Ethereumのスケーラビリティ:Proto-DankshardingからDankshardingの完全実装まで

シェーディング技術は、Ethereumエコシステムで最も議論されているトピックの一つとなっています。これには野心的な目標があり、Ethereumを制限されたスループットのネットワークから、毎秒数千のトランザクションを処理できる真のスケーラブルプラットフォームへと変貌させることを目指しています。

なぜシェーディングはEthereumにとって重要なのか?

Ethereumは、すべてのノード(ノード)が都市のすべての出来事を知っている必要がある都市のようなものだと想像してください。これは都市が小さい間は機能しますが、都市が成長するとシステムが過負荷になります。解決策は簡単です:都市を地区に分割し、それぞれの地区が独自に管理しつつ、全体の一部であり続けることです。

これがシェーディングの仕組みです。ネットワーク内の各ノードがすべてのトランザクションを処理・保存する代わりに、ネットワークは複数の「シャード」(セグメント)に分割されます。各シャードは特定のトランザクションのサブセットを担当し、負荷を大幅に軽減し、ネットワーク全体のパフォーマンスを向上させます。

Proto-Danksharding:スケーラビリティへの第一歩

Proto-Dankshardingはすでに実装されています。これはEthereum Cancunのアップデートを通じてEIP-4844により導入された中間的な解決策です。これは完全な技術ではありませんが、proto-dankshardingは手数料の改善において重要な役割を果たしました。

proto-dankshardingは具体的に何をしたのか?

  • Layer 2ソリューション(ロールアップ)がEthereumのブロックにデータを追加するコストを大幅に削減
  • 一部のケースでは、ロールアップのトランザクションコストを100〜1000倍削減
  • Layer 2アプリケーションのために100〜10,000トランザクション/秒のスループットを提供
  • 「blob」トランザクションの概念を導入—短い寿命を持つ特殊なタイプのデータ

Proto-dankshardingは、さらなる発展の土台を築きました。これは技術の完全な実現に向けた必要な一歩でした。

Danksharding:Ethereumの野心的な未来

Dankshardingの完全版は、単なる改善ではなく、Ethereumのスケーラビリティに革命をもたらすものです。この用語は、Ethereumの発展に大きく貢献した著名な研究者ダンクレッド・フェイストに由来します。

Dankshardingと従来のシェーディング手法の主な違いは、各シャードの検証者の分散システムの代わりに、単一のブロック作成者を使用している点にあります。この簡素化された構造は、より効率的なトランザクション処理を可能にし、スケーリングのための強力な道筋を作り出します。

Ethereum 2.0の完全な実装では、ネットワークは64のシャードに分割されます。各シャードは並行して動作し、自身のトランザクションセットを処理します。ただし、孤立したシステムではなく、すべてのシャードはコンセンサスメカニズムによって一つのネットワークの一部として維持されます。

これがスループットにどのように影響するのか?

完全なDankshardingは、100,000+ TPSを達成することを約束します。比較のために:

  • 現在のEthereum(L2なし): 約15 TPS
  • proto-dankshardingとL2を備えたEthereum:100〜10,000 TPS
  • 完全なDankshardingを備えたEthereum:100,000+ TPS

これらの数字は、予想される大規模な変革を示しています。

技術的アーキテクチャ:どのように機能するのか?

具体例を挙げましょう。シャーディングなしの1000ノードのネットワークでは、各ノードはすべてのトランザクションを検証し保存しなければなりません。これは巨大な負荷を生み出します。

シェーディングを導入すると:

  • あるシャードはAからEまでのアドレスのトランザクションを処理
  • 別のシャードはFからJまでのアドレスを処理
  • 以降、64のシャードすべてに対して同様

各ノードは自分のシャードのみを検証すればよく、計算リソースの要求は約64分の1に削減されます。同時に、クロスシャードの検証メカニズムにより、ネットワークのセキュリティは損なわれません。

Proto-DankshardingとDankshardingの比較

項目 Danksharding Proto-Danksharding
ステータス 開発中 実装済み (Cancun)
目標スループット 100,000+ TPS 100〜10,000 TPS
アーキテクチャ 64のフルシャード 予備的メカニズム
焦点 汎用スケーリング L2コスト最適化
データ管理 各シャード専用のblobストレージ 一時的なblobストレージ (24-25時間)
ロールアップとの互換性 オフチェーン処理の完全統合 経済的なデータ配置をサポート

これが暗号資産エコシステムにとって重要な理由

Proto-dankshardingはすでに実際の影響を示しています。Layer 2アプリケーション(Arbitrum、Optimismなど)のユーザーは手数料の低減を実感しています。これは単なる技術的進歩ではなく、DeFi、NFTなどのエコシステムが一般の人々にとってよりアクセスしやすくなることを意味します。

完全なDankshardingが導入されると、参入障壁はさらに低下します。アプリケーションは従来の金融システムと競合できる速度で動作しつつ、ブロックチェーンの透明性と安全性を維持します。

結論

Proto-dankshardingは最終的な解決策ではなく、Ethereumの進化の重要な段階です。すでにユーザーに恩恵をもたらし、トランザクションコストを削減しています。完全なDankshardingが実現すれば、暗号通貨のスケーラビリティの歴史に新たな章が開かれ、Ethereumは未来のデジタル経済のインフラストラクチャとなるでしょう。

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