MITがPoSブロックチェーンの競争でイーサリアムに参加した方法

1月24日にCointelegraphによって報告されたように、マサチューセッツ工科大学（MIT）のプレスサービスは、プルーフオブステーク（PoS）プロトコルに基づく新しい暗号通貨設計の開発を発表しました.

イーサリアム—アルゴランドの最も近い競争相手によると 既存の見積もり — 2023年から2023年の間にPoSシステムを起動します。プルーフオブワーク（PoW）からPoSアルゴリズムへの段階的な移行に必要なスケジュールされた更新は、ネットワークの脆弱性とプロセスの障害のため、イーサリアム財団によって定期的に延期されていますネットワークのアップグレードの.

トリレンマ：スケーラビリティがすべてです

「トリレンマ」という言葉が最初でした 中古 ブロックチェーンの枠組みの中で同時に次のパラメータのうち2つしか達成できない現象に言及するときのVitalikButerinによる セキュリティ、分散化、スケーラビリティ. ブロックチェーンの現在の状態で最初の2つの品質が正常に共存している場合、最後の品質はまだ達成されていません。.

実際のところ、現在のブロックチェーンシステムは、各ノードがネットワーク全体に関する情報を格納し、すべてのトランザクションを処理するように設計されています。このメカニズムは最大限のセキュリティを提供しますが、同時にスケーラビリティを低下させます。ブロックチェーンは、単一ノードで処理されるよりも多くのトランザクションを処理することはできません。そのため、ビットコインは現在1秒あたり約3〜7トランザクション（TPS）を処理し、イーサリアムは約7〜15TPSを処理します.

スケーラビリティに関するイーサリアムの視点

解決策を見つけるために、イーサリアムチームは、Casperプロジェクト内のPoSコンセンサスに段階的に移行するためのフレームワークと、イーサリアムのレイヤー1およびレイヤー2ソリューションを提供するロードマップ全体を開発しました。.

レイヤー1は、グローバルネットワークノードをグループ（セグメント）に分割するシャーディングで表されるため、ノードの各グループは現在のイーサリアムネットワークと同じ帯域幅を持ちます。次に、相互参照を介して相互に接続されるため、ネットワークは統合されたままであり、フル機能のネットワークノードの総数にのみ依存して、ほぼ無制限のスケーリングの機会を受け取ります。レイヤー1の開発には、雷電ネットワークやプラズマソリューションが存在する「チャイルドチェーン」またはサイドチェーンのモデルなど、ライトニングネットワークと同様のチャネルが含まれます。 ベース.

これらのメカニズムの複雑さ、およびこれらの変更の一部、特にプロトコルのネットワーク内調整には、比較的大規模なユーザーベースとイーサリアム開発者の間の調整が必要であるという事実により、ロードマップのさまざまなフェーズの開始日が開発者がセキュリティ設定を再検討することで、数回延期されます.

Algorandのスケーラビリティへの取り組み

アルゴランドはイーサリアムに先んじて、今年後半に純粋なPoSをリリースする予定です。 Vaultという名前の新しい暗号通貨の設計は、2023年4月4日の金融暗号化およびデータセキュリティ会議で最初に発表されたAlgorandブロックチェーンに基づいて機能します.

ソリューションの作成者は、MITの教授でチューリング賞を受賞したシルビオミカリで、1982年にシャフィゴールドワッサーと一緒に, 作成した 最初の公開鍵確率的暗号化システム。ミカリによれば、トリレンマは誤りです。

「トリレンマは誤りです。 2000以上の以前のブロックチェーンプロジェクトが同時に安全でスケーラブルで分散化できなかったという事実は、これら3つの特性すべてを達成することが不可能であることを証明するものではありません。 Algorandはこの正確な課題を解決するために存在し、純粋なプルーフオブステークアルゴリズムのような技術的ブレークスルーによってブロックチェーンの限界を前進させています。」

データストレージと帯域幅

VaultとAlgorandの作成者 約束する ブロックチェーン全体をコンピューターにダウンロードする必要がないことをユーザーに知らせます。これには、ネットワークでの操作に関する情報のごく一部しか必要ありません。.

「ブロックチェーン圧縮テクノロジーであるVaultを使用することで、Algorandが他のブロックチェーンプロトコルに関連するストレージと帯域幅のコストを回避できるようにしたいのです。これにより、企業が採用するブロックチェーンソリューションがより実行可能になります。 Vaultの最もエキサイティングな部分は、ノード上のローカルストレージを解放し、シャーディングによってネットワークのさまざまな部分にAlgorandブロックチェーンのストレージコストを分散し（セキュリティを犠牲にすることなく）、新しいものを許可することでネットワークに参加するために必要な帯域幅を削減することです。初日からすべてのブロックをチェックしないようにするノード。」

プロジェクトの技術プレゼンテーション 準備 MITによると、Vaultのブロックサイズは10メガバイトであり、これは10,000トランザクションに相当し、各ブロックには前のブロックのハッシュが含まれています。比較のために、今日のビットコインネットワークでのトランザクションを検証するには、ユーザーは約150ギガバイトの総データ量で500,000ブロックをダウンロードする必要があります。同時に、MITは、「新しいユーザーをチェックし、トランザクションを完了するのに十分な資金があることを確認するために、すべてのアカウント残高を保持する」必要があると想定しています。

保存されるデータの量を減らすために、Vaultはデータ分離の特別な原則を適用します。ビットコインのようなVaultのブロックチェーンは、トランザクションを マークルツリー, ただし、さまざまなユーザーグループに割り当てられたフラグメントに分割されます。それらのそれぞれは、そのフラグメントとルートハッシュからのみトランザクションを格納する必要があります。割り当てられたフラグメントの外側のトランザクションを検証するために、ツリー全体と交差するノードのグループを検索するための特別な方法が開発されました。したがって、最初からすべてのブロックをチェックする必要はありません。.

イーサリアムの開発者は、2層の1シャーディングとプラズマの相互作用でPoSネットワークを拡張することを計画しています。ブテリンによれば、1秒あたり数万のトランザクションを実行することが可能です。.

「シャーディングから100倍、プラズマから100倍を追加すると、これら2つを合わせると、基本的に10,000倍のスケーラビリティが得られます。」

イーサリアム財団は、ノードが並行して動作できるPoSブロックチェーンモデルである「シャードチェーン」を提案しています。

このモデルはAlgorandで使用されているモデルと非常によく似ており、トランザクションを完了するために各ノードがデータのごく一部を伝送する必要があることを意味します。各シャードチェーンは、アカウント、状態、トランザクションが分離された個別のブロックチェーンです。.

「イーサリアムが何千もの島に分割されたと想像してみてください。各島は独自のことを行うことができます。それぞれの島には独自の機能があり、その島に属するすべての人、つまりアカウントは互いに対話でき、すべての機能を自由に楽しむことができます。他の島と連絡を取りたい場合は、何らかのプロトコルを使用する必要があります。」

高い帯域幅を実現するために、イーサリアムは、その2番目のレイヤーであるPlasmaを使用して、ブロックチェーンの外部でトランザクションの一部を処理することを計画しています。.

Plasmaは、Ethereumメインチェーンとのやり取りを最小限に抑えながら、数千人のユーザーをフィーチャーしたアプリケーション全体を実行できる子チェーンと見なすことができます。ただし、この子チェーンは独自の子チェーンを生成することもでき、基本的に多数の分岐ブロックチェーンを作成します。これらはすべてメインチェーンに接続されています。これらのサブチェーンでの操作をメインネット全体に複製する必要がないため、サブチェーンの移動が大幅に速くなり、取引手数料が削減されます。.

他のプロジェクト（EOSなど）の同様のソリューションとは異なり、Algorandは純粋なPoSシステムで動作します。

「アルゴランドのコンセンサスモデルは、ビザンチン合意プロトコルに基づく純粋なプルーフオブステーク（PPOS）モデルです。これは、ブロックチェーンが分散されており、集中化の形式がなくてもフォールトトレラントであり、通貨の3分の2以上が正直な手にある限り機能し続けることを意味します。」

秘密はの使用にあります 検証可能なランダム関数（VRF） — 1990年代にMicaliによって作成されました—これは、コンセンサスプロトコルを実行する委員会を選択するために秘密の暗号分類を実行します。これにより、Algorandブロックチェーンは、数百万のユーザーのトランザクションを処理するために必要な規模とパフォーマンスに到達できます。.

「基本的に、新しいブロックがブロックチェーンに提案されると、提案されたブロックに「投票」するために「投票者」の委員会が選ばれます。 「投票」の3分の2以上が正直なユーザーによって投じられた場合、そのブロックは有効であると見なされ、認定されます。委員会のメンバーは、彼らが持っているアルゴの数に基づいて選ばれます。委員会はランダムに選択されたアカウントで構成されており、投票権はオンラインの利害関係に応じて異なります。」

トリレンマは解決されますか?

コンスタンティノープルのリリースが繰り返し遅れているにもかかわらず（PoSへの道の基本的な中間アップデート）、イーサリアムの開発者であるAfri Johnson, 仮定 イーサリアム2.0とPoSは、いくつかの独立したチームによって作業されており、まもなく稼働するため、遅れることはありません。

「さらに、プルーフオブステーク、いわゆる「フェーズ0」/「ビーコンチェーン」は、他のマイルストーンとは異なり、ハードフォークではないことを理解することが重要です。ビーコンチェーンテストネットは、数週間または数か月以内にすぐに表示されます。そして、楽観的に言えば、1年以内にセレニティのマイルストーンに到達できると期待しています。」

10月31日のイーサリアム2.0の最新のプレゼンテーションの1つで、ブテリンはその発売がそれほど遠くないことを示唆しました。以前、彼は、現在の状態のブロックチェーンは、PoSが機能し始めるまで運命づけられていると述べました.

私は、（i）ETHやBTCを含む、現在存在するすべてのブロックチェーンが最悪であり、（ii）PoSが必要であるという私の見解についてはかなり一貫していると思います。なぜ誰かが驚いたのかわからない.

— Vitalik Non-give of Ether（@VitalikButerin） 2023年9月4日

ミカリは、2023年のアルゴランドのリリース日を設定することに自信を持っています.

.@rhackett @FortuneLedger— 2023年には @Algorand トリレンマを解決する信頼できるブロックチェーンプラットフォーム。成熟した科学とともに & テクノロジー、私は2023年は企業が & 人々が参加します & これらのプロジェクトの恩恵を受ける https://t.co/b6qX8h30Nm

—シルビオ・ミカリ（@silviomicali） 2023年1月23日

Vaultの最新バージョンは、2月下旬に開催されるネットワークおよび分散システムセキュリティ（NDSS）シンポジウムで発表されます。.