Що таке крипто-шардинг і як він працює?
У 2025 році блокчейн-мережі досягли переломного моменту: попит на транзакції зараз вищий, ніж більшість блокчейнів можуть обробити самостійно. Шардинг, колись теоретична відповідь на масштабованість, стає ключовим архітектурним зрушенням. Оскільки криптоплатежі, обсяги NFT та навантаження Web3-ігор зростають, мережі більше не можуть покладатися на виконання в одному блокчейні. Їм потрібен паралелізм.
Шардінг — це техніка, що використовується в блокчейні для покращення масштабованості шляхом розділення мережі блокчейн на менші, незалежні шарди. Кожен шард відповідає за обробку власних транзакцій, смарт-контрактів і даних реєстру, що може збільшити загальну пропускну здатність і допомогти мережі обробляти більше транзакцій за секунду без перевантаження кожного вузла.
Хоча шардінг може покращити швидкість транзакцій та масштабованість, шардінг блокчейну також створює проблеми безпеки, оскільки кожен шард працює як сегментований блокчейн з власною групою валідаторів.
Що таке шардінг у блокчейні?
Шардінг походить від традиційних систем керування базами даних, де великі набори даних розділяються на менші фрагменти шляхом секціонування бази даних, щоб запити могли виконуватися швидше на розподілених серверах. У контексті технології блокчейн шардінг означає розділення мережі блокчейн на менші одиниці, які називаються шардами. Кожен шард містить унікальний набір транзакційних записів та смарт-контрактів, що дозволяє йому обробляти транзакції незалежно.
Такий децентралізований поділ означає, що кожен шард може обробляти більше транзакцій, не вимагаючи від кожного вузла зберігання всього блокчейну. Шардінг відрізняється від одного блокчейну тим, що розподіляє роботу між кількома шардами, а не змушує кожен вузол перевіряти кожен блок.
Як працює шардінг криптовалют?
У традиційній мережі блокчейн кожен вузол перевіряє весь реєстр, що сповільнюється зі зростанням обсягу даних. Шардінг — це процес поділу мережі блокчейн на менші середовища, щоб різні сегменти блокчейну працювали паралельно.
Коли кілька шардів обробляють транзакції одночасно, блокчейн-платформа може покращити швидкість транзакцій та масштабованість. Така паралельна обробка транзакцій дозволяє шардованій мережі масштабуватися швидше, зменшувати перевантаження та підвищувати пропускну здатність.
Шардінг блокчейну Ethereum на практиці
Реальний приклад продуктивності: модель шардування Zilliqa в реальному часі продемонструвала вимірний вплив масштабування. Після фази розгортання шардів мережа підтримувала стабільну паралельну обробку, одночасно зменшуючи затримку підтвердження під час пікових навантажень. Harmony аналогічно повідомила про менші затримки поширення після досягнення зрілості синхронізації шардів.
Згідно з аналітикою продуктивності мережі за 2025 рік, блокчейн Ethereum в середньому виконує від 15 до 22 транзакцій на секунду в пікових умовах, тоді як перевантаження мережі можуть збільшити комісії більш ніж на 40%. Для порівняння, високопродуктивні мережі, такі як Solana, Sui та Aptos, разом демонструють пропускну здатність понад 1000 TPS при постійному навантаженні, а традиційна мережа Visa залишається здатною виконувати понад 24 000 TPS.
Згідно з ринковими прогнозами, опублікованими у першому кварталі 2025 року, до кінця 2025 року обсяг оброблених глобальних транзакцій блокчейну перевищить 14 трильйонів доларів США на рік , при цьому, за оцінками , 43% усіх децентралізованих додатків з великим обсягом обробки перейдуть на оптимізовані для масштабування інфраструктури, такі як шардовані мережі, зведені мережі або гібридні моделі.
Дослідження, що охоплюють цикл оновлення Proto-Danksharding Ethereum, очікує, що після активації повного шардингу мережа теоретично може досягти 100 000 TPS завдяки комбінованому виконанню шардів та стисненню L2, хоча реальне розгортання, ймовірно, буде впроваджуватися поступово.
Блокчейн Ethereum активно розвиває свою стратегію масштабування за допомогою шардингу. Замість того, щоб функціонувати як єдиний блокчейн, мережа Ethereum буде розділена на кілька шардів, координованих через Beacon Chain. Валідатори випадковим чином призначаються шард-ланцюжкам, що допомагає децентралізувати контроль і зменшити ризик захоплення одного шарду.
Шардінг може допомогти Ethereum збільшити кількість транзакцій за секунду та знизити комісії. Хоча шардінг — це концепція на рівні бази даних, Ethereum адаптує її до технології блокчейн, щоб безпечно керувати більшою кількістю даних у десятках мереж шардів.
Проблеми шардінгу та проблеми безпеки
Галузеві аналітики та дослідники безпеки блокчейну зазначають, що шардовані мережі створюють новий рівень векторів атаки. За словами незалежного криптографа Олени Морозової, шардування «не усуває ризик, а перерозподіляє його між меншими зонами верифікації», що означає, що хоча загальна пропускна здатність зростає, поверхня для маніпуляцій валідаторами також зростає, якщо нагляд не є безперервно рандомізованим.
Віталік Бутерін, співзасновник Ethereum, неодноразово заявляв у брифінгах з розробки 2024–2025 років, що шардінг має поєднуватися з криптографічними доказами та постійною перетасовкою валідаторів: «Шард ніколи не повинен ставати зоною комфорту для валідатора. Ротація має бути невід’ємною. Безпека випливає з непередбачуваності, а не лише з сегментації».
Аналогічно, в огляді Форуму безпеки Web3 за 2025 рік було наголошено, що обмін повідомленнями між шардами залишається найвищим технічним ризиком. У їхньому резюме експертної групи було зроблено висновок, що «збої координації між шардами, а не прямі атаки, створюють найбільш реалістичний довгостроковий сценарій збоїв», особливо коли тисячі децентралізованих програм працюють через межі шардів.
Майбутнє рішень для шардингу та масштабованості блокчейну
Шардінг розглядається як один із кількох методів масштабування блокчейну, розроблених для зменшення перевантаження та забезпечення справжнього паралельного виконання в мережі. Хоча Zilliqa, Harmony, Cardano та мережа Ethereum продовжують впроваджувати шардінг, технологія переходить від теорії сегментації до довгострокового стовпа масштабування.
Аналітики прогнозують, що до 2026 року понад 72% високопродуктивних блокчейн-платформ покладатимуться на гібридні моделі масштабування: шардінг + зведення + zk-підтвердження. Цей зсув відображає не конкуренцію між технологіями масштабування, а взаємозалежність.
Оскільки все більше криптовалют та децентралізованих додатків обробляють дані в режимі реального часу, шардінг слугуватиме структурною основою, тоді як зведення та докази оптимізуватимуть розрахунки.
Огляд порівняльного шкалювання
| Метод масштабування | Діапазон TPS (2025) | Модель безпеки | Ідеальний випадок використання |
|---|---|---|---|
| Шардінг | 10 000–100 000 теоретичних TPS | Ротація валідатора + координація маяка | виконання блокчейну з великим обсягом |
| Зведені пропозиції (Оптимістичний / ZK) | 2 000–50 000 TPS | Розрахунок L1 + докази шахрайства | DeFi, біржі, ринки NFT |
| Сайдчейни | 200–5000 т/с | незалежний консенсус | ігри, екосистеми метавсесвіту |
| Підмережі / Парачейни | 1000–20 000 TPS | спільні центри безпеки | корпоративні користувацькі мережі |
Це порівняння підкреслює, що шардінг не замінює інші блокчейн-рішення, а зміцнює їхню основу.
Хто найбільше виграє від шардингу
- Ринки DeFi, що вимагають розрахунків за кількома активами в режимі реального часу
- Ігрові платформи Web3 обробляють тисячі мікротранзакцій на хвилину
- NFT-екосистеми з безперервними циклами карбування
- Процесори криптовалютних платежів масштабуються до мільйонів щоденних платежних операцій
- Мережі високочастотних валідаторів, що виконують зміни стану між шардами
Шардінг безпосередньо забезпечує паралельне виконання, що зменшує середній час підтвердження, зменшує перевантаження та підтримує збалансоване робоче навантаження валідатора.
Глосарій для контексту
- Шард — незалежний сегмент блокчейну, який обробляє власні транзакції
- Beacon Chain — координаційний рівень Ethereum для організації валідаторів та шард-станів
- Міжшардовий обмін повідомленнями – процес зв'язку між шардовими одиницями
- Ротація валідатора – випадкове призначення, що запобігає постійному контролю шардів
- TPS (транзакцій за секунду) - стандарт вимірювання пропускної здатності
- Danksharding — формат шардингу Ethereum, що розвивається, у поєднанні зі стисненням згортання
