“The Merge“フェーズが完了し、ブロックチェーン・コミュニティは今、イーサリアムのロードマップの次のマイルストーンである “Sharding“に注目しています。
それは、イーサリアムネットワークのスケーラビリティを向上させるためのアップグレードです。ナンバーワンのブロックチェーンがどのように実現するのかに飛び込む前に、ブロックチェーン・シャーディングの基本を紐解いてみましょう。
ブロックチェーンのトリレンマ
ブロックチェーンには、「分散化」「セキュリティ」「スケーラビリティ」の3つの要素が必要です。
分散化とは、中央当局から、コンピュータ・ノードを利用して統治できる世界中の人々へと制御を移行することを指します。
セキュリティは、ブロックチェーンが必ずしも100％安全ではないことに関連している。ネットワークの51％以上を支配する者は、取引を操作することができる。
ブロックチェーンのスケーラビリティは、同じレベルの取引速度を維持しながら、ネットワークがどれだけ成長できるかを示しています。
ブロックチェーンのトリレンマは、これら3つの要素のうち2つしか同時に持てないというものです。いずれにせよ、そのうちの1つを見送らなければならない。
例えばビットコインの場合、ネットワーク参加者はすべての取引を検証するフルノードを稼働させており、その結果、安全で分散化されたブロックチェーンが実現されています。しかし、トランザクションは線形に実行され、多数のノードによる確認が必要なため、スケーラブルではありません。
一方、TPS（Transaction Per Speed）の高いチェーンは、少数のノードが自分たちの間でコンセンサスを得る必要があることに依存しています。例として、WAXブロックチェーンで使用されている委任型プルーフ・オブ・ワーク・コンセンサスが挙げられます。この方法は安全でスケーラブルですが、非中央集権的ではありません。
では、スケーラブルで同時に非中央集権的なものは何か？マルチチェーンエコシステムがその解決策になり得ます。ここでは、クロスチェーンのプロトコルが互いに通信することでスケーラビリティを高めていますが、通信に使われるブリッジはハッキングされやすいものです。つまり、この方法は安全性に欠ける可能性がある。
Ethereumの創設者であるVitalik Buterinは、シャーディングによってこの3つを同時に実現できると主張しています。
シャーディングの基礎知識
シャーディングとは、ブロックチェーンの計算負荷をより小さなチェーン、つまりシャードに分割することを意味します。各シャードチェーンは特定のブロックチェーンデータセグメントを保存し、独自のトランザクションを処理します。
シャードチェーンは独立して動作し、それぞれが一定期間ごとにメインネットに取引記録を提出します。つまり、同時に動作することができるため、ノードは並行してトランザクションを検証し、その結果、ネットワークの速度が向上するのです。
ブロックチェーンのスケーラビリティを高めるためによく使われるもう一つの方法は、ロールアップの適用です。多くのトランザクションを1つのトランザクションに束ねることで、ネットワーク速度を向上させるものです。メインネットが変更されるシャーディングとは異なり、レイヤー2のスケーリングソリューションとなります。例としては、Zkロールアップを運用に導入しているImmutable Xが挙げられます。
同じ問題に対する2つの競合するソリューションのように見えても、ロールアップをシャーディングと組み合わせると、実際にはより効率的になることがあります。
イーサリアムの今後のロードマップ
Ethereumは、ロールアップの使用を中心としたシャーディング戦略を展開する予定です。こうすることで、レイヤー2のソリューションは、イーサリアムのセキュリティに支えられながら、より低い取引手数料を提供することができます。
イーサリアムは、ダンクシャーディングという特殊なシャーディングを適用し、主に2つのステップでアップグレードを行う予定です。
最初のステップでは、ロールアップの容量を増やすために「データブロブ」を導入します。シャードチェーンは、トランザクションやコードを扱うことなく、ネットワークに余分なデータを追加していきます。ロールアップと組み合わせることで、TPSを向上させることができます。
完全なシャーディングを統合する第二段階となる。まだ詳細は不明だが、このステップではシャードがコード実行を含むと予想される。各シャードは、個々のコードを保存し、それを実行し、トランザクションを実行する。シャード間のトランザクションを実現するために、シャード間通信が実装される予定です。
10万TPSを達成するためには、最初のステップで十分かどうかが議論されています。そのため、第2段階は不要となる可能性がある。
