ブロックチェーンのトリレンマの解決:分散化、セキュリティ、スケーラビリティ

ビットコインとイーサリアムは、ブロックチェーン運動の最も広く認識されているプロジェクトであり、現在の貿易、金融、経済システムをより分散化された安全なシステムに置き換えることを目指しています.

数百万人がこれらのネットワークに時間とお金を投資して、分散型デジタル世界を支配するように成長するだろうと信じています。.

ただし、合計時価総額が2,000億ドルを超えるにもかかわらず、これらのネットワークは依然としてスケーラビリティの根本的な問題に悩まされています。.

スケーラビリティの欠如により、多くの資金が豊富でコミュニティが支援するブロックチェーンがベータモードとアルファモードで動作し続けます。彼らのコインは、その多くがユーティリティとして機能するように作られていますが、取引速度が遅いために日常の商品やサービスと交換できないため、主に投機的な証券として保有するために購入されます.

これらのブロックチェーンが約束している価値は、いわゆる「トリレンマ」のために大規模に実現することはできません。.

ブロックチェーントリレンマ

「スケーラビリティトリレンマ」は、イーサリアムの創設者であるVitalik Buterinによって造られた用語であり、スケーラビリティ、分散化、セキュリティを妥協することなく提供するブロックチェーンテクノロジーを開発する方法の問題に対処します。.

Vitalikは、基本的なレベルでは、ブロックチェーンは一度にこれらの特性の3つのうち2つしか達成できないと考えています。

  • 地方分権化 (各参加者がO(c)リソース、つまり通常のラップトップまたは小型VPSにのみアクセスできるシナリオで実行できるシステムとして定義されます)
  • スケーラビリティ (O(n)を処理できると定義されています > O(c)トランザクション)
  • セキュリティ (最大O(n)個のリソースを持つ攻撃者に対して安全であると定義されています)

構文に慣れていない場合、Cは、各ノードで使用可能な計算リソース(計算、帯域幅、ストレージを含む)のサイズを指します。 n ある抽象的な意味での生態系のサイズを指します。暗号通貨のトランザクション負荷、状態サイズ、および時価総額はすべてに比例すると仮定します n.)

これらのコンポーネントが重要な理由?

地方分権化

これは、Blockchainシステムを実行することの意味のコアコンポーネントです。分散化により、ネットワークを許可なしで検閲に耐えることができ、誰でもネットワークを使用して構築できるようになります。.

分散型システムはコンセンサスに基づいて動作するため、分散化だけではスケーラブルではありません。つまり、意思決定(トランザクションの検証など)は、個々のノードではなくノードのグループによって行われます。.

コンセンサスによる決定は質が高い可能性が高く、個人による決定は迅速でバックログに強い可能性が高くなります.

セキュリティ

単一の「中央」障害点がないネットワーク上に機密データを保存するのに最適な場所であるため、不変性と最高のセキュリティを実現できるのは分散型ネットワーク上のみです。.

スケーラビリティ

これは最後の最も重要なコンポーネントです。ブロックチェーンネットワークの速度とサイズを向上させることができなければ、ほんの一握りの人々以上に影響を与えることはできません。ビットコインとイーサリアムは、いつか主流の採用を達成するという約束のために、合計で2,000億ドルを超える時価総額を獲得することができました。.

つまり、ビットコインはVisaの1秒あたり24,000トランザクションに匹敵するか、それを上回り(現在の1秒あたり7トランザクションとは対照的に)、イーサリアムは最大かつ最も収益性の高いDappsの背後にある基盤テクノロジーになります.

ブートストラップされたネットワークから世界の舞台で主要なプレーヤーに昇格するには、一元化されたり安全性が低下したりすることなく、コンセンサスプロセスがより速くより効率的になる必要があります.

どうすれば解決できますか?

スケーラビリティの問題を解決しようとする、まだ開発中または現在市場に出ている多くのソリューションがあります.

代替コイン

前述のように、ビットコインとイーサリアムのトランザクション速度は非常に遅いです(それぞれ1秒あたり約7トランザクションと15トランザクション).

はるかに速いスループットレートで検討できる他の暗号通貨がいくつかあります。たとえば、元のビットコインの選択肢の1つはライトコインでした。異なるハッシュアルゴリズムを利用することにより、LTCトランザクションは約56tpsかかります.

Ripple(XRP)やStellar Lumens(XLM)などの他の暗号通貨のトランザクション時間は、それぞれ1,500tpsと1,000tpsです。.

ライトニングネットワーク(ビットコイン)

ライトニングネットワークは「レイヤー2」ソリューションと呼ばれます。その主な目的は、既存のブロックチェーンの容量を拡張して、トランザクションをより安価で頻繁に行えるようにすることです。.

小さくて重要性の低いトランザクションは「オフチェーン」で保存され、基本的に小さなコミュニティによって個別にバンドルおよび検証されてから、メインのブロックチェーンに送り返され、そこで1つのトランザクションとして処理できます。.

オフチェーンの例ブロックチェーン

小さなコミュニティは、トランザクションがメインのブロックチェーンに登録されることなくトランザクションが行われる場所に作成されます

簡単に考えると、食料品のタブとして考えられます。このタブでは、すべての購入がその月の記録に保持され、最後に、月末に、レジ係は、その月の食料品の間に行われたすべてのトランザクションに対して1回の支払いを受け入れます。ショッピング.

ストアでのオフチェーントランザクション

食料品タブIOUとそれに続く最終支払いが銀行によって認識されます.

これらのソリューションは、最終的に、メインブロックチェーンで複数のトランザクションを2つに減らすことができることを意味します。 1つはメインブロックチェーンとオフチェーン間のトランザクションを開くためのもので、もう1つはそれを閉じるためのものです。

オフチェーン状態の閉鎖

オフチェーン状態の閉鎖。画像 ソース

ライトニングネットワークは、ビットコインブロックチェーンにとって最も有望なスケーラビリティソリューションであり、過去6か月間、ビットコインの1日あたりのトランザクション数が減少しています。 12月の50万から20万 5月には、トランザクションあたりのコストが50%増加しました。 2月5日.

先進的な金融市場では、取引量が増えると、取引あたりのコストが下がるはずです(このパターンはインターネットで発生する可能性があります。ユーザー数が増えると、お金や情報などの取引コストが劇的に減少します).

これらは、ライトニングネットワークがビットコインの複製に役立つと期待されるパターンです.

プラズマ(イーサリアム)

ブテリンとビットコインライトニングネットワークの共同作成者であるジョセフプーンによって作成された、これはライトニングネットワークに似たもう1つのレイヤー2ソリューションです。.

Plasmaでは、「子チェーン」がイーサリアムブロックチェーン(メインチェーン)上に作成され、独自のバリデーターがあります。したがって、企業は、メインチェーンのスマートコントラクトを通じて、契約(またはルール)を使用してメインチェーンの上にプラズマチャイルドチェーンを作成できます。.

子チェーンは独自の子チェーンを生成でき、子チェーンは独自の子チェーンを生成できます。.

スケーリングソリューション

スケーリングソリューション–画像 ソース

Plasmaを使用すると、子チェーンレベルで多くの複雑な操作を実行でき、アプリケーション全体を数千人のユーザーで実行しながら、イーサリアムのメインチェーンとたまにしかやり取りできませんでした。最終的には、1秒あたりのトランザクション数が増加し、トランザクション料金が低くなります。.

イーサリアムのスケーリングの問題を支援するために同時に開発されている他のソリューションがあります。そのうちの1つは、決済チャネルを開くことによって作成されたオフチェーンスケーリングソリューションである雷電ネットワークです。.

実装されているもう1つのソリューションは、シャーディングです。これは特定のグループへのノードの分散であるため、ノードは新しいトランザクションを検証する前にブロックチェーンの履歴全体を検証する必要はありません。.

もう1つの興味深い提案は、BloXrouteの提案です。これは上の画像に示されているものであり、プロトコルを変更することなく、すべての暗号通貨とブロックチェーンをチェーン上で数千トランザクション/秒(TPS)に拡張できる別のスケーラビリティソリューションです。.

スケーラビリティに重点を置いたソリューション

より高速なトランザクションの代替として使用できるいくつかの暗号通貨について言及しましたが、それらはトリレンマの一部しか解決していません。スケーリングの質問に対処するために特別に開発された他のコインがあります.

EOS

EOSは、「委任されたプルーフオブステーク」と呼ばれる方法を使用して、よりスケーラブルな代替手段を提供することに焦点を当てたイーサリアムの競合企業です。.

この方法では、ネットワークは、ネットワーク全体をポーリングすることなく、特定の高レベルの意思決定をより迅速に行うのに役立つ代表として、複数の「監視ノード」を指名します。.

これは明らかに、より集中化されたアプローチであり、コミュニティによって投票された約100人の目撃者に制御を渡します。このようなシステムが内部の政治や自己利益によってどのように影響を受けるかは簡単にわかります(人々の投票力は、保持するトークンの数によって決まります。つまり、トークンの数が多い人は、トークンの数が少ない人よりもネットワークに影響を与えます。トークン).

ただし、これにより(他のシステムアップグレードとともに)、EOSは達成したテストを実行できるようになりました。 50,000 tps.

宇宙

Cosmosは、スケーラビリティと相互運用性(多くのブロックチェーンが相互に通信する機能)の問題を解決する「ブロックチェーンのインターネット」になることを目指しています。.

Cosmosでは、スケーラビリティは垂直および水平アプローチによって実現されます。

垂直スケーラビリティとは、単一のコンピュータやネットワークステーションなど、単一のシステムノードにリソースを追加することです。これにより、多くの場合、CPUやメモリが追加されます。垂直スケーラビリティは、オペレーティングシステムとアプリケーションにより多くの共有リソースを提供します.

水平方向のスケーラビリティは、同じアプリケーションを実行し、共通のバリデータセットによって操作される複数の並列チェーンを持つことによって実現されます。これは(理論的には)スマートコントラクトとトランザクション処理を同時に実行できるようにすることで、ブロックチェーンをよりスケーラブルにします.

結論

スケーラビリティは、ネットワークが主流の採用に到達できるようにするソリューションを作成するために多くのブロックチェーンが激しく競合している問題です。.

これらのネットワークが進歩し続けるにつれて、分散化をどのように定義するか、スケーラビリティを達成しながらブロックチェーンの精神を満たすためにどの程度の分散化が必要かについて、より深い質問をする必要があるかもしれません。.

今日、これは特定のユースケースによって決定されます。主に、ブロックチェーンが「ソブリングレード」の検閲耐性(ビットコインの場合)と「プラットフォームグレード」(イーサリアムの場合)を必要とするかどうかです。.

ソブリングレードとは、最高レベルのセキュリティを備え、政府による操作や攻撃ができない(つまり、政府の検閲に抵抗する)価値のあるストア(ビットコインなど)を実現するために、地方分権化が必要であることを意味します。.

プラットフォームグレードとは、一元化された利害関係者(Facebook、Google、Appleなど)がプラットフォームでの作業を継続する能力を妨げるような方法でプラットフォームのルールを変更できないことを開発者に強く保証することを指します。.

最大限の自由を構築したい開発者、または最大限のセキュリティと自律性を費やしたい通貨保有者としてのあなたの見方に応じて、必要な検閲抵抗の適切な量を達成できるレベルの分散化のみを支持する必要があります.

最終的に、スケーラビリティ、セキュリティ、および分散化の完璧なバランスを実現するソリューションは1つもないと思います。これにより、各ネットワークがブロックチェーントリレンマへの独自のアプローチを実装する方法を観察するため、このスペースの進化がさらに興味深いものになります。.

Fotolia経由の注目の画像

Mike Owergreen Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me