Sharding é uma técnica de escalonamento de blockchain que divide a rede em segmentos menores e paralelos, conhecidos como shards. Cada fragmento opera como um mini blockchain, processando suas próprias transações e contratos inteligentes sem depender da cadeia principal para cada tarefa. Esse design distribuído permite que a rede geral lide com mais atividades ao mesmo tempo, aumentando a velocidade e a capacidade.
Neste guia, explicaremos o que é a fragmentação de blockchain, os tipos, os benefícios e todos os outros detalhes importantes que você precisa saber sobre ela.
1) Por que as blockchains precisam de fragmentação
A maioria dos primeiros blockchains foram construídos com cada nó verificando cada transação quanto à segurança. Embora esse modelo seja confiável, ele não se adapta bem quando milhares de usuários ingressam na rede. Quanto mais nós e transações forem adicionados, mais lento o sistema se tornará, resultando em tempos de confirmação mais longos e taxas mais altas.
O sharding resolve isso distribuindo o trabalho de validação entre vários grupos de nós. Em vez de todos os nós processarem a mesma transação, cada fragmento lida com uma parte da carga de trabalho total.
Esse design mantém os blockchains descentralizados, mas eficientes, suportando maiores volumes de transações sem sobrecarregar o sistema.
2) Como funciona o sharding no blockchain
Em um blockchain fragmentado, os dados da rede são divididos horizontalmente, com cada fragmento contendo seu próprio conjunto de contas, contratos e histórico de transações. Esses fragmentos processam a atividade simultaneamente e, em seguida, enviam atualizações para uma cadeia central de coordenação conhecida como beacon ou cadeia raiz.
Cada nó em uma rede fragmentada é atribuído a um fragmento, armazenando apenas uma fração dos dados completos. Isso reduz bastante os requisitos de armazenamento e computação necessários para participar da rede. Os validadores alternam entre os shards ao longo do tempo, melhorando a segurança e evitando que qualquer grupo controle um shard permanentemente.
Processamento de transações paralelas
A principal vantagem do sharding é o paralelismo. Como os shards operam de forma independente, diversas transações podem ser validadas de uma só vez, em vez de esperar por uma única fila global. O resultado é um rendimento dramaticamente maior, muitas vezes medido em milhares de transações por segundo, em comparação com algumas dezenas em sistemas não fragmentados. src=”https://www.digitalcitizen.life/wp-content/uploads/2025/11/parallel-what-is-sharding.png”>
Comunicação entre fragmentos
Para manter a rede unificada, os fragmentos devem trocar dados de forma segura por meio de um mecanismo de coordenação. Quando uma transação envolve contas em fragmentos diferentes, o sistema usa protocolos de comunicação entre fragmentos para rotear as informações com segurança. Isso evita gastos duplos e garante que todos os fragmentos concordem com o estado global.
3) Tipos de fragmentação de blockchain
Os desenvolvedores usam vários tipos de fragmentação, dependendo do que desejam otimizar. Cada abordagem aborda diferentes desafios relacionados ao armazenamento, computação e validação de transações. Os três tipos principais são fragmentação de rede, transação e estado.
Fragmentação de rede
A fragmentação de rede divide os nós em grupos menores que lidam com subconjuntos específicos de transações da rede. Cada grupo de fragmentos valida apenas as tarefas atribuídas, reduzindo a carga de trabalho por nó e aumentando a eficiência. É uma das formas de fragmentação mais simples e comumente usadas.
No entanto, o sharding de rede requer atribuição segura de validador para evitar que nós maliciosos assumam o controle de um fragmento. Os mecanismos de randomização e rotação ajudam a garantir uma participação justa e a manter a confiança na rede.
Fragmentação de transações
Na fragmentação de transações, as transações são agrupadas com base em regras predefinidas, como endereços de contas ou identificadores de contratos inteligentes, e processadas por fragmentos específicos. Isso mantém os dados relacionados juntos e ajuda a rede a processar milhares de transações em paralelo. É particularmente eficaz para blockchains com alta atividade do usuário.
Fragmentação de estado
A fragmentação de estado é a forma mais avançada e se concentra na divisão dos dados armazenados da própria blockchain. Cada fragmento mantém apenas uma parte do estado completo da rede, como saldos de contas ou informações de contratos inteligentes. Esse método reduz drasticamente as necessidades de armazenamento por nó e melhora a escalabilidade.
4) Benefícios da fragmentação
O principal benefício da fragmentação é a escalabilidade. Ao processar múltiplas transações em fragmentos simultaneamente, as redes podem aumentar drasticamente o rendimento e, ao mesmo tempo, manter as taxas baixas. Isso torna a tecnologia blockchain mais prática para serviços financeiros, jogos e aplicativos empresariais que exigem alto volume de transações.
A fragmentação também melhora a eficiência, reduzindo os requisitos de hardware para operadores de nós. Como cada nó armazena menos dados, mais usuários podem participar da validação da rede sem a necessidade de equipamentos caros. Isso ajuda a manter a descentralização e ao mesmo tempo expandir o acesso ao ecossistema.
5) Desafios e riscos de segurança
Embora a fragmentação melhore o desempenho, ela introduz novos desafios técnicos. A necessidade de coordenar transações entre fragmentos adiciona complexidade e aumenta a chance de erros de sincronização. Um sistema mal projetado pode sofrer incompatibilidades de dados ou atrasos nas confirmações.
A segurança é outra grande preocupação porque cada fragmento representa um subconjunto menor da rede. Se os invasores controlarem validadores suficientes em um fragmento, eles poderão manipular seus dados. Os desenvolvedores de blockchain combatem isso girando validadores e usando aleatoriedade criptográfica para proteger atribuições de fragmentos.
6) Exemplos de fragmentação na prática
O roteiro do Ethereum inclui uma grande atualização conhecida como Danksharding, que expande sua fase inicial de fragmentação de dados. Danksharding permitirá que Ethereum processe grandes quantidades de dados de forma eficiente, ao mesmo tempo que oferece suporte a rollups da Camada 2. Esta abordagem híbrida visa combinar escalabilidade com descentralização robusta.
Outros projetos como o NEAR Protocol e o Zilliqa já utilizam a fragmentação com sucesso. NEAR emprega fragmentação de estado dinâmica que se ajusta com base na carga da rede, enquanto Zilliqa foi uma das primeiras blockchains públicas a demonstrar ganhos de rendimento no mundo real usando validação baseada em fragmento.
7) Fragmentação versus outras soluções de escalabilidade
A fragmentação difere dos métodos de escalonamento fora da cadeia, como rollups ou sidechains. Os rollups processam transações fora da cadeia principal e publicam periodicamente os resultados, enquanto a fragmentação reestrutura a própria camada base. Isso torna o sharding uma solução fundamental que aumenta permanentemente a capacidade da rede.
Na prática, a maioria dos blockchains combinará ambas as abordagens. A fragmentação pode lidar com grandes volumes de dados no nível central, enquanto as soluções de Camada 2 gerenciam cargas de trabalho específicas de aplicativos. Juntos, eles formam um sistema multicamadas capaz de atender à demanda global.
8) Futuro da fragmentação em blockchain
A fragmentação continua a evoluir à medida que os desenvolvedores refinam seu design e melhoram a comunicação entre fragmentos. As próximas inovações, como o Proto-Danksharding no EIP-4844 da Ethereum, visam tornar a disponibilidade de dados mais rápida e barata. Essas atualizações estabelecem as bases para a adoção generalizada de blockchain em escala web.
Além do Ethereum, a pesquisa em provas de conhecimento zero e arquiteturas modulares poderia aumentar ainda mais a eficiência do sharding. Combinar a fragmentação com agregação de provas ou modelos de consenso híbridos pode resolver o antigo trilema da blockchain de escalabilidade, segurança e descentralização.
Principais conclusões
A fragmentação divide uma blockchain em fragmentos menores que podem processar transações em paralelo, melhorando muito a escalabilidade. Ele permite velocidades de transação mais rápidas, taxas mais baixas e melhor distribuição de recursos sem sacrificar a descentralização. No entanto, também introduz desafios complexos de coordenação e segurança que os desenvolvedores devem enfrentar com cuidado.
À medida que projetos como Ethereum, NEAR e Zilliqa continuam a refinar suas implementações, a fragmentação está emergindo como uma pedra angular do design de blockchain da próxima geração. Os avanços futuros prometem ainda maior eficiência e flexibilidade, abrindo caminho para sistemas descentralizados globais e escaláveis.
