Artela ホワイトペーパー
最先端の並列EVMレイヤー1プロジェクトArtelaは6月20日、ブロックチェーンのスケーラビリティを完全に解放し、DAppsが「予測可能なパフォーマンス」を実現できるようにすることを目的としたホワイトペーパー「フルスタック並列化」を発表した。
予測可能なパフォーマンスとは、DApp に予測可能な TPS を提供することを指します。これは、特定のビジネス シナリオにおける DApp にとって重要です。パブリックチェーン上にデプロイされたDAppsは、一般的にブロックチェーンのコンピューティングパワーとストレージスペースをめぐって他のDAppsと競合する必要があるため、ネットワークが混雑した場合、トランザクションの実行コストが比較的高くなり、トランザクションの遅延によりビジネス運営に大きなコストがかかります。 DAppsの急速な開発を制限しました。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場合、基盤となるブロックチェーン ネットワークのブロック スペースが他の DApp によって占有されているため、ユーザーのメッセージの送受信がほとんどできなくなり、ユーザー エクスペリエンスに壊滅的な被害が生じることが考えられます。 。
「予測可能なパフォーマンス」の問題を解決するために、最も一般的なアプローチは、アプリケーション固有のブロックチェーン(アプリケーション チェーン (Appchain) とも呼ばれる) を使用することです。これは、アプリケーション固有のブロックチェーン専用のブロック空間です。
Artela は、エラスティック ブロック スペース (EBS)ソリューションを革新的に提案しています。これは、エラスティック コンピューティングの概念に基づいており、DApp の特定のニーズに応じてプロトコル レベルからブロック リソースを動的に調整し、需要の高い DApp に独立した拡張を提供します。
この記事では、アプリケーション チェーンとエラスティック ブロック スペースをそれぞれ紹介し、両者の長所と短所を比較します。
アプリケーションチェーンの開発パス
アプリケーション 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。アプリケーション開発者は、既存のブロックチェーン上に構築するのではなく、アプリケーションを操作するユーザーからのトランザクションを実行するカスタム仮想マシンを使用して、新しいブロックチェーンを最初から構築します。開発者は、ブロックチェーン ネットワーク スタックのさまざまな要素 (コンセンサス、ネットワーク、実行) をカスタマイズして特定の設計要件を満たすこともできるため、共有ネットワーク上の高輻輳、高コスト、固定機能などの問題を解決できます。
アプリケーション チェーンは新しい概念ではありません。ビットコインは「デジタル ゴールド」のアプリケーション チェーン、 Arweave は永久ストレージのアプリケーション チェーン、 Celestia はデータの可用性を提供するアプリケーション チェーンとみなすことができます。
2016年から、アプリケーションチェーンにはシングルチップブロックチェーンだけでなく、マルチチェーン形式、つまり複数の相互接続されたブロックチェーンによって構築されるエコシステムも含まれるようになり、主な代表はCosmosとPalkadotです。 Cosmos は、複数の相互接続されたブロックチェーンの世界を初めて構想し、Cosmos SDK を通じてブロックチェーンの相互作用を迅速に開発および起動できるように設計しました。 Palkadot は、完璧なブロックチェーン拡張ソリューションになることを目指しています。Palkadot は、最初から共有セキュリティを提唱しており、相互合意情報を通じて通信できます。
2020年末、イーサリアムの拡張研究がサイドチェーン、サブネット、レイヤー2ロールアップなどのいくつかのソリューションに焦点を当てたため、アプリケーションチェーンも対応する形式を孵化しました。 Polygonなどのサイド チェーンやAvalancheなどのサブネットは、サイド チェーンまたはサブネットのエクスペリエンスとパフォーマンスを向上させることで、全体的なサービス機能を向上させます。レイヤー 2 ロールアップは、モジュラー スタックの形式でアプリケーション チェーンをサポートし、その中にはOP StackとPolygon CDKが採用されています。多くのプロジェクトは、増大するトランザクション需要に対応し、より広範な相互運用性と相互運用性を提供するために、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ることを目的としたレイヤー 2 ロールアップ ソリューションとして機能します。
現在、さまざまなプラットフォームにわたるアプリケーション チェーンに多数のアプリケーションが構築されています。たとえば、 Axie は2021 年初頭にイーサリアム サイドチェーンRoninを開始し、 DeFi Kingdoms は2021 年末に Harmony から Avalanche サブネットへの移行を発表しました。Injectiveは2021 年11月にdYdXを使用して構築された DeFi アプリケーション チェーンを開始しました。製品の V4 バージョンでは、Cosmos SDK テクノロジを使用して独立したアプリケーション チェーンを構築することが発表されました。Uptick Network は、 Web3 エコロジカル アプリケーション開発のインフラストラクチャとしてエコロジカル アプリケーション チェーンUptick Chainを開始します。豊富な商用プロトコル層。
アプリケーションチェーンの長所と短所
AppChain は、両刃の剣である基盤となるレイヤー 1 に依存するのではなく、ソブリン ブロックチェーンを実行するための完全な権限を獲得します。
主な利点は次の 3 つです。
主権:アプリケーション チェーンは、独自のガバナンス ソリューションを通じて問題を解決し、個々のアプリケーション プロジェクトの独立性と自律性を維持し、さまざまな干渉や障害を防ぐことができます。
パフォーマンス:アプリケーションに必要な低遅延と高スループットを満たし、ユーザーに優れたエクスペリエンスを提供し、DApp の実際の操作効率を大幅に向上させることができます。
カスタマイズ性: DApp 開発者は、ニーズに応じてチェーンをカスタマイズし、エコシステムを作成することもでき、十分に柔軟な進化方法を提供します。
また、次の 3 つのデメリットもあります。
セキュリティの問題:アプリケーション チェーンは、ノード数の比較、コンセンサス メカニズムの維持、プレッジ リスクの回避など、独自のセキュリティに責任を負う必要があります。ネットワークは比較的安全ではありません。
クロスチェーンの問題:アプリケーション チェーンは独立したチェーンとして、他のチェーン (アプリケーション) との相互運用性に欠けており、クロスチェーンの問題に直面しています。クロスチェーンプロトコルを統合すると、クロスチェーンのリスクが増加します。
コストの問題:アプリケーション チェーンには多くの追加インフラストラクチャが必要であり、多くのコストとエンジニアリング時間が必要になります。さらに、ノードの実行と保守にもコストがかかります。
新興企業にとって、アプリケーション チェーンの欠点は、市場に参入する DApps に大きな影響を及ぼします。ほとんどの新興企業の開発チームは、セキュリティ問題やクロスチェーンの問題をうまく解決できないだけでなく、多くの人員の負担がかかるため、退職を説得するには時間と費用がかかります。ただし、特定の DApp では予測可能なパフォーマンスが厳格な要件であるため、市場はレイヤー 1 の予測可能なパフォーマンス ソリューションを緊急に必要としています。
柔軟なブロックスペース
Web2 では、エラスティック コンピューティングは一般的なクラウド コンピューティング モデルであり、これを使用すると、システムはピーク使用時のキャパシティ プランニングやエンジニアリングを気にすることなく、変化する需要に応じてコンピューターの処理、メモリ、ストレージ リソースを動的にスケールアップまたはスケールダウンできます。
エラスティック ブロック スペースは、ネットワークの混雑度に応じてブロックに収容されるトランザクションの数を自動的に調整します。ブロックチェーン ネットワークは、特定のアプリケーションのトランザクションに対して、エラスティック コンピューティングを通じて安定したブロック スペースと TPS 保証を提供し、「予測可能なパフォーマンス」を実現します。
MegaETH はまた、「弾性動的拡張」という同様の概念を提案しており、これは DApps が大規模な導入をサポートするために避けられない開発経路であると考えています。次の技術開発が今後 1 ～ 3 年で起こると予測されています。
フェーズ 1:検証ノード レベルでの水平拡張。
第 2 段階:チェーンレベルでの静的拡張。
第 3 段階:チェーンレベルでの動的水平拡張。
Artela はこのコンセプトを真に実装し、「エラスティック コンピューティングをサポートするために検証ノードの水平方向の拡張をどのように調整するか」という第 1 段階の中核問題を解決しました。 Artela ネットワーク内でプロトコルが成長するにつれて、プロトコル ユーザーとスループットの増加に対応するために、エラスティック ブロック スペースをサブスクライブできます。エラスティック ブロック スペースは、高いトランザクション スループットを必要とする DApp に独立したブロック スペースを提供し、成長に合わせて拡張できます。基本的に、ブロックスペースはブロックチェーンの各ブロックに保存できるデータの量を決定し、トランザクションのスループットに直接影響します。 DApps でトランザクション需要が急増した場合、基盤となるブロックチェーンに影響を与えることなく増加した負荷を効率的に処理するには、エラスティック ブロック スペースをサブスクライブすることが役立ちます。
エラスティック コンピューティングの実装は、「リアルタイム エラスティック」と「非リアルタイム エラスティック」に分けられます。「リアルタイム エラスティック」は一般に、容量拡張に対する分単位の応答を指します。一方、「非リアルタイム エラスティック」は、限られた時間内で容量拡張に対応するだけで済みます。 Artela は「非リアルタイム弾力性」方式を採用しています。つまり、ネットワークが拡張の必要性を検出すると、拡張提案を開始し、ネットワーク全体の検証ノードが 1 つ以上のエポック後に拡張を完了します (リアルタイムではなく)、他のバリデーターが異議を申し立てるために拡張の証拠を提出します。
Artela のエラスティック ブロック スペース ソリューションは、実際には多くの分散データベースの概念を活用しており、ブロックチェーン シャーディング テクノロジの継続でもあります。 「コンピューティング シャーディング」の観点から見ると、必要なアプリケーション トラフィックに応じて容量が拡張され、「クロスシャード トランザクション」の問題が回避されるため、開発者とユーザーのエクスペリエンスは以前と変わりません。同時に、実装が比較的容易な「非リアルタイム弾力性」の採用により、多くのDAppsの実際のニーズを満たしながら適用性が向上しました。
ブロックチェーンの性能を水平方向に拡張するためのソリューションとしてのエラスティック ブロック スペースは、 「トランザクションの並列化が可能である」という前提に基づいていることに注意してください。トランザクションの並列性を高めた後でのみ、ノードのマシン リソースを水平方向に拡張する必要があります。 . トランザクションのスループットを向上させます。
したがって、イーサリアムのようなレイヤー 1 の場合、トランザクションのシリアル化の問題が最も直接的なパフォーマンスのボトルネックであり、ブロック サイズも可変サイズ ブロックのガス制限 (上限は 30,000,000 ガス) によって制限されるため、次のようになります。レイヤ 2 拡張ソリューションのみを求めてください。
Solana のような高性能レイヤー 1 の場合、トランザクションの並列実行をサポートし、水平方向に拡張できますが、需要のピーク時の DApps の「予測可能なパフォーマンス」の問題には対処できません。 Solana は、「ローカル手数料市場」ソリューションを実装することで、単一要求のトランザクションが希少なブロック スペースを独占することを防ぎ、時間ベースの手数料の増加を制限し、突然の需要ピークによる悪影響を軽減することを目指しています。たとえば、NFTの発行中、NFT発行者は各アカウントのコンピューティングユニット（CU）制限をすぐに消費し、その後のトランザクションではアカウントの限られたスペース内で処理される優先料金を増やす必要があります。
トランザクション需要の急増に対処するための Artela の柔軟なブロック スペース ソリューションは、Solana の「ローカル料金市場」の概念をさらに拡張すると言えます。これにより、DApp の「予測可能なパフォーマンス」が保証されるだけでなく、ネットワーク全体のコストの削減も防止されます。コストの高騰と混雑は一石二鳥だ。
要約する
アプリケーション チェーンであっても、エラスティック ブロック スペースであっても、それらは本質的に、異なる DApps がブロックチェーン パフォーマンスに対して異なる要求を持っているという問題、つまり「予測可能なパフォーマンス」の問題を解決するためのものです。2 つのソリューションには良いも悪いもありません。 1 つと不適切です。これら 2 つのソリューションは、「ファット プロトコル理論」を思い出させます。これは、2016 年に Joel Monegro によって提案された理論で、「暗号プロトコルが (その上に構築されたアプリケーションによって取得される集合的な価値よりも) より多くの価値を取得する方法」を中心に展開しています。拡大します。
アプリケーション チェーンは実際には薄いプロトコルであり、特にレイヤー 1 がモジュラー アーキテクチャを採用している場合、プロトコル層はアプリケーション層によって完全にカスタマイズされますが、コストが高く、セキュリティが制限されます。
エラスティック ブロック スペースは、実際には、基盤となるレイヤー 1 プロトコル層の拡張であるファット プロトコルであり、「予測可能なパフォーマンス」要件を持つ参加者の参入障壁を効果的に下げると同時に、このプロトコルはアプリケーションの価値を獲得し、プラスの効果を生み出すこともできます。フィードバックループ。 。
