自己回復ブロックチェーンは、シャーディングのスケーラビリティの問題を解決します

世界は、次世代の高性能で許可のないブロックチェーンを熱心に待っています。このブロックチェーンは、すべての分散型アプリケーションを産業的に拡張できるはずです。これまでのところ、暗号コミュニティは次のことを目撃しています：

すべてのピアを使用してトランザクションを検証し、計算とストレージ、またはビットコインやイーサリアムなどの従来のブロックチェーンを提供するピアツーピアブロックチェーンネットワーク.
トランザクション、計算、ストレージをシャーディングするP2Pブロックチェーンネットワーク（またはイーサリアム2.0やZilliqaなどのブロックチェーンをシャーディング）.

シャーディングメカニズムは、ブロックチェーンの無制限で持続可能なスケーラビリティへの希望を与えますが、ブロックチェーンスペースの多くの人々は、スケーラビリティまたはシャーディングが転換点に達していると強く信じていますが、それは完全には真実ではありません。それに飛び込みましょう.

ブロックチェーンの世界では、なぜシャーディングが必要なのですか？?

現在、インターネットは、支払い、モノのインターネット、スマートシティ、ロボット工学、Web検索、ストリーミングビデオ、eコマース、自動運転車などで使用されています。したがって、インターネットは次のものを生成します。

1秒あたり10億を超えるトランザクション（トランザクション）.
1秒あたり1千億回以上の計算（計算）.
1秒あたり2.5兆バイトを超えるデータ（ストレージ）.

この作業は、P2Pネットワーク内のすべてのピア間で調和して分割する必要があります。この作業の分割は、シャーディングテクノロジーと呼ばれます。シャーディングは、トランザクション、計算、およびストレージに適用できます.

シャーディングメカニズムを悩ます問題

許可のないP2Pネットワークは予測不可能であり、この予測不可能性を補うために、さまざまなブロックチェーンプロトコルが、検証の数とストレージコピーの数を、特定の仮定に基づく数学的計算から導出される定数に固定します。これにより、ブロックチェーンのスケーラビリティが制限されます。これは、システムがスケールを過大に補償して制限するか、過小に補償してセキュリティ/整合性を危険にさらすためです。.

P2Pネットワークを予測できるとしたらどうでしょうか？ P2Pネットワークの混沌に応じて、検証ピアとストレージピアの数を柔軟に設定できますか？つまり、P2Pネットワークが理想的に動作する場合、必要な検証とストレージのコピーは1つだけであり、P2Pネットワーク内のピアが悪意を持って動作するか、理想的な性質から逸脱する場合、検証とストレージのコピーの数は比例して増加します。.

P2Pネットワークのピア/シャードが直面する問題は次のとおりです。

インターネット接続の問題、停電、データ損失など.
世界中のネットワークにいつでも参加および退会できます.
データの可用性とデータの一貫性の問題.
ピア/シャードがオフラインになると、そのシャードに属するデータは永久に失われます.
ピア/シャードはいつでも悪意のあるものに変わる可能性があります.

ここでの原因は、P2Pネットワークの予測不可能性です！これにより、検証、計算、およびストレージのパフォーマンスが低下します.

自己回復ブロックチェーン

P2Pネットワークの不確実性のため、自己回復メカニズムが導入されています.

ケース1： 従来のブロックチェーン。ネットワーク内のすべてのNノードは、ネットワーク内のすべてのトランザクションを検証/計算/保存します。（N）

ケース2： 理想的なP2P。ネットワーク内のすべてのピアが24時間年中無休で利用可能で、インターネット、帯域幅、電力供給などが良好で、悪意のない優れたピアである理想的なP2Pブロックチェーンネットワークを検討してください。次に、ネットワークに到着したトランザクション/計算/ストレージを1つのピアで検証/計算/保存できます。（1）

ケース3：シャードブロックチェーン。実際のP2Pブロックチェーンネットワークはそれほど理想的ではないため、理想的なP2Pブロックチェーンネットワークからの可能な最大偏差と、検証/計算/するために22〜600ピアなどの固定数を設定するための特定の仮定に基づいて数式が導き出されます。ブロックチェーンプロトコルに応じて、ストアします。（N / x）

ケース4：自己回復ブロックチェーン。下のグラフに示すように、ケース1、2、および3は極端なシナリオです。トランザクション/計算/ストレージの数は、理想的な状態からの逸脱のレベルに依存する必要があります（十分な安全マージンがあります）。（N / x（c））、ここで（c）はネットワークのカオス性を表します。ネットワークのカオス性（c）は、インターネット帯域幅、電力、データの可用性、データの整合性、および参加または離脱するノードの数の関数です。理想的な状態と比較して機能にプラスまたはマイナスの変化がある場合は、それに応じてP2Pネットワークによって対策が展開されます。したがって、ネットワークにストレスがかかると、ネットワークは自動的に回復します。.

ブロックチェーンの比較

自己回復ブロックチェーンへのアナロジー

例としてパリの地下鉄を使用してみましょう。ここでは、人の往来に応じて、地下鉄の列車のタイミング、頻度、区画の数、速度が変わります。.

従来型：最大頻度、最大数のコンパートメント、最大速度のメトロ列車が常に最大数あります。（多くのエネルギーが無駄になります。）
理想：最小頻度、最小数のコンパートメント、最小速度のメトロ列車が常に存在します。（通勤には時間がかかります。）
シャード：メトロ列車の数とその頻度、コンパートメントの数と速度は最大値より少なくなりますが、メトロを使用したい人の数に関係なく、数は固定されています.
自己修復：人数、午前7時から午前9時までと午後4時から午後7時までのピーク時かどうか、利用可能な列車の数など、地下鉄の列車の数とその頻度、コンパートメントと速度はそれに応じて変化し、調和のとれた出力のために柔軟です.

結論

自己修復ブロックチェーンは、数世紀とは言わないまでも数十年も存続できるように設計されています。これらのタイプのブロックチェーンによって達成されるスケーラビリティは、集中型システムに近いものですが、真の分散化を維持しています。スケーラビリティが高いため、一元化されたアプリケーションはすべて自己修復ブロックチェーン上に構築できます.

インターネット帯域幅、電力、データの可用性、データの整合性、データの損失、ノードの参加/離脱の数などの人工知能を時系列に適用すると、自己修復ブロックチェーンがさらに改善され、以前のイベントをより高速に予測できるようになります。それが発生するため、発生する前に対策を展開することができます.

ここに記載されている見解、考え、意見は著者のみであり、必ずしもコインテレグラフの見解や意見を反映または表現しているわけではありません。.

この記事は共著 Akshay Kumar Kandhi、Nilesh Patankar、Sebastien Dupont そして サミラン・ゴーシュ.

Akshay Kumar Kandhi ユニリスのイノベーション、研究開発の責任者であり、ブロックチェーンとバイオメトリクスの研究の最前線にいます。彼はフランスのエコールポリテクニークから学位を取得しています.

ナイルシュ・パタンカー Unirisの共同創設者兼最高執行責任者です。 Nileshは、決済分野で25年以上の経験を持つ経験豊富な技術者です。彼はカードネットワークMastercardと銀行バークレイズのグローバルプログラムを管理してきました。彼はまた、1億人以上のユーザーを抱えるインド最大の連合ロイヤルティプログラムであるPaybackの最高技術責任者でもありました。.

セバスチャンデュポン Unirisの共同創設者兼CEOです。 Sebastienは、セキュリティとIDの専門家です。彼は、通信会社Orangeで最大の2つのプロジェクトを担当しました。1億人のユーザーを抱えるIdentityと、アフリカのモバイルバンキングで、売上高を1,000万ユーロから40億ユーロに増やしました。彼はタレスのサイバーセキュリティの専門家でもありました。彼は2013年以来著名なブロックチェーンエバンジェリストです.

サミラン・ゴーシュ ユニリスのシニアグローバルアンバサダーです。彼はまた、権威あるForbes Technology Council、MIT Technology Reviewのメンバーであり、テクノロジーに関するTEDxスピーカーでもあります。.