イーサリアム 2.0 と他のレイヤー 1 拡張ソリューションの類似点と相違点は何ですか?

編集者注: この記事は以下から引用しましたクリプトバレーライブ (ID:cryptovalley)クリプトバレーライブ (ID:cryptovalley)

まとめ

• クリプトバレーライブ (ID:cryptovalley)

• 、著者: ミカ・ホンカサロ、翻訳: リ・ハンボ、Odaily が許可を得て転載。

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ほとんどの次世代ブロックチェーンのレイヤー 1 は並列アーキテクチャで拡張し、トランザクション処理をさまざまなノードに分散します

シャード化されたエコシステムの課題は、構成可能性が損なわれることです。スマート コントラクトが同じシャードまたはブロックチェーンにデプロイされない限り、相互に同期的に呼び出すことができません。

有名な次世代ブロックチェーン プロジェクトのほとんどは、並列スケーリング アーキテクチャを使用して拡張することを計画しています。 Ethereum 2.0 と NEAR の場合はシャーディングと呼ばれますが、Polkadot と Cosmos の場合はブロックチェーン間の相互運用性と呼ばれることが多いです。

トップダウンの観点から見ると、これらの各ソリューションは似ています。トランザクションは異なるバリデーターのセットで処理され、異なる環境間では同様の通信方法がいくつかあります。これは、Ethereum 2.0 上のシャーディングと Cosmos 上の特定のアプリケーション チェーンについても同じです。

設計におけるいくつかのトレードオフ:

Ethereum 2.0

共有セキュリティと主権: 各ノードがバリデータのグローバル セットからセキュリティを取得するか、独自のセキュリティに責任を負います。

異質性と同質性: 接続された各シャードが他のシャードと同様であるか、接続されたチェーンが異なるプロパティ (異なるコンセンサス メカニズムやサポートされているプログラミング言語など) を持つことができます。

副題"Ethereum 2.0 のシャーディングは、トランザクション処理とストレージ要件をシャード間で分割するという単純な目標に基づいています。イーサリアムの現在のバージョンでは、各ノードはすべてのトランザクションを検証し、イーサリアムのすべての履歴情報を保存する必要があります。"実際には、これはバリデーターとして機能するイーサリアム 2.0 上の Proof-of-Stake ノードの中から、サブセットがシャードに割り当てられることを意味します。リーダーはランダムに選ばれ、ビットコインのプルーフ・オブ・ワークにおける勝者マイナーと同様の役割、つまり他のバリデーターからなる委員会がブロックの正当性を証明している間にブロックを生成する役割を引き受けます。

委員会がブロックの正当性を証明したら、ブロックに含めることができます"slot"主鎖"epoch"(ビーコンチェーン)。この証明は、シャードのトランザクション履歴全体を保存するのではなく、ビーコン チェーンに保存されます。

委員会は、シャード ブロックと呼ばれる時間枠を作成します。

。 32 個のスロットで構成されます。

、その後、委員会は解散され、シャードは新しい参加者とともに再編成されます。各エポックの最初のスロットは、前のブロックを終了できるチェックポイントです。エポックは 6.4 分ごとにループします。

解決策は、ランダムなサンプリングとバリデータの定期的なローテーションです。

Polkadot

各シャード委員会には少なくとも 128 人のメンバーが必要です。世界中からバリデーターをランダムに選択すると、選択されたバリデーターの分布は二項分布に従います。たとえば、グローバルな貢献者 (ETH 2.0 トークン所有者) のプールから 150 人のメンバーが誠実率 75% で選ばれたと仮定すると、このシャードも誠実である確率は 99.999999998% になります。

頻度の低いランダム サンプリングは、バリデーターが特定の期間に自分がどのシャードに属しているかを認識し、同じシャードの他の委員会メンバーに賄賂を贈り始めることができる新しい攻撃方法を提示します。バリデーターが新しいシャードに選出されるたびに、シャードのデータ全体をダウンロードする必要があるため、サンプリングにはオーバーヘッドがかかります。

副題

Ethereum 2.0 は共有セキュリティを使用しており、ETH 保有者は同じシャード上のトランザクションを検証します。 Polkadot も共有セキュリティを実装していますが、異なるシャードを使用するため、各シャードが独自のトークンとガバナンス ルールを持つことができます。

通常、これらのシャードまたは並列チェーンは、ブロックチェーン開発フレームワークである Substrate 上に構築されます。チェーンがリレー チェーンに接続することを決定した場合、DOT 保有者はパラチェーンのセキュリティ プロバイダーになります。チェーンが Polkadot コンセンサスの一部になりたい場合は、オークションを通じてパラチェーン スロットをリースする必要があります。

Polkadot は、Nominated Proof-of-Stake (NPoS) と呼ばれる亜種を使用します。ノミネーターは、バリデーターに投票する DOT 保有者です。現在、ネットワークは立ち上げ段階でバリデーターのサイズを 20 から 100 にスケールアップ中です。

リレー チェーンに接続されている各パラチェーンには、パラチェーンの完全なノードを実行し、トランザクションをブロックにパッケージ化する照合者がいます。これらのブロックは、特定のパラチェーンに割り当てられたリレー チェーン上のバリデーターに送信されます。 Ethereum 2.0 と同様に、これらのバリデーターは定期的にランダムに新しいパラチェーンにローテーションされます。"これらのバリデーターにどのようにインセンティブを与えるかはパラチェーン次第です。たとえば、特定のパラチェーンのバリデーターは、パラチェーンのネイティブ トークンを与えることでインセンティブを与えることができます。コレーターは、最新の状態遷移のマークル ツリー (ブロックチェーン内の特定のブロックのソート サマリーと一意のフィンガープリント) を含むパラチェーンのバリデーターを提供します。次に、リレーチェーンバリデーターは、ブロックがパラチェーンの状態遷移ルール​​に従っているかどうかをチェックします。"Polkadot は状態の正当性を保証するものではなく、状態の遷移をチェックするだけであることに注意してください。実際には、これは、パラチェーンが Polkadot のコンセンサスに参加すると、その以前の状態が有効であるとみなされることを意味します。

候補者の領収書

Cosmos

、最終的にはリレー チェーンの状態に含まれます。リレー チェーンでは、ブロックが完了するまでの推定時間は 12 ～ 60 秒です。 Polkadot は、パラチェーンがリレー チェーンを経由せずに通信できるようにするクロスチェーン メッセージング プロトコルにも取り組んでいます。"lightest "イーサリアムと比較して、パラチェーンに独自のトークンに対して責任を負う権利を与えることによってもたらされる違いの 1 つは、パラチェーンの取引手数料をカスタマイズできることです。パラチェーンはシステム内で独自の料金を選択できますが、リレーチェーンのセキュリティとリソースはオークションメカニズムを通じて支払われます。

副題

Polkadot や Ethereum と比較して、Cosmos は

クロスチェーン通信方式は、それ自身のセキュリティをシステム全体のセキュリティから分離します。 Cosmos Hub は、接続されたブロックチェーン間のメッセージのみを検証します。

Cosmos SDK は、Cosmos エコシステムの他の部分と相互運用可能なアプリケーション固有のブロックチェーン (またはゾーン) を構築するためのフレームワークです。

たとえば、今日 MakerDAO がハッキングされた場合、MKR 保有者は ETH 保有者にブロックチェーンをフォークするよう説得する必要があります。そうするためのハードルは、MakerDAO が独自のブロックチェーンである場合よりもはるかに高くなります。

NEAR Protocol

Cosmos の特別な点は、開発者の柔軟性が向上していることです。開発者は、必要な仮想マシン、コンセンサス メカニズム、またはガバナンス方法を完全に制御できます。 Cosmos に必要なのは、ライト クライアントの証明だけです。

しかし、コスモスモデルでは、失敗のリスクに対処する上で市場がより大きな役割を担うことが求められます。たとえば、アンカー トークンの高速確認バージョンは、同じトークンの低速バージョンとは価格が異なる場合があります。基本的に、セキュリティはブロックチェーンの設計ではなく資産として価格設定できます。"副題"NEAR プロトコルのシャーディング設計 (Nightshade) には、イーサリアム 2.0 と同じコア属性があります。 NEAR 保有者は、同種のすべてのシャードのセキュリティに責任を負います。 2 つの主な違いは、Near がビーコン チェーンをキャンセルすることです。

NEAR にはメイン チェーンはありませんが、発生したすべてのトランザクションを運ぶブロックを含む単一のチェーンがあります。ただし、物理的には、各バリデーターは検証するトランザクションのシャードを 1 つだけ保持します (

ピース

) 状態に対応します。

ブロック内のトランザクションは、異なるチャンクに割り当てられます。ブロック自体にはこれらのチャンクのみが含まれます。メイン チェーンとシャード チェーンで 2 つの別個のコンセンサス プロセスが実行されている Polkadot や Ethereum 2.0 とは異なり、NEAR にはチェーンを維持するためのコンセンサス プロセスが 1 つだけあります。

これは、ブロック生成とシャードの一部のサブセットの両方にバリデーターが割り当てられることで実現されます。これらのシャード内では、バリデーターが順番にブロックを生成します。次に、各ブロック プロデューサーは、ブロック プロデューサーがブロックの消去符号化バージョンを送信するのを待ちます。このバージョンは、次のブロックの作成に使用されます。

NEAR は、受信トランザクションを使用するコントラクト間の高速なクロスシャード呼び出しを維持します。トランザクションが別のチャンクの状態に影響を与えると、レシートがブロックチェーンに送信されます。各チャンクは、最新のブロックとそれらに割り当てられたレシートを監視し、これらのレシートを独自のトランザクションに適用します。

NEAR のトレードオフは、現在の設計では最大 200 個までのバリデーターを処理できるのに対し、イーサリアムは 32 ETH を持つ任意のユーザーをバリデーター (数百万のバリデーター) として持つことができることです。これは、チャンク プロデューサーとブロック プロデューサーの間で一定の通信要件があるためです (ブロック時間は 2 ～ 3 秒であることを目指してください)。

結論は

ただし、NEAR のシャーディング設計の主な利点は、イーサリアム 2.0 や Polkadot と比較して実装が比較的簡単であることです。

副題

結論は

シャーディングや同様のブロックチェーン エコシステムに関する懸念は、構成可能性が制限されることです。異なる契約の相互作用やトランザクションのアップグレードはサポートできません。トレードオフの結果、Cosmos のクロスチェーン トランザクションは最も遅くなる可能性がありますが、同種のセキュリティを備えたシャード チェーンは最も高速になります。

構成可能性は限られていますが、イーサリアム 2.0 のようなシャーディング設計は潜在的に大規模なスケーラビリティを提供します。イーサリアム 2.0 は 3 段階で展開され、最後の段階ではスマート コントラクトが可能になります。ただし、第 2 フェーズ以降は、イーサリアムをデータ層として使用し、Optimistic または ZK Rollup を通じてトランザクション処理能力を 1 秒あたり 50,000 トランザクションに増やすことができます。

"これらの各レイヤー 1 構造は、全体として、現在よりも飛躍的に拡張可能です。ただし、これらは非常に類似していることにも注意してください。"異なるブロックチェーン間の意味のある違いは、タイミング、つまりプロジェクトがイーサリアムと競合するバージョンをいつリリースできるかに関係している可能性があります。現在、ほとんどのプロジェクトはイーサリアム上に構築されています。これは、イーサリアムが利用可能であり、すべてのアセットや他の開発者がイーサリアム上に存在しているためです。

現在、イーサリアムユーザーは一般的なスマートコントラクトのやり取りに対して10ドルから50ドルのガス料金を支払っており、OptimisticやZK Rollupなどのレイヤー1またはレイヤー2のスケーリングソリューションであっても、より多くのトランザクション処理を提供する競争が続いています。現在の高いガス料金はおそらく、別の成功するエコシステムを開始する最良のチャンスです。これまでのところ、ビットコインとイーサリアムのチェーンのみが大幅な上昇を見せています。

無制限のスマートコントラクト機能