ETH2.0シャーディングの概念を簡単に理解する

現在、Ethereum 2.0 に関する技術的な議論が盛んに行われていますが、ほとんどの記事では基本的な概念が明確に説明されておらず、読者を混乱させています。

ETH2.0 は全体的に非常に複雑ですが、シャーディングやビーコン チェーンなどの基本概念の設計思想は非常にシンプルで、理解するのにそれほど専門知識は必要ありません。

複雑な技術的実装の詳細は今は脇に置いて、シャーディングの概念を非常に簡潔な言葉で説明しましょう。

イーサリアムアドレス

まず、Ethereum アドレスの形式を見てみましょう。以下は、ブラウザからランダムにコピーした典型的な Ethereum アドレスです。

0x506dDF5a547EaaE34bAE6Ff57c78B5aD50a6A1BF

すべての Ethereum アドレスは 0x で始まり、16 進数であることを示します。 3 番目の文字から始まり、各文字は 0 から F までで、合計 16 通りの可能性があります。

分類

3文字目から分類を始めます。一つの文字で分類すると、0からFまでをそれぞれ一つのカテゴリに分け、合計16のカテゴリに分けることができます。例えば00からFFまでの2文字を使用する場合、16^2 = 256のカテゴリに分類できます。分類する数字を 3 つ選択すると、16^3=4096 のカテゴリが存在します。

（大文字、チェックサムなど、Ethereum アドレス仕様の一部の制限は考慮せず、シャーディングの考え方だけを考えてみましょう。アドレス設計仕様を考慮すると、実際の分類ははるかに少なくなります。）

現在の Ethereum 1.0 のすべてのアカウントは、上記の文字に従って異なる扱いを受けることはありません。外部アカウントや契約アカウントを含め、すべてのアドレスのステータスは同じです。

ここで私が言いたいのは、Ethereum ノード、ウォレット、およびさまざまなソフトウェアはアドレスを分類せず、すべてを平等に扱うということです。 Ethereumブロックのパッケージングを含め、アドレス分類によるソートは行われません。

ETH2.0 のシャーディング設計では、アドレスは最初の数文字に従って分類されます。

シャーディング

ETH2.0 のアドレス設計ルールは分類され、アドレスの 1 つのタイプがシャードです。これは有名なシャーディングです。とても簡単です。

最初のフェーズでは、Ethereum 2.0 には 64 個のシャードがあり、分類にはアドレスの 3 番目と 4 番目の文字のみを選択する必要があります。

アドレスによる分類後、ETH2.0 のノード、ウォレット、およびさまざまなソフトウェアは、ブロック設計に基づいて、異なるタイプのアドレスのトランザクションを異なる方法で処理できます。

アドレスが分類された後、ブロックはアドレス分類に従ってパッケージ化されます。ブロックには 1 種類のアドレスのみが含まれます。同じ分類アドレスを持つこれらすべてのブロックが一緒になって、Ethereum シャードを構成します。

意味

これで、ETH2.0 のシャードを定義できます。

まず、アドレスを最初の数文字で並べ替えます。

シャードとは、同じタイプのアドレスからのトランザクションを含むすべてのブロックであり、同じシャードには 1 つのタイプのアドレスからのトランザクションのみが含まれます。

クロスフィルム

ピース内のアドレス同士がコインを送信する場合、処理は非常に簡単です。しかし、トランザクションが複数の地域にまたがって送信される場合はどうなるでしょうか?ここでビーコン チェーンが登場します。

ビーコンチェーンについては後ほど説明します。ここでは、ビーコン チェーンがどのようにしてさまざまな種類のアドレスがシャード間で通信するのに役立つかについて簡単に説明します。

たとえば、アドレス 0x00 は 1ETH をアドレス 0x01 に送信します。

各シャード ブロックは、ビーコン チェーンに従うブロックであり、1 対 1 の関係です。

その方法は、まず0x00が自身のパーティションのビーコンチェーンブロックに1ETHを送信します。ビーコン チェーンには、状態遷移関数と呼ばれるものがあります。この状態遷移関数は、この 1ETH を 0x01 パーティションのビーコン チェーン ブロックに送信し、0x01 アドレスに転送します。

追加メモ

上記の説明は非常にシンプルで、理解するのに基本的な知識は必要ありません。ただし、これはシャーディングのアイデアを説明しただけであり、その実装の詳細は非常に複雑であることを強調しておきます。

参考資料はこちらです：https://eth.wiki/sharding/Sharding-FAQs 英語なのでわかりにくいです。一語一語勉強する気があれば、理解できるでしょう。