블록체인을 현대 데이터베이스처럼 작동시키기

전통적인 데이터베이스들은 수십 년 전에 샤딩을 통해 확장성 문제를 해결했습니다 - 여러 서버에 데이터를 분할하는 것입니다. Quai는 이 검증된 접근법을 블록체인에 가져오지만, 중요한 혁신과 함께: 모든 샤드에서 완전한 보안을 유지합니다.

샤딩이란 무엇인가?

데이터베이스 샤딩 (전통적): 하나의 건물에는 너무 커진 도서관을 상상해보세요:
  • 해결책: 여러 건물(샤드)에 책을 분할
  • 혜택: 더 많은 사서가 동시에 방문자를 도울 수 있음
  • 도전: 어느 건물에 어떤 책이 있는지 아는 시스템이 필요
블록체인 샤딩: 동일한 개념이지만 탈중앙화 네트워크를 위한:
  • 전통적 접근: 데이터와 보안을 모두 분할 (위험함)
  • Quai의 접근: 데이터만 분할하고 보안은 통합 유지 (안전함)

Quai가 샤딩을 구현하는 방법

주요 혜택:
  1. 병렬 처리
    • 각 샤드가 독립적으로 트랜잭션을 처리
    • 하나의 계산대 대신 여러 계산대를 갖는 것과 같음
    • 결과: 50,000+ TPS 용량
  2. 낮은 노드 요구사항
    • 노드들이 특정 샤드만 추적하도록 선택할 수 있음
    • 참여를 위한 하드웨어 요구사항 감소
    • 더 접근 가능 = 더 탈중앙화
  3. 지리적 최적화
    • 샤드들이 자연스럽게 지역별로 조직화
    • 각 샤드 내에서 지연시간 최소화
    • 전 세계에서 더 나은 성능

스마트 주소 시스템

문제: 어느 샤드가 어떤 트랜잭션을 처리하는지 어떻게 알 수 있을까요? Quai의 해결책: 주소에 내장된 라우팅 정보 - 블록체인을 위한 우편번호와 같습니다. 작동 방식: 모든 Quai 주소는 우편번호처럼 작동하는 9비트 접두사를 갖습니다:
  • 첫 4비트: 리전 식별자 (국가와 같음)
  • 다음 4비트: 리전 내 존 (도시와 같음)
  • 마지막 비트: 통화 유형 (Quai 또는 Qi)

형식

아래 표는 샤드 식별자의 각 비트에 대한 형식을 명시합니다.
비트 0-3비트 4-7비트 8
리전 번호존 번호원장 식별자

간단한 예시

예시 주소 (단축)위치통화
0x000…리전 0, 존 0Quai
0x2A4…리전 2, 존 10Quai
0x008…리전 0, 존 0Qi
혜택:
  • 즉시 라우팅: 노드들이 트랜잭션을 어디로 보낼지 즉시 알 수 있음
  • 조회 불필요: 주소 자체가 모든 라우팅 정보를 포함
  • 효율적 처리: 크로스샤드 혼란 제거
기술적 세부사항은 QIP-2를 참조하세요.

보안 돌파구

전통적 샤딩의 치명적 결함:
  • 10개 샤드 = 각각이 보안의 1/10를 받음
  • 공격자들이 가장 약한 샤드에 집중할 수 있음
  • 하나의 강한 자물쇠 대신 10개의 약한 자물쇠를 갖는 것과 같음
Quai의 혁신: 일치 블록과 병합 마이닝을 통해:
  • 모든 샤드가 100% 네트워크 보안을 유지
  • 하나의 샤드를 공격하려면 전체 네트워크를 공격해야 함
  • 모든 문을 보호하는 동일한 뚫을 수 없는 자물쇠를 갖는 것과 같음
작동 방식:
  1. 계층적 구조가 모든 샤드를 조직화
  2. 해시 링크된 참조가 모든 체인을 연결
  3. 원자적 연산이 모든 샤드가 함께 진행되도록 보장
  4. 결과: 무제한 샤드, 타협되지 않은 보안

레거시 테스트넷 매핑

초기 테스트넷들은 더 가벼운 9샤드 계층구조를 사용합니다. 메인넷이 9개 이상의 샤드를 수용해야 한다는 것이 이미 결론지어졌으므로, 이 매핑은 더 이상 권장되지 않습니다. 초기 테스트넷과의 지갑 호환성을 위해 여기에 기록합니다. 자세한 주소 샤드 사양을 찾으려면 QIP-4를 방문하세요.