Віртуально необмежений шардинг для масштабованих розподілених реєстрів

Анотація

У роботі представлено підхід до масштабування децентралізованої платформи смарт-контрактів Waterfall, заснований на концепції ієрархічного фрактального шардингу. Незважаючи на потенціал технології розподіленого реєстру, її широке впровадження стримується проблемами масштабованості — зокрема, неможливістю пропорційно збільшувати пропускну здатність мережі із зростанням кількості учасників без шкоди для безпеки або децентралізації. Запропонована архітектура зменшує обчислювальне та мережеве навантаження шляхом розподілу транзакцій, смарт-контрактів та станів між фрактально організованими шардами, кожен з яких функціонує як орієнтований ациклічний граф. Це дозволяє залучати вузли з обмеженими ресурсами та досягати масштабованості не лише на рівні всієї системи, але й у її компонентах. У роботі описано механізми поділу та злиття шардів, маршрутизації транзакцій, динамічного розміщення смарт-контрактів, а також імовірнісну модель для оцінки ризику атаки на окремий шард. Проведено моделювання та представлено рекомендації щодо параметрів безпечного розміру шардів. Хоча розробка здійснювалась спеціально для платформи Waterfall, загальна концепція фрактального ієрархічного шардингу, а також її окремі компоненти, можуть бути адаптовані до інших блокчейн-систем, зокрема з модульною архітектурою або архітектурою, побудованою на основі орієнтованого ациклічного графа.