導入
自宅でインターネットを使用し、接続が4人のユーザーによって共有されていると想像してみてください。今のところは問題ありません。しかし、5人目のユーザーがネットワークに参加すると、ブラウジングが遅くなったと感じるかもしれません。ネットワーク上のユーザー数が多いほど、遅くなります。制御インターフェースからいくつかのユーザーをブロックすることはできますが、より大規模なインターネットを考えるとそれは不可能です。ブロックチェーンネットワークもインターネット上で動作するため、スケーラビリティの問題に直面しています。ブロックチェーン技術の進化に伴い、スケーラビリティの問題、サイドチェーン、支払いチャネルについての活発な議論がユーザーが存在するプラットフォームで行われています。
スケーラビリティ、サイドチェーン、決済チャネルとは何か？
すべての暗号学生は、あらゆるインフルエンサーが時折ソーシャルメディアで使用する3つの用語に精通している必要があります。その最初の用語、スケーラビリティは、ブロックチェーンネットワークが遅くなることなく増加する取引数を処理できる能力を指します。サイドチェーンは、メインブロックチェーンからの負荷を軽減するために資産の双方向移動を提供する独立したブロックチェーンの形態のスケーラビリティソリューションです。
オフチェーンサスケーラビリティソリューションとして、決済チャネルはスマートコントラクトを使用してユーザーが取引を行うことを可能にします。その取引はブロックチェーンに公開されることなく行われます。これは、2人の参加者間のソフトウェアで強制された合意を使用することによって実現されます。これらのスケーラビリティソリューションは、ネットワークの混雑を防ぎ、速度を改善することを目的としています。
初期のブロックチェーンは非常に遅い速度と深刻な混雑に悩まされており、これは新しいユーザーにとって魅力的な状況ではありませんでした。サイドチェーンは、非常に混雑した高速道路の追加レーンのように機能するように現れました。彼らは大きな取引を迂回させ、システムをスムーズにしました。決済チャネルは、投資家が購入と販売を決済するオプションと同等で、さらにはそれらの繰り返しを除外し、最終結果をチェーンに持ち込むことで、帳簿を混雑させなくします。
ブロックチェーンのスケーラビリティが重大な課題となった理由
ビットコインのような先駆的ブロックチェーンは、意図的に制限された設計で現れました。新しい取引が提案されるたびに、コンセンサスルールはできるだけ多くのノードが検証することを要求します。ノードの最小数に関する厳密な制限はありませんが、データによると、取引の後に6つの他の取引が続くと、有効と見なされます。この広範なコンセンサスメカニズムは、ユーザーが相互に接続する広いネットワークを必要とし、そのためシステムは非常に早く、頻繁に混雑します。セキュリティと安定性のために元々意図されていたにもかかわらず、採用が増えると設計が障害を生むようになりました。
すべてのフルノードがブロックチェーンの最新のコピーを維持する必要があることを考慮すると、スケーラビリティの必要性は切実に感じられます。これは非常に困難な作業です。このストレージと同期の問題は、ネットワークの成長を妨げます。ブロックが大きくなりすぎると、分散化自体が困難になる可能性があり、新しい小さなノードはストレージと同期に苦労します。
サイドチェーンとその動作
前述のように、サイドチェーンは独自のセキュリティルールとコンセンサスメカニズムを持つ独立したブロックチェーンです。彼らの存在の唯一の目的は、ペッグされているメインブロックチェーンを簡素化することです。ペッグは常に双方向で、資産の移動をサイドチェーンとメインブロックチェーンの間で可能にします。このスケーラビリティソリューションにより、開発者は元のブロックチェーンを変更することなく、より速く、より効率的で専門的なシステムを構築できます。
サイドチェーンの動作は非常に簡単です。メインチェーンでコインをロックし、同じ価値のサイドチェーン上で新しいコインを発行してもらう必要があります。サイドチェーンでコインを使用して活動を終了すると、これらのコインを焼却するか、サイドチェーン上でロックしてメインチェーン上の資産を解除します。焼却または解除は、サイドチェーンのスマートコントラクトの性質によります。
もちろん、サイドチェーンを開発する最大のメリットは、その取引がメインシステム上でスペースを取らないことです。その結果、メインチェーンは混雑せず、手数料は上昇しません。次に、メインブロックチェーンのグリッチ、バグ、ハッキング攻撃などは、サイドチェーンの動作に影響を与えません。
決済チャネルの実際の動作
サイドチェーンに加えて、ユーザーは決済チャネルをスケーラビリティソリューションとしても使用できます。このソリューションは、チェーンからオフに出て、スマートコントラクトとマルチシグネチャ（マルチシグ）ウォレットを使用して取引を決済することを含みます。そのようなウォレットの資金は、関係するすべての参加者がその移動に署名するまで移動できません。たとえば、ユーザーAとBは、200 $ETHをマルチシグウォレットに転送することを決定します。彼らは、資金を等しい金額で所有することも、相互に決定した通りに所有することもできます。$ETHの所有権のルールを変更したい場合、マルチシグウォレットは、暗号ルールと特別に設計されたスクリプトを介してそれを可能にします。
Lightning Networkのようなネットワークでは、支払いルーティングにより、ユーザーは直接接続されていない人々と取引できるように、資金を仲介者を介して渡します。これらのチャネルネットワークは、迅速なグローバルペイメントをサポートする複雑なウェブを形成します。
日常取引における決済チャネルの利点
決済チャネルは、オフチェーンでの支払い処理によって取引速度を劇的に向上させます。研究によると、チャネルベースのシステムは、従来のブロックチェーン取引に比べてほぼ瞬時の決済と非常に低い手数料を達成できます。これにより、マイクロトランザクションや頻繁な送金が経済的に実行可能になります。
別の利点はプライバシーです。開いたバランスと閉じたバランスだけがブロックチェーンに表示されるため、個々の取引は参加者間で機密のままです。決済チャネルはネットワークの混雑を減らし、メインブロックチェーンがすべての小さな取引を処理するのではなく、最終的な決済に集中できるようにします。
サイドチェーンと決済チャネルの制限とリスク
その利点にもかかわらず、サイドチェーンはスケーラビリティと分散化の間でトレードオフを伴う可能性があります。一部のサイドチェーンは、より小さなバリデーターグループや異なるセキュリティモデルに依存しており、適切に管理されない場合にはリスクを引き起こす可能性があります。ユーザーは、チェーン間で資産を移動させるメカニズムを信頼する必要があります。
決済チャネルも流動性の制限やチャネル管理の複雑さなどの課題に直面しています。資金は使用中にチャネル内でロックされ続けなければならず、参加者は不正行為を防ぐために活動を監視する必要があります。研究者たちは、オフチェーンネットワークにおけるセキュリティと使いやすさのバランスを取る改善を探求し続けています。
結論
ブロックチェーンの採用が続く中で、スケーラビリティは長期的な成功のための最も重要な課題の1つであり続けます。サイドチェーンと決済チャネルは、混雑を減らし、手数料を下げ、取引速度を改善することで、メインネットワークのコアセキュリティを損なうことなく実用的なソリューションを提供します。それぞれのアプローチにはそれぞれの制限がありますが、それらの組み合わせた使用は、ブロックチェーンシステムをより効率的で使いやすくする上で重要な役割を果たします。最終的には、これらの技術は、より迅速で安価、かつスケーラブルなデジタルトランザクションをサポートすることで、分散型ネットワークを現実世界の使いやすさに近づけます。