ブロックチェーンは大規模な再編に直面するだろう：単一のブロックチェーンの効率は非常に悪い

作者: ポリニャ

編集者: ブロックユニコーン

ここには何も新しいことはありません。実際、私は 2021 年にこのことを何度も繰り返してきました。さらに、この時代において、同様の L1 (1 層ブロックチェーンネットワーク) と L2 (2 層ブロックチェーンネットワーク) が数十、さらには数百も稼働しているのに、業界が主にインフラストラクチャに焦点を当てていることは完全にばかげています。長年にわたり、一部のジャンク取引を除いて、有効利用価値はほとんどありません。言うまでもなく、2024 年、2025 年以降、ブロックスペースの供給は指数関数的に増加し、基本的に無制限のデータ (さまざまなプロパティ) が利用可能になります。過去数年間、アプリケーションとユーザーのオンボーディングは大きな問題であり、大きな制約となっており、需要と供給の間のギャップは日を追うごとに拡大しています。 (追記：さらに悪いことに、製品と市場の適合性が証明されている貴重なアプリケーションは完全に無視されます)。正直、この業界には幻滅してしまいましたが、それでも時々記事を書いて自分なりに頑張っていこうと思っています。

この記事では L1 や L2 については何も言及しませんでした。私はあなたの些細で無意味な口論など気にしませんので、あなたの考えに私を巻き込まないでください。私がここに来たのは、なぜ単一のブロックチェーンが極めて劣悪なテクノロジーであるのか、そしてなぜアップグレードできる何倍も優れたテクノロジーが存在するのかを説明するためです。

これが私の単一チェーンの定義です。つまり、すべてのユーザーが整合性を検証するためにすべてのトランザクションを単純に再処理する必要があるブロックチェーンです。ネットワークが処理するトランザクションが増えるほど、全員のハードウェア要件が高くなります。ネットワーク内のノードが増えるほど、ネットワークの効率は低下し、遅くなります。あるいは、アクセシビリティを制限して、非常に少数の人々が非常に少数の場所で補助金なしで独立したノードを実行できるようにすることで、実際にはネットワークが大幅に遅くなります。従来よりも中央集権的な金融システムを備えたディストピア。数年、さらには数十年にわたって、他の多くの課題が浮上し、最終的には社会的、技術的、経済的非持続可能性につながりました。私はすでにサステナビリティに関する本を書いているので、ここではこれ以上詳しくは述べません。

ネットワーク内に 1 万個のノードがあるとします。私の意見では、これでは十分ではありません。世界中のさまざまな場所に 10 万個のノードを配置するよう努めるべきです。私たちは家庭、学校、政府機関、大都市、小さな村、チリ、パプアニューギニア、そして最終的には宇宙にもネットワークノードを必要としています。最悪のシナリオから保護できなければ、パブリックブロックチェーンの意味がすべて失われます。とはいえ、少し話が逸れますが、前向きなシナリオに満足していて、ブロックチェーンが機能するはずの重要な瞬間に失敗するのは非常に簡単です。

したがって、最終フェーズに 10 万個のノードがあるとします。各ノードはすべてのトランザクションを再処理する必要があります。ネットワークのオーバーヘッドはすぐに 100,000 倍に増加します。言うまでもなく、100,000 ノードすべてを確実に同期するには大量の帯域幅を消費する必要があり、これは非常に非効率的です。

従来の軽量クライアントは解決策ではありません。まず、従来の軽量クライアントはトラストレスではありませんが、さらに重要なことに、整合性を検証するためにすべてのトランザクションを再処理するには依然として多数のノードが必要です。

幸いなことに、作業を何千倍も効率化する方法があります。 2 つの主要な手法は、検証とデータ可用性サンプリングです。規模を拡大しようとするすべてのブロックチェーンが、有効性証明やデータ可用性サンプリングなどの技術にアップグレードする必要があることは疑いの余地がありません。そうしないと時代遅れになるリスクがあります (注: もちろん、不正行為の証明はまだありますが、ここでは有効性の証明に焦点を当てます)。

有効性の証明が単一のブロックチェーンにとって明白かつ重要なアップグレードである理由について詳しく説明してきましたが、要点は次のとおりです。

1. 実績のある実行レイヤーが同等の単一の実行レイヤーよりも高速になるように、システム要件を増やすことができます。

2. 1 MB の有効性証明は、数千のノードと同期する場合、数千のスーパーコンピューターとギガバイトのデータを必要とする数百万のトランザクションの整合性を表すことができます。これにより、検証ノードが簡潔な証明を同期して処理するだけで済む場合、有効性が証明された実行層のレイテンシーがより大幅に短縮される可能性があります。

3. 最後に、そして非常に重要なことですが、スーパーコンピューターと無制限の 10 Gbps 接続が必要な場合と比較して、通常のユーザーは 4G 経由で携帯電話を使用して整合性を検証できるようになりました。

4. 有効性の証明実行層には他にも多くの利点があります。その 1 つはプライバシーの可能性です。しかし、おそらく最も興味深いのは、アトミックな構成可能性を維持し、流動性を断片化せずにスループットを向上できることです。したがって、単一の実行レイヤーのピークが 1,000 TPS であるとします。有効性が実証されている同等の実行層では、これを 2,000 TPS 以上に高めることができます。そうすれば、これらのチェーン集合体の証明を 100 個以上得ることができます。 1,000 TPS から 200,000 TPS になり、検証コストが大幅に減少しました。さらに、ネットワーク全体のインフラストラクチャコストが限りなく効率化されました。

もちろん、有効性の証明では大量の計算とデータを圧縮できますが、それでも生データが必要です。ここで、データの可用性サンプリングが機能します。このシステムでは、ノード数が増えるほど処理できるデータ量が増加し、帯域幅が制限要因となり光速の限界を超える可能性を低減することに成功しました。したがって、単一のブロックチェーンが提供できるものをはるかに超えて拡張できます。ただし、データの可用性サンプリングについては、おそらく問題になることはないので、あまり説明しません。

では、デメリットは何でしょうか？まず、短所以外について説明します。

1. コスト: 妥当性証明実行層とデータ可用性サンプリング証明データ層には証明の生成に初期コストがかかりますが、これらの証明を検証するコストは比較的低いため、はるかに安価です。たとえば、100,000 ノードのネットワークの場合、全体のコストは少なくとも 50,000 倍安くなります。さらに、有効性の証明にかかるコストは劇的に低下しており、zkEVM のような複雑なものでさえ、1 年近く前にはほとんど簡単なものでした。最後に、パブリックブロックチェーンの最大のコストは、実際にはシビル攻撃に対する経済的セキュリティです。これは、有効性証明のもう 1 つの並外れた利点です。セキュリティを細分化するのではなく、基本的に無制限の数のチェーンでセキュリティを共有できるようになりました。つまり、各チェーンには本質的にセキュリティがありません。

2. レイテンシー: プルーフの生成では、同時に多くの操作を行うことができます。実際、通常は帯域幅がボトルネックであり、単一のブロックチェーンがデータの処理に多くの時間を費やしていることを考えると、処理する必要があるのはデータのごく一部だけであるため、テクノロジーが成熟するにつれて、レイテンシーはさらに短くなる可能性があります。

3. 複雑さ: テクノロジーのあらゆる飛躍には複雑さが必要であり、これまでもそうしてきましたし、現在もそうしており、将来もそうするでしょう。テクノロジーによって効率が 100,000 倍向上する場合、正しいアプローチは、単に古いテクノロジーを放棄して使い続けるのではなく、常に複雑さを理解し、実践を通じてそれを証明することです。そうしないと、正しいアプローチをとる人たちによって排除されてしまいます。

より多くの誤った対立する考えを払拭する:

1. 単一のブロックチェーンと実証済みの実行レイヤーの両方が、仮想マシン (VM)、並列化とクライアントレベルの最適化、および高速ハードウェアの恩恵を受けることができます。実際、有効性が証明された実行層は、a) ビルダーの特殊化、b) プルーフ生成により、より高速なハードウェアと並列化の恩恵を受けることができます。有効性が証明されれば、大規模な実験や迅速なイノベーションを実施することもでき、経営層は実行に集中できます。これは、特定のアプリケーションチェーンに役立ちます。

2. これは、水平方向の拡張か垂直方向の拡張かという問題ではありません。実証済みの実行レイヤーにより、水平方向と垂直方向の両方のスケーリングが可能になります。これが真の並列化です。チェーンごとの並列化 x チェーン間の並列化。

3. 「統合」は、単一のブロックチェーンまたは有効性証明書の属性ではありません。両方を L1 層でロスレスに統合することも、L2 層で分離することもできます。上で述べたプロジェクトのように、これを行っているプロジェクトはすでに複数ありますが、名前は明かしません。実際、健全なエコシステムには、L1 と L2 の両方に実績のある実行レイヤーが必要です。これは、どちらにも独自の長所と短所があり、選択が重要であるためです。

4. 有効性証明は、構成可能性を維持するだけでなく、チェーン全体で構成可能性を維持するための最良の方法です。実際には、単一のチェーンは相互に構成できない可能性が高く、常に流動性を断片化しますが、同時に、チェーン間で流動性を共有する実証済みのチェーンを構築する複数のプロジェクトがあります。

実際の欠点:

1. 時間: 妥当性証明やデータ可用性サンプリングなどの次世代テクノロジーには時間がかかり、予想よりも時間がかかります。しかし、進歩は日々着実に進んでおり、現在では複数のソリューションが実稼働環境にあり、今後数年間でさらに多くのソリューションが提供される予定です。どのくらいの時間がかかるかはわかりませんが、有効性の証明の普及が始まっており、それは避けられません。

2. ほら、今日単一のブロックチェーンがあってもまったく問題ありません。5 年前には、その厳しい制限を超えるテクノロジーは存在しなかったからです。しかし、同時に認識しなければならない現実は、妥当性証明やデータ可用性サンプリングなどの次世代テクノロジーは避けられず、最終的にはブロックチェーンの世界全体がこの設計に傾くだろうということです。それは完全に理にかなっているからです。私の賭けでは、注目に値するすべてのブロックチェーンプロジェクトが有効性の証明に取り組んでおり、この点で最も進んでいるプロジェクトが報われる一方、有効性の証明の大きな利点を否定して依然として暗号通貨に誤解を与えているプロジェクトは報われるだろう。地域社会に取り残された人々は将来、大きな困難に直面することになるでしょう。代わりに、新しいテクノロジーをより上手に受け入れるようにしてください。

これは現時点で、ブロックチェーンが世界規模に達し、すべての検証が携帯電話で行われることを知る唯一の方法です。単一のブロックチェーンでは、そのような検証を拡張したり実行したりすることはできません。

もちろん、ビットコインのようにスケールが必要ない場合は別ですが。