Built for Scalability: How the Internet Computer Allows Web3 Dapps to Infinitely Scaleの日本語訳
インターネットコンピュータは、分散型のアプリやシステムが数千万人のユーザーをサポートすることを可能にしています。
bitcoinが分散型デジタル通貨として成功したことをきっかけに、世界中でブロックチェーン技術が採用されるようになりました。長年にわたり、ブロックチェーンは、中央集権的なシステムを、分散化されたコミュニティが運営するシステムに置き換えることで、変革の可能性を証明してきました。イーサリアムがスマートコントラクトを導入したことで、ユーザー自身が管理・規制するグローバルな決済層の構築が可能になりました。
開発者が検閲に強いWeb3体験を完全にオンチェーンで構築できるようにするための最後のセットピースは、初期のEthereumコミュニティで初めて登場したコンセプトである「ワールドコンピュータ」です。DFINITYの創設者兼チーフサイエンティストであるドミニク・ウィリアムズは、Google、Amazon、Microsoft、IBMなどから200人以上の世界的に著名な暗号解読者、分散システムエンジニア、プログラミング言語の専門家を集め、無限にスケーラブルなWeb3 dappsをサポートするのに十分なパワーを持つワールドコンピュータ、「インターネットコンピュータ」の構築という大規模な課題に取り組みました。
しかし、何千人もの人々が世界中の何百万ものノードを動かして管理するネットワークには、潜在的な課題があります。特にスケーラビリティ（ネットワークが1秒間に処理できるアップデータやトランザクションの数（TPS）を示す指標）については、その課題が大きいと言えます。暗号のドグマでは、ネットワークが非中央集権的であればあるほど、そのスケーラビリティとTPSは低くなります。最も人気のある2つのブロックチェーンであるBitcoinとEthereumは、それぞれ約5と13のTPSの速度を持っています。取引の需要がその容量を上回ると、これらのネットワークのパフォーマンスが低下し、バックログが発生し、ネットワークの混雑や高い取引コスト（別名ガス料金）などの問題が発生します。
ブロックチェーンの普及には、スケーラビリティの問題が長い間立ちはだかっており、世界中のビジネスや産業に最適なソリューションを提供することができず、最終的には世界のコンピュータというサイファパンクなビジョンに手が届かない状態になっていました。DFINITY Foundationは、この革命的な技術を主流にするためには、ブロックチェーンネットワークがインターネットの規模とウェブの速度で動作する必要があることを認識していました。そのため、DFINITYは斬新な暗号技術とコンピュータサイエンスを開発し、分散型ワールドコンピュータのビジョンを実現するInternet Computerを構築して発表しました。
Architected scalability（設計されたスケーラビリティ）
インターネットコンピュータは、世界中の開発者が無限にスケーラブルなdapps、DeFi、ソーシャルメディア、エンタープライズシステム、NFT、Webベースのサービスを構築するために使用できる、究極のオリジナルレイヤー1ブロックチェーンです。Canisterのスマートコントラクトは、ユーザーがWebを利用する際に期待するスピードで、HTTPリクエストのリクエストとレスポンス、データの処理を行うことができます。
スマートコントラクトの実行は、状態を変更するアップデートコールと、読み取り専用のリクエストであるクエリコールに分けられます。アップデートコールは特定のサブネットワーク内のすべてのノードで処理され、クエリは1つのノードで処理されます。最近行われたインターネットコンピュータの性能評価では、NNSを除くすべてのサブネットのノードに段階的に負荷をかけて同時テストを行い、4分間で1秒間に11,000回のアップデートコール/トランザクションのスループットを実証しましたが、ピーク時には１秒間に11,500回という結果がdappサブネットで得られました。クエリーコールのスループットは250,000/秒で、200ミリ秒以内に完了しました。
この数字は、最近までブロックチェーンのパフォーマンスのベンチマークとされていたsolanaの1,000TPSという測定値と比較すると、特に大きな意味を持ちます。
その結果、インターネットコンピュータ上で動作するDeFiシステムやdapps、オンラインゲームやトークン化されたソーシャルメディアなど、あらゆるものがウェブスピードで動作し、これまでにないスケーラビリティを提供できるようになりました。開発者に強力なソフトウェアフレームワークを提供し、世界のシステムやサービスをブロックチェーン上で再構築することができます。
Going big with subnets
インターネットコンピュータ・プロトコルは、世界中の独立したデータセンターにある標準化されたノードハードウェア上で実行されています。オープンでパーミッションレスなオンチェーンガバナンスシステムであるNetwork Nervous System（NNS）は、異なるデータセンターのノードを組み合わせて新しいサブネットブロックチェーンを始めることで、ネットワークをスケーリングします。
インターネットコンピュータがサブネットブロックチェーンに分割されていることが、ネットワークの無限の拡張性を可能にしています。各サブネットブロックチェーンは、他のサブネットとは独立してアップデートやクエリコールを処理することができます。つまり、ネットワークにサブネットを追加するだけで、ネットワーク全体を簡単にスケールアップすることができるのです。すべてのノードで処理する必要があるアップデートコールについては、この方法でネットワークを拡張することで、1秒間により多くのアップデートコールを処理できるようになります。インターネットコンピュータは、NNSを介して何百もの新しいサブネットを追加することができます。
しかし、クエリコールの場合は、1つのノードでローカルに処理されるため、サブネットにノードを追加するだけでスケーラビリティを実現できます。このネットワークは、現在の状態でも数千の新しいノードを追加することができます。ノードとサブネットを追加することで、ウェブの高速化と無限のスケーラビリティを実現します。
Finality seals the deal
また、インターネットコンピュータの斬新なコンセンサスメカニズムも、ネットワークの拡張性に重要な役割を果たしています。インターネットコンピュータ・コンセンサス（ICC）は、
- 候補ブロックの作成
- 有効なブロックの特定
- ブロックメーカーのランク付け
- そして合意したブロックのfinality
を行う4つの異なるレイヤーで構成されています。ブロックチェーンの非同期ファイナライズ機構は非常に高速で、新しいブロックのファイナライズは、NNSサブネットでは平均2秒以下、dappサブネットでは1秒以下で達成されます。
これは、インターネットコンピュータの回復力に貢献しています。さらに、レガシーブロックチェーンとは異なり、インターネットコンピュータには、AWS、Microsoft Azure、Google Cloud、Cloudflareなどのクラウドプロバイダーがホストするノードがないため、ネットワークの改ざん防止、安全性、安定性の確保に貢献しています。
インターネットコンピュータの高度なスケーラビリティは、数千万人のユーザーをサポートできる分散型アプリやシステムの開発における新時代の到来を告げるものであり、ブロックチェーン取引に関連するコストを大幅に削減し、ブロックチェーンベースのサービスを主流に導入することが可能になります。
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