ブロックチェーン技術は素晴らしいですが、ブロックチェーン技術の性能は遅れており、ブロックチェーン技術はまだ本当の着陸には程遠いです。ビットコインネットワークのトランザクション処理速度は1秒あたり5トランザクション、イーサリアムのトランザクション処理速度は1秒あたり15トランザクションであり、Visaネットワークの平均2,000トランザクションと比較すると、数万トランザクションのピーク効率は別物のように思えます。時代。今年の DeFi の発展により、パフォーマンスの問題が再び浮き彫りになりました。イーサリアム ネットワークは高価で混雑しています。数十ドルの手数料は、小規模な個人投資家にとっては確かに法外であり、大規模な投資家にとっては頭の痛い問題です。この場合、容量拡大は無視できない問題となっている。

副題

チェーンの拡張

オンチェーン拡張とは、ブロックチェーンの基本構造、モデル、アルゴリズムをブロックチェーンのデータ層、ネットワーク層、コンセンサス層、インセンティブ層に至るまで最適化、改善すること、つまりブロックチェーン自体のアーキテクチャを最適化、改善することです。ブロックチェーンのパフォーマンスを向上させます。オンチェーンの拡張はブロックチェーン自体の構造を直接変更しますが、これは成熟したネットワークにとっては容易ではありません。シャーディングとブロック拡張は、オンチェーンを拡張する最も一般的な方法です。

• ブロックチェーン シャーディングの基本的な考え方は、ブロックチェーン ネットワーク内のノードをいくつかの比較的独立したシャードに分割することです。単一のシャードは小規模なトランザクションを処理し、ネットワーク状態の一部のみを保存することもあります。複数のシャードがトランザクションを並行して処理するため、理論的にはネットワーク全体のスループットが向上します。 ETH2.0ではシャーディングという拡張手法が採用されており、シャーディング拡張も現状では比較的技術的難易度の高い拡張ソリューションの一種であり、現在この手法を用いたブロックチェーンとしてはNEARやOntologyなどが比較的有力なプロジェクトとなっている。

• 副題

オフチェーンの拡張

オフチェーン拡張とは、ブロックチェーンのコントラクト層とアプリケーション層を調整し、コントラクトと複雑な計算をチェーンから外し、チェーン上の作業負荷を軽減してブロックチェーンシステムのパフォーマンスを向上させ、チェーンの下の容量を拡張することです。ブロックチェーンの基本合意を変更する。これは、メインネットワークの外側に第1層のトランザクションネットワークを構築し、最終的に決済検証結果がメインネットワークに送信されることを意味するため、オフチェーン拡張は第2層ネットワークとも呼ばれます。現在、オフチェーン拡張の主なソリューションとしては、ステートチャネル、サイドチェーンクロスチェーン、プラズマ、ロールアップなどがあり、これらの拡張方法も常に進化しています。

• ステート チャネルとは、両者がチェーンの下にプライベート双方向チャネルを確立し、情報に署名するための秘密キーを交換し、チェーンの下でトランザクションを実行することを意味します。両当事者は同時に同じチャネルにいる必要があります。トレーダーに送金金を渡すことはできません。状態チャネルの利点は、高いプライバシー、低遅延、および基本的にミリ秒単位で達成できる高いリアルタイム パフォーマンスです。しかし、現時点では、実装の技術的難易度は非常に高く、ステート チャネル転送の前提として、チェーン上にコインを保存する必要があり、コインの数はサポートするトランザクションの最大数です。多額の送金を行う場合は送金が困難であり、各チャネルに十分な入金があることを保証することはできません。現在の状態チャネルの代表的なものはビットコインのライトニング ネットワークですが、これは少額の転送のみをサポートしています。

• サイドチェーン クロスチェーンは、最も一般的に聞かれるオフチェーン拡張ソリューションかもしれません。サイドチェーンの本質は、この基本層の上に別のチェーンを構築し、トランザクション情報を処理のためにチェーンの外側に置くことです。サイド チェーンのセキュリティはメイン チェーンから分離されており、サイド チェーンには独自のネットワークのセキュリティを確保するための独自のバリデータがあります。テスト チェーンは、より高速なトランザクション速度を確保するために検証者の数が少ない傾向にあります。これは、高いパフォーマンスを備えているにもかかわらず、多くの場合、メイン ネットワークよりもセキュリティが低く、攻撃に対して脆弱であることを意味します。この種の拡張手法は、ビットコインのサイドチェーン RSK などでよく知られており、イーサリアムのサイドチェーン xDAI は現在順調に開発されています。

• プラズマは2017年に提案され、イーサリアムの輻輳問題を解決するためにV神も期待していましたが、これまでのところ成功していません。 Plasma は、オフチェーン コンピューティングの拡張ソリューションであり、二次ネットワークのトランザクション データを処理してメイン ネットワークに送信し、不正証明に対する出口メカニズムを追加します。第 2 層ネットワークのセキュリティを確保するために使用されます。 Plasma は、サイドチェーンオペレーターに対する信頼要件を最小限に抑えるように設計されており、オペレーターが不正行為を行った場合でも、Plasma は資金の盗難を防ぎます。しかし、Plasma には明らかな欠陥があり、Plasma チェーン上の各ユーザーは、悪意のあるオペレーターの行動を検出して時間内に引き出しを行うために、チェーン上のすべてのトランザクションを監視および検証する必要があり、ユーザーが資金を引き出すには長い時間がかかり、通貨も市場は急速に変化しており、検証時間が長すぎるため、多くのユーザーにとって受け入れがたいものです。 Plasma の代表的なネットワークは OmiseGo (OMG) で、その Plasma MVP がメインネット上で公開されています。

• Plasma の欠陥に基づいて、Rollup は 2019 年に提案されました。これは、最も注目を集め、実装される可能性が最も高い 2 層拡張ソリューションです。ロールアップはデータをチェーン上に置き、ユーザーがいつでもそれを検証できるようにするため、ノードが大量のデータを実行する必要がなくなり、ノードの負担が軽減されます。もちろん、Rollup はすべてのデータをチェーン上に置くわけではなく、そのオンチェーン データは各トランザクションの入力に限定されますが、最終状態は含まれないため、オフチェーン ノードにとってノードが重くなりすぎることはありません。また、チェーン上のネットワークに輻輳が発生することもありません。ロールアップは ZK ロールアップとオプティミスティック ロールアップに分けることができます。

1. ZK ロールアップは、ゼロ知識証明 zk-SNARKs 暗号化テクノロジを通じてセキュリティを確保します。ZK ロールアップ スキームは、現在のイーサリアム ネットワークの TPS を 30 倍向上させることができますが、ゼロ知識証明アルゴリズムは汎用スマート コントラクトのサポートには適していません。作成時間は比較的長いため、ZK Rollup はスマートコントラクトではなく、通常の送金トランザクションに適しています。その中でも人気のある Loopring プロトコルは、ZK Rollup の第 2 層拡張ソリューションです。

2. 今後、需要の変化とテクノロジーの進歩に伴い、より高度な拡張ソリューションが登場することは間違いありません。レイヤー 1 の拡張であってもレイヤー 2 の拡張であっても、相互統合のプロセスが存在し、ブロックチェーン ネットワークの拡張をより適切に実現できます。

エピローグ

今後、需要の変化とテクノロジーの進歩に伴い、より高度な拡張ソリューションが登場することは間違いありません。レイヤー 1 の拡張であってもレイヤー 2 の拡張であっても、相互統合のプロセスが存在し、ブロックチェーン ネットワークの拡張をより適切に実現できます。