동적 샤딩

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자동 네트워크 확장

트래픽이 많아질 때 자동으로 새로운 차선을 건설하는 고속도로 시스템을 상상해보세요. 이것이 본질적으로 Quai Network가 동적 샤딩으로 하는 일입니다 - 수요가 증가할 때 자동으로 처리 용량을 추가합니다. 동적 샤딩이란 무엇인가? 프로토콜이 네트워크가 혼잡해질 때 자동으로 새로운 실행 샤드(처리 채널)를 생성하여 인간의 개입이나 네트워크 업그레이드 없이 용량을 확장합니다. 작동 방식:

1. 네트워크가 수요를 모니터링: 프로토콜이 실시간으로 혼잡 지표를 추적합니다
2. 자동 확장: 임계값이 충족되면 새로운 리전과 존 체인이 생성됩니다
3. 원활한 통합: 새로운 체인이 즉시 기존 합의 시스템에 합류합니다
4. 균형잡힌 성장: 모든 리전이 추가 존을 얻어 네트워크 조화를 유지합니다

핵심 장점: 확장할 때 하드 포크가 필요하거나 보안을 타협하는 다른 블록체인 네트워크와 달리, Quai는 완전한 탈중앙화와 보안을 유지하면서 자동으로 용량을 추가합니다.

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네트워크가 언제 확장할지 아는 방법

프로토콜은 새로운 용량이 필요한 시점을 결정하기 위해 두 가지 주요 혼잡 지표를 모니터링합니다:

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1. 엉클 블록 비율

엉클 블록이란 무엇인가? 엉클 블록을 채굴의 “교통 체증”으로 생각해보세요. 여러 채굴자가 동시에 유효한 블록을 찾을 때, 하나만 메인 체인의 일부가 되고 나머지는 “엉클”이 됩니다. 이것이 중요한 이유:

• 높은 엉클 비율 = 네트워크 혼잡 (제한된 공간을 위해 경쟁하는 채굴자가 너무 많음)
• 효율성 감소 = 채굴 에너지 낭비와 거래 최종성 지연
• 명확한 신호 = 더 많은 용량을 추가할 시간

Quai의 대응: 엉클 블록이 지속적으로 임계값 비율을 초과하면, 프로토콜이 자동으로:

1. 새로운 리전과 존 체인을 생성합니다
2. 전역 합의에 통합합니다
3. 더 많은 체인에 채굴 능력을 분산시킵니다
4. 혼잡을 줄이고 효율성을 복원합니다

결과: 높은 해시 효율성 유지, 빠른 최종성 보존

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2. 가스 한도 사용률

가스 한도란 무엇인가? 각 블록은 최대 계산 용량(가스 한도)을 가집니다. 블록이 지속적으로 이 한도에 도달할 때, 이는 수요가 공급을 초과한다는 것을 의미합니다. 다른 네트워크의 수수료 문제:

• 이더리움 예시: 블록이 가득 찰 때, 수수료가 거래당 $50 이상에 도달할 수 있습니다
• 입찰 전쟁: 사용자들이 제한된 블록 공간을 위해 더 높은 수수료를 지불하며 경쟁합니다
• 사용자 경험: 거래가 비싸지고 예측 불가능해집니다

Quai의 해결책: 블록이 지속적으로 가스 한도에 도달할 때, 프로토콜이 자동으로 새로운 실행 샤드를 추가하여 다음을 보장합니다:

• 수수료가 $0.01 미만 유지: 증가된 용량이 수수료 경쟁을 제거합니다
• 입찰 전쟁 없음: 수요를 충족할 충분한 블록 공간이 항상 있습니다
• 예측 가능한 비용: 사용자가 거래 수수료가 저렴하게 유지될 것임을 알 수 있습니다

결과: 경제성을 타협하지 않고 무제한 확장성

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유일한 트레이드오프: 정산 시간

네트워크 확장 작동 방식:

• 3×3 시작: 3개 리전, 각각 3개 존 = 총 9개 존
• 첫 번째 확장: 4×4 레이아웃 = 총 16개 존
• 성장 패턴: 5×5, 6×6, 7×7… 무제한 확장

트레이드오프는 무엇인가? 용량 추가의 유일한 비용은 전역 정산 시간 증가입니다 - 하지만 이는 거래 안전성이나 사용성에 영향을 미치지 않습니다.

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정산 대 최종성: 이것이 중요한 이유

중요한 구별:

• 최종성: 거래가 영구적이고 안전한 시점 (Quai에서 몇 초)
• 정산: 자금을 체인 간에 사용할 수 있는 시점 (몇 분에서 몇 시간)

실제 영향:

• ✅ 거래가 안전함 최종성 후 즉시
• ✅ 수령자가 결제를 신뢰할 수 있음 정산을 기다리지 않고
• ⏳ 체인 간 지출은 정산 완료가 필요함

예시 타임라인:

1. 10초: 거래 최종화 (안전하고 영구적)
2. 3,300초: 전역 정산 (다른 리전에서 자금 사용 가능)

이 설계가 작동하는 이유: 대부분의 거래는 정산이 빠른 동일한 리전 내에서 발생합니다. 체인 간 작업은 덜 빈번하며 사용자가 그에 따라 계획할 수 있습니다.

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정산 시간 계산

공식: 전역(프라임) 정산까지의 평균 시간은 다음 방정식으로 측정할 수 있습니다:

• TSₚ = 전역(프라임) 정산까지의 평균 시간 (초 단위)
• nz = 리전당 존의 수
• nr = 시스템의 리전 수
• tz = 존 블록 시간 (초 단위) = 5

$$TS_{p} = n_{z}^2 * n_{r}^2 * t_{z}$$ 이것이 의미하는 것:

• 정산 시간은 리전 수와 리전당 존 수의 제곱으로 증가합니다
• 5초: 존 블록 시간 (대부분의 거래가 발생하는 곳)
• 총 시간: 네트워크 크기에 따라 예측 가능하게 확장됩니다

리전 수	리전당 존 수	총 존 수	전역 정산 시간†
3	3	9	405초
4	4	16	1,280초
5	5	25	3,125초
6	6	36	6,480초
7	7	49	12,005초
8	8	64	20,480초

중요한 참고사항:

• 정산 시간은 평균입니다 - 채굴의 무작위적 특성으로 인해 실제 시간은 다릅니다
• **거래의 ~50%**가 평균 시간보다 빠르게 정산됩니다
• 모든 거래는 정산이 완료되기 훨씬 전에 최종적이고 안전합니다

분포 이해: 아래 다이어그램은 체인 간 거래 시간이 어떻게 분포되는지 보여줍니다. 평균 전역 정산이 3,300초이지만, 거래의 절반은 이보다 빠르게 완료됩니다.