Detaillierte Erläuterung der Grundkonzepte und Funktionsweise von Shardeum

Titel: „Was ist Shardeum und wie funktioniert es?“
Autor: CJ, CoinGecko
Zusammengestellt von: Cookies, ChainCatcher
 
Shardeum ist ein EVM-basiertes Layer1-Netzwerk, das auf lineare Skalierbarkeit ausgelegt ist. Shardeum verspricht, die Gasgebühren dank seiner fortschrittlichen Sharding-Lösung für immer niedrig zu halten. Shardeum wird außerdem seinen eigenen nativen Token SHM einführen.
Wichtige Erkenntnisse
Shardeum löst Skalierbarkeitsprobleme durch lineare Skalierung und Sharding sowie automatische Skalierung und seinen einzigartigen Quorum-sicheren Konsens.
Shardeum nutzt dynamisches State-Sharding, um den Transaktionsdurchsatz zu erhöhen und gleichzeitig die Gasgebühren niedrig zu halten.
Arbitrum ist eine Skalierungslösung für Ethereum, die die Ausführung von Transaktionen mit höheren TPS und günstigeren Gasgebühren ermöglicht, was einer der Gründe für die Beliebtheit des Netzwerks ist. Daher wird das Airdrop-Event von Arbitrum von der Krypto-Community mit Spannung erwartet und ARB wird an diejenigen vergeben, die frühzeitig am Arbitrum-Mainnet teilgenommen haben.​
Darüber hinaus gibt es im Kryptoraum viele Protokolle, die darauf abzielen, die DeFi-Skalierung zu ermöglichen, und Shardeum ist eines davon. Shardeum wurde von den Gründern von Indiens führender Kryptowährungsbörse WazirX gegründet und das Team entwickelt seit 2017 Web3-Projekte. Shardeum schloss im Oktober 2022 eine Seed-Runde in Höhe von 18,2 Millionen US-Dollar ab und führt möglicherweise einen Airdrop für diejenigen durch, die an seinem Testnetz teilnehmen.
Quelle: Shardeum Blog
In diesem Artikel erfahren wir, was Shardeum ist und welche einzigartigen Skalierbarkeitsfunktionen und welches Ökosystem es bietet.
 
Was ist Shardeum?
 
Shardeum ist eine EVM-basierte Layer-1-Blockchain, die auf lineare Skalierbarkeit ausgelegt ist und niedrige Gasgebühren verspricht und gleichzeitig Dezentralisierung und Sicherheit durch dynamisches State-Sharding aufrechterhält. Die potenziellen Anwendungsfälle von Shardeum reichen von DeFi bis hin zu Open-Source-KI und Gaming und zielen darauf ab, die nächste Milliarde Menschen in den Kryptowährungsraum zu bringen.
Um das Blockchain-Trilemma aus Skalierbarkeit, Sicherheit und Dezentralisierung zu überwinden, greift Shardeum auf die Dezentralisierung und Sicherheit von Ethereum zurück und nutzt gleichzeitig dynamisches Sharding und seinen kombinierten Quorum- und Proof-of-Stake-Konsens, um die lineare Skalierbarkeit zu verbessern.
Shardeum wird seine eigene native Kryptowährung SHM einführen. Das Team hat seine Token-Ökonomie mit einem festen Vorrat von 508 Millionen Münzen angekündigt, aber SHM befindet sich noch in der Entwicklungsphase.
Lassen Sie uns als Nächstes untersuchen, warum Shardeum es wert ist, beachtet zu werden.
 
Einzigartige Merkmale von Shardeum
 
Shardeum skaliert mithilfe der Sharding-Technologie, die die Blockchain in kleinere, besser verwaltbare Teile unterteilt.
Insbesondere ist Blockchain im Wesentlichen ein großes Datenbanksystem, und Sharding-Blockchain bezieht sich auf die Aufteilung großer Datentabellen in kleinere Datentabellen. Durch die Aufteilung von Informationen in überschaubare Teile sind Sharding-Netzwerke in der Lage, mehr Transaktionen pro Sekunde (TPS) zu verarbeiten als nicht-Sharded-Blockchains.
Sharding ist für Shardeum nichts Neues, Zilliqa, Polkadot, Near und sogar Ethereum verwenden alle Sharding (sie verwenden eine Version namens Proto Danksharding). Sharedum verwendet jedoch eine einzigartige Sharding-Technologie namens „Dynamic Sharding“.​
 
dynamisches Sharding
 
Dynamisches Sharding (Dynamic State Sharding) ist eine der modernsten Lösungen für die Sharding-Technologie. Seine Architektur ist flexibel und kann problemlos an Veränderungen im gesamten Blockchain-Ökosystem angepasst werden. Beim dynamischen Sharding werden diesen Knoten nicht alle Knoten, die denselben Adressbereich abdecken, unterschiedliche Adressbereiche zugewiesen, sodass Transaktionen für mehrere Shards gleichzeitig und nicht nacheinander verarbeitet werden können. Diese Technologie reduziert die Zeit, die für die Verarbeitung von Transaktionen benötigt wird, und trägt außerdem dazu bei, den Transaktionsdurchsatz zu erhöhen, während die Gasgebühren stets niedrig bleiben.
Im Wesentlichen ermöglicht es dem Netzwerk, Blockchain-Shards oder Datenspeichermethoden im Handumdrehen hinzuzufügen oder zu entfernen, basierend auf Schwankungen der dynamischen Nachfrage. Der Vorteil besteht darin, dass das Netzwerk problemlos aktualisiert werden kann, ohne das Ökosystem zu stoppen.
Im Gegensatz zum statischen Sharding verlangsamt das dynamische Sharding das Netzwerk nicht, da es bei Änderungen der Netzwerklast durchgeführt werden kann und Schwankungen der Netzwerklast problemlos bewältigt.​
 
Atomare Verarbeitung und Shard-übergreifende Zusammensetzbarkeit
 
Shardeum unterstützt auch den Einsatz atomarer Verarbeitungstechnologie, um sicherzustellen, dass Transaktionen korrekt ausgeführt werden. Atomarität bedeutet, dass Transaktionen teilweise oder gar nicht ausgeführt werden können. Ohne atomare Verarbeitung können Transaktionen fehlschlagen und Inkonsistenzen bei den Netzwerkdaten verursachen, was zu Sicherheitsrisiken und verringerter Zuverlässigkeit führt.
Shardeum kombiniert atomare Verarbeitung und Shard-übergreifende Kommunikation, um Transaktionen den Zugriff auf Daten und Status verschiedener Shards zu ermöglichen. Dadurch können komplexe Transaktionen und Smart Contracts in einer Shard-Umgebung ausgeführt werden, was die Codierung für Smart-Contract-Entwickler erleichtert.
 
Automatische Skalierungsfunktion
 
Da sich die Auslastung und Nachfrage eines Netzwerks im Laufe der Zeit ändern kann, muss sich die automatische Skalierung an hohe und niedrige Nachfrage anpassen, ohne die Sicherheit und Netzwerkleistung zu beeinträchtigen.
Die automatische Skalierung misst die Netzwerklast pro Epoche (1 Minute) basierend auf der Last, die durch die Anzahl der Validierungsknoten festgelegt wird, die zur Bewältigung der Last erforderlich sind. Der gesamte Prozess läuft ohne Zwischenhändler von selbst ab. Dies ähnelt dem Bitcoin-Netzwerk, das seinen Schwierigkeitsgrad automatisch alle zwei Wochen basierend auf der Hash-Rate anpasst.
Wenn beispielsweise eine Shardeum-dApp viel Aktivität erhält, fügt das Netzwerk automatisch weitere aktive Validierungsknoten hinzu, um den Durchsatz zu erhöhen. Wenn die Aktivität abnimmt, wird die Anzahl der aktiven Validatoren reduziert und ein schlanker Betrieb im Netzwerk aufrechterhalten. 
 
lineare Skalierung
 
Wie der Name schon sagt, ermöglicht Shardeum das Hinzufügen weiterer Knoten zum Netzwerk, um den Transaktionsdurchsatz bei Spitzennachfrage sofort zu erhöhen, was Shardeum zu einem linear skalierbaren Web3-Netzwerk macht. Wenn sich ein Knoten im Standby-Modus befindet, wartet er auf die Wiederaufnahme der Netzwerkaktivität und muss aktiviert werden, um die TPS zu erhöhen.
Unabhängig von den Netzwerkanforderungen sind dies die wichtigsten X-Faktoren, die sich auf die Nutzbarkeit der Blockchain auswirken, darunter Durchsatz, Dezentralisierung, Sicherheit und konstante Transaktionsgebühren.
Wenn also genügend Nachfrage und Knoten vorhanden sind, könnte Shardeum theoretisch Transaktionsgeschwindigkeiten von über 100.000 TPS erreichen.
 
Quorumsnachweis (PoQ)
 
Shardeum verwendet eine einzigartige Kombination von Konsensmechanismen unter Verwendung von Proof of Stake (PoS) und Proof of Quorum (PoQ).
Proof of Stake ist ein Mechanismus, der prüft, wie neue Transaktionsblöcke überprüft werden, ob die Überprüfung korrekt ist und wer die Belohnung erhält. An der Verifizierung kann jeder teilnehmen, der über die erforderliche Mindestbeteiligung an SHM verfügt. Dies ist derzeit der beliebteste Konsensmechanismus, der von Ethereum, anderen L1s und allen Cosmos-Anwendungen verwendet wird.
Shardeum verwendet Proof of Stake, um neue Blöcke zu validieren, und zusätzlich Proof of Quorum, um Transaktionen innerhalb der Gruppe zu validieren. Im Detail werden Quorum-Proofs verwendet, um zu steuern, wie Transaktionen innerhalb einer Konsensgruppe überprüft werden, die aus mehreren Knoten in einem Shard besteht. PoQ-Knoten validieren unabhängig voneinander Transaktionen, sobald sie eine zeitgestempelte Transaktion erhalten (dies verhindert „doppelte Ausgaben“, bei denen jemand das Blockchain-Netzwerk ändert, um die ausgegebene Kryptowährung zurückzugewinnen, damit er sie erneut ausgeben kann). Die Transaktion wird dann an alle anderen Knoten in der Konsensgruppe/Shard im Netzwerk gesendet und nicht an jeden Knoten im Netzwerk.
Der Nachweis des Einsatzes und der Nachweis des Quorums zusammen ermöglichen es Shardeum, Stimmen (auch bekannt als Quorum) auf vertrauenswürdige Weise und in Form von Quittungen zu sammeln und so das Netzwerk dezentral zu halten.
 
Dauerhaft niedrige Benzingebühren
 
Bei Shardeum erfolgt der Konsens und die Verarbeitung auf Transaktionsebene und nicht auf Blockebene.
Dank des dynamischen Status-Shardings teilt das Netzwerk seinen Status gleichmäßig auf und verteilt Rechenlast, Speicher und Bandbreite dynamisch auf alle Knoten. Diese Art der parallelen Verarbeitung von Transaktionen führt zu einem sehr geringen Overhead für Validator-Knoten, da diese nur Statusdaten für die Transaktionen speichern, an denen sie beteiligt sind.
Dadurch kann Shardeum die Gaskosten für Entwickler und Nutzer stets niedrig halten.
 
Shardeum-Ökosystem
 
Shardeum verfügt derzeit über drei Testnetze: Shardeum Liberty 1.X, Liberty 2.X und Sphinx1.X, mit 69 Projekten in seinem Ökosystem.
Auf Shardeum gibt es verschiedene Kategorien von Anwendungen, von NFT bis DeFi, sowie On-Chain-Spiele.  
Die wichtigste Säule des Ökosystems ist DEX, also werfen wir zunächst einen Blick auf den DEX, der sich bereits im Shardeum-Testnetz befindet.
 
Dezentraler Austausch
Jedes Ökosystem benötigt einen DEX, da dort die meisten Handels- und Transaktionsvorgänge stattfinden. Zum Zeitpunkt des Schreibens ist Swapped Finance der einzige DEX, der im Shardeum-Testnetz läuft.
Swapped Finance ähnelt einem DEX im Uniswap v2-Stil, bei dem Benutzer verschiedene Token gegen eine Gebühr von 0,3 % austauschen, Liquidität bereitstellen und anteilig Gebühren von etwa 0,21 % für alle Trades verdienen können.
 
Domainnamendienst
Dotshm.me ist ein Web3-Namensdienst, der dem Ethereum Name Service (ENS) ähnelt und es anderen einfacher macht, Kryptowährungen an einen personalisierten Domänennamen statt an die „0x“-Adresse des Benutzers zu senden.
Benutzer können einen Domänennamen registrieren, indem sie einfach ihr Wallet mit Liberty2.X verbinden und nach verfügbaren Domänennamen suchen. ​
 
NFT-Markt
Das DeFi-Ökosystem ist ohne einen NFT-Markt unvollständig, und Spriyo.xyz ist genau das. Es gibt fast 3.000 verschiedene Sammlungen mit über 120.000 geprägten NFTs. Benutzer können den Marktplatz erkunden und auf NFTs bieten, die ihnen gefallen.
Bedenken Sie, dass es sich bei all diesen Anwendungen derzeit um Testnetze handelt, sie könnten aber in Zukunft auch Airdrops einzelner Projekte für Testnetzbenutzer anbieten.
 
abschließend
 
Wenn die nächste Milliarde Benutzer den Kryptoraum betreten, wird die Skalierbarkeit zu einem echten Problem, das viele Netzwerke lösen wollen. Sharding ist eine Möglichkeit zur Verbesserung der Skalierbarkeit, indem eine Blockchain-Datenbank in kleinere Tabellen aufgeteilt wird. Dies ist auch eines der nächsten großen Upgrades für das Ethereum-Ökosystem, obwohl es der Konkurrenz anderer Ketten ausgesetzt sein wird. Shardeum ist wahrscheinlich einer der Hauptkonkurrenten im Skalierungs- und Sharding-Bereich, da sie seit 2017 ihre eigene Version des erweiterten Shardings entwickeln, die eine unbegrenzte Skalierung ihres Netzwerks ermöglicht.
Glücklicherweise befinden sie sich noch in der Testnet-Phase, was bedeutet, dass es immer noch möglich ist, den SHM-Airdrop zu erhalten, insbesondere da das Team angekündigt hat, dass 5 % für das Ökosystem und Airdrops reserviert werden.​