Nervosの多層アーキテクチャ－スケーラビリティを考慮した設計
本記事は、Nervosの開発の背後にある重要な理念を探るブログシリーズの3投稿目です。各記事では、Nervosの統治哲学における中心的な理念・原則と、これらが実際に機能することを意図したユースケースを示します。今回は、「トリレンマ」と呼ばれるブロックチェーンのスケーラビリティ問題と、Nervosの多層アーキテクチャがそれを克服する方法に焦点を当てます。
ブロックチェーンのスケーラビリティにおける課題
スケーラビリティ問題は、おそらく、今日のブロックチェーンプロジェクトが直面している最大の課題です。現在、主要な既存のブロックチェーンは、金融などの主流の業界に導入されるために必要な数分の1の割合のトランザクションしか処理していません。ビットコインを例に挙げれば、VisaのTPSは平均約2,000TPSであるのに対して、ビットコインは平均7TPSしかありません。
ブロックチェーンコミュニティはこの課題を理解しており、近年多くのスケーラビリティソリューションを提案しています。これらのソリューションは、大別して、オンチェーンスケーリングとオフチェーンスケーリングの2つのカテゴリに分類されます。
オンチェーンスケーリングソリューションは、コンセンサスプロセスのスループットを拡大し、中央集権型システムに匹敵するネイティブスループットのブロックチェーンを作成することを目的としています。
これに対してオフチェーンスケーリングソリューションは、ブロックチェーンを安全な資産および決済プラットフォームとしてのみ使用し、ほぼすべてのトランザクションを他のレイヤーにシフトします。Nervosは後者に分類されます。
スケーリングのために設計されたNervosの多層構造
Nervosは、当初からスケーラビリティを考慮して設計されています。
Nervosの理念においては、ブロックチェーンがマルチレイヤーの設計上役立ち、最も価値の高い機能であるアセットの保存がレイヤー1によって実行され、大量のトランザクションがレイヤー2にシフトされることが重要なポイントとされています。この点については、NerverリードアーキテクチャのJan Xieにより、こちらの記事でも解説されています。
このトリレンマを解決しようとする試みは、通常、ある重要な問題に直面します。それは、「すべてのトランザクションは単一のベースレイヤーのブロックチェーンで処理されなければならない」という仮定です。これは、ブロックチェーンの革命的な要素とその変革力により実現できることを誤解するにほかなりません。
Nervosは、「ブロックチェーンの持つ新たな分散的で不変のシステムによる価値保存機能こそ、ブロックチェーンを際立たせ、革命的な技術にする基本的な要素である」という考えを前提にしています。この機能と、それが必要とする大量の計算能力は、レイヤー1のために確保する必要があります。ユーザー間で発生する大量のトランザクションは、それぞれ個別に必要な電力がはるかに少ないため、レイヤー2に移行できます。資産と価値の単位を大量に保存するネットワークの能力を維持しながら、メインストリームの需要に対応するためにスケーリングします。
”アセットの価値の保存”のためのレイヤー1
ブロックチェーンの最大の力は、トランザクションの処理ではなく、価値の保存にあります。ブロックチェーンに保存された資産は、古代エジプトの寺院の壁に刻まれた碑文のように不変になります。この方法で情報を不変に保存するには、多くの計算能力が必要になるため、価値の高い長期的な資産のためにプールする必要があります。これには重要な設計上の意味があり、Nervosアーキテクチャの中心となっています。
Nervosは、ネットワークのさまざまな機能をさまざまなレイヤーまたはコンポーネントに分離して分散させるために構築されています。これにより、現在のソリューションよりも機能が大幅に改善されます。すべての機能を単一のレイヤーに結合すると、クロールに対するトランザクションスループットが低下する可能性があります。代わりに、これらのアクティビティをセカンダリレイヤーで処理し、ブロックチェーンのベースレイヤーに資産の価値のみを保存します。これは、ブロックチェーンの重要な機能である価値の保存のための分散化とセキュリティを維持しながら、速度とスケーラビリティを実現することを目的としています。
“スケーリング”のためのレイヤー2
Nervosのようなマルチレイヤープロトコルでは、ベースレイヤーブロックチェーンが決済レイヤーとして機能し、レイヤー2ネットワークは暗号化された証明をルーティングするため、参加者はアセットを「配信」できます。2番目のレイヤーのすべてのアクティビティは、基盤となるブロックチェーンによって暗号化されて保護され、レイヤー1は、レイヤー2ネットワークに出入りする量を決済するためにのみ使用されます。これらの設計は、資金の預託（または損失のリスク）なしで動作し、即時のほぼ無料の取引を可能にします。このように、Nervosの多層設計は、スケーラビリティのトリレンマを回避します。
（スケールすると発生する可能性が高いState Bloat問題、およびこの問題を回避するためにNervosが使用する革新的な所有権モデルの課題について解説した以前のブログを読むことをお勧めします）
おわりに
スケーラビリティは、Nervosの設計初期からの重要な要素であり、分散アプリケーションの急速な成長に最適なソリューションを提供すると考えられる多層ネットワークを構築しました。これにより、多くの主流アプリケーションの基盤として、ブロックチェーン技術の真の広範な採用への扉が開かれます。このシリーズの次回の記事では、「トリレンマ」を乗り越えてロックを解除できる現実の可能性を探ります。今後数週間の定期更新については、このページを確認してください。
