignete Schutzmaßnahmen getroffen werden.
