トレードオフは避けられないものの、crypto.newsがインタビューした専門家らは、ブロックチェーンのトリレンマが開発者が直面する課題とそれを乗り越える方法を明らかにすると信じています。

2017年にイーサリアムの共同創設者Vitalik Buterin氏が提唱したブロックチェーンのトリレンマは、分散型台帳システムを構築する際に開発者が直面する課題を浮き彫りにしています。Buterin氏によると、建築家はトレードオフを検討し、3つの重要な機能のうち2つを優先する必要があります。

crypto.newsとのインタビューで、CoinSharesの研究員であるLuke Nolan氏もこの見方に同意しました。Nolan氏は、広い意味で、ブロックチェーンのトリレンマは、3つの機能すべてを最大限に達成するという課題を効果的に示していると考えています。同氏は、開発者は1つの機能を最適化する際に、一部または両方の側面を犠牲にすることが多いと強調しました。

ブロックチェーンのトリレンマ

Web3 Antivirusの創設者であるAlex Dulub氏は、ブロックチェーンの高速化により安全性が損なわれる場合があると示唆しています。彼は、レイヤー2(L2)ネットワークやサイドチェーンなど、メインのブロックチェーンの外側でトランザクションを処理するソリューションは、速度と拡張性を向上させることができますが、新たなリスクを引き起こす可能性があると考えています。

Dulub氏は、スマートコントラクトのバグ、集中化のリスク、潜在的な攻撃がブロックチェーンの主要な脆弱性であり、3つの側面すべてを改善することを目指していると考えています。

ブロックチェーンセキュリティ会社Dedaubの創設者であるNeville Grech氏は、速度を高めるためにブロックサイズや周波数などのパラメータを増やすと、平均的なノードが処理できる以上の計算能力、帯域幅、ストレージが必要になる可能性があると指摘しています。これにより、少数のノードのみがブロックチェーンに完全に参加する、より集中化されたネットワーク構造が生じる可能性があります。

検証プロセスを調整するとネットワークの速度が向上する可能性がある一方で、”ブロックチェーンが脆弱性や検証紛争にさらされ、一時的なフォークが作成される可能性がある”とGrech氏は警告しています。

さらに、同氏によると、検証プロセスへのノードやバリデーターの参加が減ると、ネットワークの分散化とブロックチェーンの完全性が損なわれる可能性があるといいます。

たとえば、ビットコインネットワークは、世界中で1,000,000人以上のBTCマイナーを擁する分散型かつ安全であるにも関わらず、平均8.35トランザクション/秒(TPS)を処理します。この数字は、1,500～2,000のTPS範囲を誇るVisaのような集中送金業者よりも大幅に低いです。

ブロックチェーンTPSデータ|出典:チェインスペクト

対照的に、Zcashのブロックチェーンは通常、シールドされていないトランザクションの場合、平均26トランザクション/秒(TPS)の速度で動作します。しかし、2023年9月の報告書では、Zcashのハッシュレートの50%以上がViaBTCマイニングプールによって制御されており、ネットワークが51% 攻撃のリスクにさらされていることが明らかになりました。

別の例として、Chainspectデータによると、現在のリアルタイムTPS 772を誇るSolana(SOL)を取り上げます。2023年2月に10回目となる大規模な障害に直面したにもかかわらず、ネットワークはそれ以来高い安定性を示しています。

2023年7月21日のレポートで、Solana Foundationは、Solanaブロックチェーンの稼働率が100%であると宣言しました。この成果は、議決権取引と無議決権取引の比率の改善に伴うものです。

この場合、CoinSharesの研究員であるLuke Nolan氏は、主なトレードオフは分散化にあったと指摘し、同氏によれば、”セキュリティはより最小限のトレードオフで実現した”とのことです。

同氏は、Solanaバリデーターの実行には3,000ドルから5,000ドルの範囲で非常に高額になる可能性があることを強調しました。このコストの高さにより、一般の人々がSolanaバリデーターを運用するのは高価になり、集中化のリスクが生じます。

Solanaノードを実行するためのハードウェア要件 | 出典:ソラナ研究所

Solana Compassのデータによると、Solanaには現在、合計2,919個のノードがあり、ステーカー数は433,000人を超えています。ネットワークのノード数は、動作ノード数2,564という過去最高(ATH)に達した後、2023年3月以降大幅に減少しています。

イーサリアムノードの数は1月中旬から一貫して減少しており、現在は7,000程度で推移していますが、それでもSolanaの稼働デバイスの2.4倍です。

イーサリアムノードのハードウェア要件がSolanaに比べて低く、コストが500ドルから1,000ドルであることを考えると、この数字は妥当です。さらに、イーサリアムのステーカーの数もソラナよりも大幅に多く、現在は921,000人以上となっています。

Ethereumノードを実行するためのハードウェア要件 | 出典:Ethereum.org

Nolan氏はまた、イーサリアムは今のところ、分散化やセキュリティの侵害を避けるためにレイヤー1（L1）スケーリングの考えを脇に置いているとも述べました。現在、イーサリアムは平均して1秒あたり約13のトランザクション(TPS)を処理しており、記録された最高のTPSは62.34に達します。

ソリューション

ブロックチェーンのトリレンマが破ることのできないルールではないことを示すために、企業はスピードとセキュリティが常に対立するという考えに挑戦する創造的なソリューションを導入しています。スケーラビリティ、セキュリティ、分散化のバランスをとることを目的としたトップソリューションのいくつかを見てみましょう。

	L2ネットワーク:これらのソリューションは、トランザクション速度の向上、手数料の削減、全体的なスケーラビリティの向上により、レイヤー1ブロックチェーンを強化します。L2により、メインチェーンはセキュリティと分散化に重点を置くことができ、レイヤー2ネットワークはスケーラビリティと効率を処理できます。技術的には、L2ブロックチェーンはL1ネットワークのセキュリティを継承します。
	コンセンサスメカニズムの変更:ProofofStake(PoS)バリアントなどの新しいコンセンサスメカニズムは、大きな妥協をせずにセキュリティと速度のバランスをとることを目的としています。ProofofWork(PoW)からPoSへの移行は、処理手数料を削減しながらトランザクションのスループットを向上させる重要な方法となる可能性があります。
	Segregated Witness(SegWit):2017年にビットコインに実装されたSegWitは、トランザクション署名をトランザクションデータから分離し、別の方法で保存することでブロックチェーンのスループットを拡張します。この分離により、スペース効率が向上し、検証が合理化され、トランザクションレコードの全体的なサイズが削減されます。
	シャーディング:シャーディングのような技術は、トランザクション処理をより小さなノードグループに分散させ、セキュリティを維持しながら速度を向上させます。たとえば、Harmonyブロックチェーンはシャーディングを使用しており、現在2秒のファイナリティ時間を達成していますが、Solanaのファイナリティまでの時間(TTF)は約12.8秒です。
	ロールアップ:

	ゼロ知識ロールアップ(zk-rollups):これらのロールアップはオフチェーンの数百のトランザクションをバンドルし、ゼロ知識証明として知られる暗号証明を生成します。
	楽観的ロールアップ:これらは、トランザクションがデフォルトで有効であるという前提に基づいて動作します。紛争が発生した場合にのみ、レイヤー1(L1)ブロックチェーン上で計算を実行します。これにより、トランザクションがL1ネットワークに到達する前にトランザクションの正当性を検証する際にファイナリティの遅延が発生します。トランザクションが無効であることが判明した場合は、悪影響を防ぐためにトランザクションをロールバックできます。

結論

高速ブロックチェーンは、分散化とセキュリティを直接犠牲にするものではありません。代わりに、ブロックチェーンのトリレンマは、開発者が直面する課題と、開発者が乗り越えなければならない時折のトレードオフに光を当てます。

Dulub氏は、ブロックチェーンのトリレンマに関連する”課題を管理するには、慎重な設計、厳密なテスト、継続的な研究が鍵となる”と強調します。