Что такое криптошардинг и как он работает?
В 2025 году блокчейн-сети достигли переломного момента: спрос на транзакции теперь превышает возможности большинства блокчейнов. Шардинг, некогда теоретический способ решения проблемы масштабируемости, становится ключевым изменением архитектуры. По мере роста объемов криптовалютных платежей, объемов NFT и нагрузки на игры Web3, сети больше не могут полагаться на одноцепочечное выполнение. Им необходим параллелизм.
Шардинг — это метод, используемый в блокчейне для повышения масштабируемости путём разделения сети блокчейна на более мелкие независимые сегменты. Каждый сегмент отвечает за обработку собственных транзакций, смарт-контрактов и данных реестра, что может увеличить общую пропускную способность и помочь сети обрабатывать больше транзакций в секунду, не перегружая каждый узел.
Хотя шардинг может повысить скорость транзакций и масштабируемость, шардинг блокчейна также создает проблемы безопасности, поскольку каждый шард функционирует как сегментированный блокчейн со своей собственной группой валидаторов.
Что такое шардинг в блокчейне?
Шардинг возник в традиционных системах управления базами данных, где большие наборы данных делятся посредством секционирования базы данных на более мелкие фрагменты, что позволяет ускорить выполнение запросов на распределённых серверах. В контексте технологии блокчейн шардинг означает разделение сети блокчейна на более мелкие блоки, называемые шардами. Каждый шард хранит уникальный набор транзакционных записей и смарт-контрактов, что позволяет ему обрабатывать транзакции независимо.
Такое децентрализованное разделение означает, что каждый шард может обрабатывать больше транзакций, не требуя от каждого узла хранить весь блокчейн. Шардинг отличается от единого блокчейна тем, что распределяет работу между несколькими шардами, а не заставляет каждый узел проверять каждый блок.
Как работает криптошардинг?
В традиционной сети блокчейна каждый узел проверяет весь реестр, что замедляет работу по мере роста объёма данных. Шардинг — это процесс разделения сети блокчейна на более мелкие области, позволяющий различным сегментам блокчейна работать параллельно.
Когда несколько шардов обрабатывают транзакции одновременно, блокчейн-платформа может повысить скорость и масштабируемость транзакций. Параллельная обработка транзакций позволяет шардированной сети быстрее масштабироваться, снижать перегрузку и повышать пропускную способность.
Шардинг блокчейна Ethereum на практике
Пример реальной производительности: действующая шардированная модель Zilliqa продемонстрировала измеримый эффект масштабирования. После этапа развёртывания шардов сеть поддерживала стабильную параллельную обработку, одновременно сокращая задержку подтверждения во время пиковых нагрузок. Harmony также сообщила о снижении задержек распространения после того, как синхронизация шардов достигла своего пика.
Согласно аналитике производительности сети за 2025 год, блокчейн Ethereum в среднем обрабатывает от 15 до 22 транзакций в секунду в пиковых нагрузках, в то время как перегрузки сети могут привести к увеличению комиссий более чем на 40%. Для сравнения, высокопроизводительные блокчейны, такие как Solana, Sui и Aptos, в совокупности демонстрируют живую пропускную способность более 1000 транзакций в секунду при постоянной нагрузке, а традиционная сеть Visa по-прежнему способна обрабатывать более 24 000 транзакций в секунду.
Прогнозы рынка, опубликованные в первом квартале 2025 года, указывают на то, что к концу 2025 года объем глобальных транзакций на блокчейне превысит 14 триллионов долларов США в годовой стоимости обработки , при этом, по оценкам , 43% всех децентрализованных приложений с большим объемом операций перейдут на оптимизированные для масштабирования инфраструктуры, такие как сегментированные сети, объединения или гибридные модели.
Исследование, посвященное циклу обновления Proto-Danksharding в Ethereum, предполагает, что после активации полного шардинга сеть теоретически сможет достичь 100 000 транзакций в секунду за счет комбинированного выполнения шардов и сжатия L2, хотя реальное развертывание, скорее всего, будет происходить постепенно.
Блокчейн Ethereum активно развивает стратегию масштабирования с помощью шардинга. Вместо того, чтобы функционировать как единый блокчейн, сеть Ethereum будет разделена на несколько шардов, координируемых через Beacon Chain. Валидаторы будут случайным образом назначаться в цепочки шардов, что способствует децентрализации управления и снижению риска захвата одного из шардов.
Шардинг может помочь Ethereum увеличить количество транзакций в секунду и снизить комиссии. Хотя шардинг — это концепция на уровне базы данных, Ethereum адаптирует её к технологии блокчейна для безопасного управления большими объёмами данных в десятках сетей шардинга.
Проблемы шардинга и вопросы безопасности
Аналитики отрасли и специалисты по безопасности блокчейнов отмечают, что шардированные сети открывают новый уровень векторов атак. По словам независимого криптографа Елены Морозовой, шардирование «не устраняет риск, а перераспределяет его по более мелким зонам верификации», а это означает, что, несмотря на рост общей пропускной способности, увеличивается и возможность манипуляций валидаторами, если контроль не является постоянно рандомизированным.
Виталик Бутерин, соучредитель Ethereum, неоднократно заявлял в брифингах по разработке за 2024–2025 годы, что шардинг должен сочетаться с криптографическими доказательствами и постоянной сменой валидаторов: «Шард никогда не должен становиться зоной комфорта для валидатора. Ротация должна быть непреложной. Безопасность достигается за счёт непредсказуемости, а не только сегментации».
Аналогичным образом, в обзоре Web3 Security Forum за 2025 год подчеркивается, что обмен сообщениями между шардами остаётся самым высоким техническим риском. В итоговом отчёте группы сделан вывод о том, что «наиболее реалистичным сценарием долгосрочных сбоев являются сбои координации между шардами, а не прямые атаки», особенно когда тысячи децентрализованных приложений работают через границы шардов.
Будущее решений по распределению и масштабированию блокчейна
Шардинг рассматривается как один из методов масштабирования блокчейна, призванных снизить нагрузку и обеспечить по-настоящему параллельное выполнение операций в сети. Хотя Zilliqa, Harmony, Cardano и сеть Ethereum продолжают реализовывать шардинг, эта технология переходит от теории сегментации к долгосрочному принципу масштабирования.
Аналитики прогнозируют, что к 2026 году более 72% высокопроизводительных блокчейн-платформ будут использовать гибридные модели масштабирования: шардинг + роллапы + доказательства zk. Этот сдвиг отражает не конкуренцию между технологиями масштабирования, а их взаимозависимость.
Поскольку все больше криптовалют и децентрализованных приложений обрабатывают данные в реальном времени, шардинг будет служить структурной основой, а накопления и доказательства оптимизируют расчеты.
Сравнительный обзор масштабирования
| Метод масштабирования | Диапазон TPS (2025) | Модель безопасности | Идеальный вариант использования |
|---|---|---|---|
| Шардинг | 10 000–100 000 теоретических TPS | Ротация валидатора + координация маяка | выполнение блокчейн-транзакций в больших объемах |
| Накопления (Оптимистичные / ZK) | 2000–50000 ТПС | Урегулирование L1 + доказательства мошенничества | DeFi, биржи, рынки NFT |
| Сайдчейны | 200–5000 ТПС | независимый консенсус | игры, экосистемы метавселенной |
| Подсети / Парачейны | 1000–20 000 ТПС | общие центры безопасности | корпоративные пользовательские сети |
Это сравнение подчеркивает, что шардинг не заменяет другие блокчейн-решения, а укрепляет их основу.
Кто больше всего выигрывает от шардинга?
- Рынки DeFi, требующие многоактивных расчетов в режиме реального времени
- Игровые платформы Web3 обрабатывают тысячи микротранзакций в минуту
- Экосистемы NFT с непрерывными циклами выпуска
- Процессоры криптоплатежей масштабируются до миллионов ежедневных событий оплаты
- Высокочастотные сети валидаторов, обрабатывающие изменения состояния между шардами
Шардинг напрямую обеспечивает параллельное выполнение, что сокращает среднее время подтверждения, уменьшает перегрузку и поддерживает сбалансированную нагрузку на валидаторы.
Глоссарий контекста
- Шард — независимый сегмент блокчейна, обрабатывающий собственные транзакции.
- Beacon Chain — координационный слой Ethereum для организации валидаторов и состояний шардов.
- Обмен сообщениями между сегментами — процесс коммуникации между сегментами
- Ротация валидаторов — случайное назначение, препятствующее постоянному контролю над шардами
- TPS (транзакций в секунду) — стандарт измерения пропускной способности
- Danksharding — развивающийся формат шардинга Ethereum в сочетании с компрессией Rollup
