ブロックチェーンのスケーラビリティ向上:アプリチェーンから弾力的なブロックスペースへ

新鋭の並行EVM Layer1プロジェクトArtelaは最近、《全栈並行化》ホワイトペーパーを発表し、ブロックチェーンのスケーラビリティを全面的に解放し、DAppsに"予測可能なパフォーマンス"を提供することを目指しています。

予測可能なパフォーマンスはDAppに予測可能なTPSを提供し、これは特定のビジネスシナリオにとって非常に重要です。通常、パブリックチェーンにデプロイされたDAppは、他のDAppと計算およびストレージリソースを競う必要があり、ネットワークが混雑しているときには高額な取引コストや遅延に直面する可能性があり、DAppの発展を深刻に制約します。ユーザーが分散型インスタントメッセージングソフトウェアを使用しているとき、ブロックスペースが占有されているためにメッセージが送受信できないとしたら、これはユーザー体験にとって壊滅的な打撃となります。

"予測可能な性能"の問題を解決するために、一般的な方法は特定のアプリケーション専用のブロックチェーン、すなわちアプリチェーンを使用することです。Artelaは革新的に弾性ブロックスペース(Elastic Block Space, EBS)の提案を行い、弾性コンピューティングの概念に基づいて、プロトコルレベルでDAppの需要に応じてブロックリソースを動的に調整し、高い需要のDAppに独立したスケーリングスペースを提供します。

! DAppsの予測可能なパフォーマンス:Appchainからレジリエントなブロックスペースまで

アプリチェーンの発展の歴史

アプリチェーンは、単一のDAppを実行するために作成されたブロックチェーンです。開発者は、新しいチェーンをゼロから構築し、特定のニーズに合わせてネットワークスタックの各要素をカスタマイズして、共有ネットワークの混雑や高コストなどの問題を解決できます。

ビットコインは「デジタルゴールド」のアプリチェーンと見なされ、Arweaveは永続的なストレージのアプリチェーンであり、Celestiaはデータの可用性を提供します。

2016年から、アプリチェーンの概念はCosmosやPolkadotのようなマルチチェーンエコシステムに拡張されました。Cosmosはクロスチェーンインタラクションの解決に取り組んでおり、Polkadotは完璧なブロックチェーンスケーリングソリューションを追求しています。

2020年末、イーサリアムのスケーリング研究はサイドチェーン、サブネット、Layer2 Rollupsなどのソリューションに焦点を当て、アプリチェーンもそれに応じて進化しました。PolygonなどのサイドチェーンやAvalancheなどのサブネットは性能を向上させることで全体的なサービス能力を向上させます。OP StackやPolygon CDKなどのLayer2ソリューションはモジュラー形式でアプリチェーンをサポートし、イーサリアムネットワークのスループットとスケーラビリティを向上させます。

現在、多くのアプリケーションが各プラットフォームのアプリチェーン上に構築されています。例えば、AxieはEthereumサイドチェーンのRoninを発表し、DeFi KingdomsはAvalancheサブネットに移行し、InjectiveはCosmos SDKに基づくDeFiアプリチェーンを発表し、dYdXはV4バージョンでCosmos SDKを使用して独立したアプリチェーンを構築することを発表しました。また、Uptick NetworkはWeb3エコシステムにサービスを提供するUptick Chainを立ち上げました。

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アプリチェーンの優劣分析

アプリチェーンは、主権ブロックチェーンを運営するすべての権限を持っていますが、これは二刃の剣です。

利：

1. 主権:自治方案によって問題を解決し、独立性と自主性を維持することができる。
2. 性能:低遅延と高スループットのニーズを満たし、良好なユーザー体験を提供します。
3. カスタマイズ性: 開発者はニーズに応じてチェーンをカスタマイズし、エコシステムを構築できます。

劣った位置:

1. セキュリティ問題:ネットワークセキュリティ、ノードの数、コンセンサス機構などを自己責任で行う必要がある。
2. クロスチェーンの問題: 独立したチェーンは他のチェーンとの相互運用性が欠けており、クロスチェーンプロトコルの統合はリスクを増加させます。
3. コスト問題: 大量のインフラを構築する必要があり、巨額のコストと時間を消費します。

スタートアップにとって、アプリチェーンの欠点は大きな影響を与えます。ほとんどのチームはセキュリティとクロスチェーンの問題を解決するのが難しく、高額なコストにも直面しています。しかし、特定のDAppは確実なパフォーマンスを必要とするため、市場はLayer1レベルのソリューションを急募しています。

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弾性ブロックスペース

弾力性ブロックスペースは、Web2の弾力性計算の概念を参考にして、ネットワークの混雑度に応じてブロック容量を自動的に調整し、特定のアプリケーションに対して安定したブロックスペースとTPSの保障を提供し、「予測可能なパフォーマンス」を実現します。

あるプロジェクトも「弾力的動的拡張」という概念を提案し、これはDAppの大規模採用の必然的な道であると考え、今後1〜3年で3つの段階を経験すると予測しています: 検証ノードレベルの拡張、チェーンレベルの静的拡張、チェーンレベルの動的水平拡張。

Artelaはこの概念を実際に実現し、"どのように検証ノードの水平拡張を調整し、弾力的な計算をサポートするか"という核心的な問題を解決しました。ネットワーク内のプロトコルが増加する際、弾力的なブロックスペースをサブスクライブしてユーザーおよびスループットの増加を処理することができます。これにより、高い取引需要を持つDAppsに独立したブロックスペースが提供され、需要に応じて拡張することが可能になります。

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Artelaは「非リアルタイム弾性」アプローチを採用しています: ネットワークがスケーリングの需要を検出した際に提案を発起し、一定の時間後にネットワーク全体がスケーリングを完了し、証明を提出して検証を行います。これは分散型データベースの理念を参考にしており、ブロックチェーンのシャーディング技術の継続でもあります。アプリケーショントラフィックのスケーリングにおいて「クロスシャードトランザクション」問題を回避します。

注目すべきは、弾力的なブロックスペースの前提は「取引の並行化」であることです。イーサリアムのようなLayer1では、取引の直列化が主なボトルネックであり、Layer2の拡張を求めるしかありません。一方、ソラナは取引の並行処理をサポートしていますが、依然として需要のピーク時における「予測可能なパフォーマンス」問題に対処するのは難しいです。ソラナは「ローカル料金市場」を通じて特定の需要がブロックスペースを独占するのを制限し、突発的な需要の影響を軽減します。

Artelaのソリューションは「ローカル料金市場」の概念をさらに拡張し、DAppの「予測可能なパフォーマンス」を保証するだけでなく、全ネットワークの料金の急増と混雑を防ぎます。

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まとめ

アプリチェーンと弾力的ブロックスペースは、DAppのブロックチェーン性能要求の異なる問題を解決することを目的としています。2つのソリューションにはそれぞれ適用シーンがあり、2016年にJoel Monegroが提唱した「ファットプロトコル理論」を思い起こさせます。

アプリチェーンは実際にはスリムプロトコルであり、特にLayer1でモジュラーアーキテクチャを採用する際、プロトコル層は完全にアプリケーション層によってカスタマイズされます。より良い価値蓄積メカニズムを提供しますが、コストが高く、安全性は限られています。

弾力的なブロックスペースは、Fat Protocolとして、Layer1プロトコル層の拡張機能であり、"予測可能なパフォーマンス"を必要とする参加者のハードルを下げ、同時にプロトコルがアプリケーションの価値をキャッチし、正のフィードバックを形成します。

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