シャードチェーン

シャーディングとは

シャーディングは、データベースを水平に分割して負荷を分散するプロセスです。コンピュータサイエンスの一般的な概念です。 イーサリアムのコンテキストでは、シャーディングはネットワークの混雑を減らし、「シャード」と呼ばれる新しいチェーンを作成することによって、1 秒あたりのトランザクションを増加させます。

これはスケーラビリティ以上にその他の理由において重要です。

シャーディングの特徴

誰でも実行可能なノード

もしデータベースのサイズを大きくする以外の方法でデータをスケーリングする場合、シャーディングは有効な方法です。 もしシャーディングを行わない場合、検証に莫大な計算リソースが必要となるため、イーサリアムへのアクセスは低下してしまうでしょう。 シャードチェーンでは、バリデータは分割された小さなデータであるシャードを実行または保持するだけでいいのです。現在行われているようにネットワーク全体を検証する必要はありません。 これは処理を高速化し、必要なハードウェアの要件を減らします。

より多くのネットワークへの参加

シャーディングは最終的には個人のノートパソコンまたはスマートフォンでイーサリアムを実行することを可能にします。 したがって、より多くの人々がシャーディングされたイーサリアムで クライアントに参加したり、実行したりすることができるはずです。 これにより、ネットワークを分散すればするほど攻撃の対象となるエリアが小さくなるため、セキュリティが向上します。

シャーディングよりハードウェア要件が下がると、仲介サービスに頼らずに クライアント を自分で簡単に実行できるようになります。 可能ならば複数のクライアントを実行することを検討してください。 障害点をさらに減らすことでネットワークの健全性を高めることができます。 ビーコンチェーンクライアントの実行

シャードチェーン バージョン 1：データの可用性

最初のシャードチェーンが提供されると、ネットワークに追加のデータが提供されます。 シャードチェーンではトランザクションやスマートコントラクトは制御されません。 しかし、ロールアップと組み合わせることでトランザクションの処理速度を改善することができます。

ロールアップは、現在「レイヤー 2」技術です。 これにより、dapps はトランザクションをオフチェーンで単一のトランザクションにまとめたり、ロールアップしたりすることができ、暗号化された証明書を生成してチェーンに送信することができます。 これにより、1 トランザクションあたりに必要なデータが削減されます。 これをシャードによって提供されるすべての追加データと組み合わせることで毎秒 10 万回のトランザクションが可能となります。

シャードチェーン バージョン 2: コードの実行

この計画は、シャードを現在のイーサリアムメインネット のようなものにするために、シャードに新たな機能を追加することでした。 シャードはコードを格納・実行できるようになり、それぞれのシャードには、独自のスマートコントラクトとアカウント残高が含まれているため、トランザクションを処理することができるようになります。 クロスシャード通信により、シャード間のトランザクションが可能にになります。

しかし、バージョン 1 のシャードで高速なトランザクションが可能になることを考慮すると、コードの実行は本当に必要でしょうか。 これについてはコミュニティで議論されており、いくつかの選択肢があります。

シャードにおけるコード実行の必要性

Bankless (ポッドキャストの番組)で、Vitalik Buterin は議論すべ価値のある 3 つの潜在的な選択肢を紹介しました。

1. 状態の実行は不必要

この選択肢は、シャードにスマートコントラクトを処理する機能を加えず、データ格納庫のままにするというものです。

2. いくつかの実行シャードを使用

この選択肢は、すべてのシャード(現在は 64 のシャードが計画)に機能を加えないという妥協案です。 いくつかのシャードのみに機能を追加して、残りのシャードはこのまま残すというものです。 これによりスピードアップが望めます。

3. ゼロ知識(ZK) SNARKs ができるまで待つ

最後の選択肢は、zk-SNARKs が確定されてから、この議論を振り返ることです。 これは、真にプライベートなトランザクションを実現できるテクノロジーです。 よりスマートなシャードが必要になるかもしれませんが、現在はまだ研究開発段階です。

その他のソース

関連記事

• フェーズ 1 の完了: データ可用性エンジンとしての Eth2 – cdetrio, etthresear.ch

これはいまだ活発に議論されています。 新しい情報があればページを更新します。

アップグレード間の関係

イーサリアムのアップグレードすべては、いくらか相互に関連しています。 それではシャードチェーンが他のアップグレードとどのように関連しているか、見直していきましょう。

シャードとビーコンチェーン

ビーコンチェーンには、シャードのセキュリティと同期状態を保つすべてのロジックが含まれています。 ビーコンチェーンはネットワーク内のステーカーを調整し、作業が必要なシャードを割り当てます。 また、他のシャードからアクセス可能なシャードトランザクションデータを受信および保存することによりシャード間の通信を容易にします。 これにより、シャードがイーサリアムのスナップショットを持ち、すべてを最新の状態に保ちます。

シャードとマージ

追加のシャードが追加されるまでには、イーサリアムメインネットは、プルーフ・オブ・ステークを使用したビーコンチェーンによりセキュリティが保たれることになります。 これにより、メインネットはスケーラビリティを強化するレイヤー 2 ソリューションを利用して、シャードチェーンを構築することができます。

メインネットがコードの実行を処理する唯一の 「スマートな」 シャードとなるかどうかはまだわかりませんが、いずれにせよ、シャードの拡張については、必要に応じて決定を見直すことができます。

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