ブロックチェーンパフォーマンスの次のフロンティア

これまでのところ、ブロックチェーンはダイヤルアップインターネットのように感じられていました。遅くて、不格好で、非常に限られたユースケースしかありません。ダイヤルアップインターネット速度の最大は56 kb/sで、これは今日の基準では驚くほど遅いものです。56 kb/sは、お気に入りのウェブポータルをロードする、メールを送信する、低解像度の画像を非常にゆっくりダウンロードするなど、非常に基本的なインターネットブラウジングしかできませんでした。

1990年代には、56kb/sのダイヤルアップ速度で十分でした。なぜなら、人々はインターネットにあまり時間を費やさず、高解像度の画像や動画で大量のデータを共有する必要がなかったからです。人々はインターネット速度がどれほど遅いかを実感していませんでした。なぜなら、ダイヤルアップは当時存在する最も速いものであり、初期のユースケースとアプリケーションは基盤となるネットワークのパフォーマンスによってボトルネックになっていたからです。

皮肉なことに、Bitcoinはダイヤルアップよりもはるかに少ないデータを伝播します。Bitcoinは10分（600秒）ごとに約1mbのブロックを処理し、約1.6 kb/sです。これは主に、パフォーマンスよりも冗長性と分散化を重視することを選択した初期のブロックチェーン設計者と採用者の好みによるものです。ユーザーの好みは変化しており、初期のクリプト採用者の好みは、大衆採用者の中間層にはもはや適用されません。

初期のインターネットと同様に、今日のほとんどのブロックチェーンは遅いですが、時間の経過とともにパフォーマンスが急速に向上するでしょう。次世代ブロックチェーンは、計算能力とインターネット速度が向上するにつれて、大幅なパフォーマンスアップグレードの恩恵を受けることができます。

私たちは単一のコンピュータチップにますます多くのトランジスタを詰め込み続けますが、クロック速度は上げません。代わりに、それらのトランジスタを使用して複数のプロセッサを同じチップに詰め込むことで計算スループットを向上させます。これはマルチコアと呼ばれます。したがって、マルチコアパフォーマンスは約2年ごとに倍増します。ニールセンの法則によると、インターネット速度も約2年ごとに倍増します。

従来の技術とは異なり、次世代ブロックチェーンはマルチコア性能と帯域幅における大幅な向上を最大限に活用することができます。現代のマルチコアハードウェアに対応しないEthereumのようなブロックチェーンが、対応している新しいブロックチェーンの性能に追いつくことができるという論拠を示すのは非常に困難です。よく持ち出されるL2ソリューションはEthereum固有のものではなく、L2のデータ圧縮とトランザクションバッチングは、同じパフォーマンス向上率でより高性能なブロックチェーンに適用することができます。

高性能ブロックチェーンには多数の特徴がありますが、この記事の目的では データ伝播に焦点を当てます。インターネット帯域幅は、ユーザーのインターネット体験における制限要因であり続ける可能性が高いです。

ブロックチェーンにおいて、ブロックスペースは最も価値があり重要なリソースの一つです。なぜなら、ブロックに書き込み、それをトランザクションとして全ノードに承認のために送信する能力を提供するからです。重要なことは、あるチェーン上の同一のトランザクションが、別のチェーン上のものと同じ量のデータを使用するとは限らないということです。トランザクションが使用するデータ量に標準はありません。しかし、チェーンがより多くのデータを伝播する（より大きなブロック、より高速）場合、一般的により多くの1秒あたりのトランザクションを処理でき、ネットワーク上でより多くの活動をサポートできます。高いスループットは、高性能な次世代ブロックチェーンの特徴です（従来は1秒あたりのトランザクション数またはTPSで測定されます）。単一のアプリケーションとは異なり、ブロックチェーンは単一のネットワーク上で動作する製品やアプリケーションの完全なエコシステムにおいて、数百または数千ものアプリケーションをサポートします。より有用で人気のあるアプリケーションやユースケースが開発されるにつれて、今後数年でブロックスペースの需要は指数関数的に増加すると考えることができます。高いスループットがなければ、需要が急増した際に希少なブロックスペースへのアクセスは非常に高額になります。この現象は、Yuga LabsのOthersideデッドのミント時に痛いほど実証されました。その時、ガス料金は5 ETHまたは 約14,000米ドル/トランザクション

を超えました。 ブロックスペースがデータであるなら、より良いアプリケーションが構築されるにつれて、人々は指数関数的により多くのデータを要求するでしょう。人気のあるブロックチェーンを比較して、ノードに1秒あたりどれだけのデータを伝播しているかを見てみましょう。最近のいくつかの革新と例外的なケースを除けば、ブロックチェーンの大部分は合意を達成するために全ノードの2/3+1または66%にデータを伝播する必要があります。 合意

が達成されなければ、トランザクションは確定（完了）されません。

「現代のハードウェアと増大する帯域幅に対応しない従来のブロックチェーンは、対応する次世代ブロックチェーンとの競争に苦戦するでしょう」

データの伝播が不十分であることは、アプリケーションエンジニアとプロダクトエンジニアのイノベーションの範囲を制限し、大規模な普及を非常に困難にしています。エンジニアは、ユーザーのコストを削減するためにチェーンとのインタラクションを最小限に抑えることで、構築しているブロックチェーンの制限に対処することを余儀なくされています。プロダクトエンジニアやアプリケーションエンジニアは、構築するネットワークのコストや速度を心配することなく、ブロックチェーン上で自由にイノベーションを行えるべきです。次世代ブロックチェーンはこれを可能にします。

Bitcoinは微量のデータを伝播しています。これは核の冬を生き抜けるハードマネーというBTCの思想と一致していますが、パフォーマンスに大きなコストを伴います。Ethereumに関しては、2023年または2024年のETH 2.0ロードマップで計画されている主要なスループット増加であるシャーディング後でも、ETHは最初、次世代チェーンが今日すでに行っているデータのほんの一部しか伝播しません。これはEthereumのスケーラビリティに深刻な影響を与えます。初期の1.3mb/sの100%がZK（ゼロ知識）L2ロールアップで数百のトランザクションを一つにバッチ処理するために使用されたとしても、このレベルのデータ伝播と100,000 TPSは、数万または数十万のアプリケーションと数百万のユーザーが同時に同じブロックに書き込もうとした場合、大量採用とは両立しない可能性があります。 簡潔に言えば、EthereumやBitcoinのようなレガシーアーキテクチャからより高性能なチェーンに移行するまで、グローバルなリーチとスケールを持つアプリケーションを構築することは非常に困難であり、消費者

にとって有用であることは、暗号通貨の大量採用を深刻に制限します。

世界は静的ではありません。唯一の定数は変化であり、現代のハードウェアと増加するインターネット速度に合わせてブロックチェーンを継続的に適応させる必要があります。イノベーションと設計の唯一の制限は、物理学の限界の上限であるべきです。光は地球を133ミリ秒で周回できます。ブロック時間が可能な限り133msに近づき、利用可能な最大のデータ伝播量を持つまで、ブロックチェーン技術はさらに推し進めることができます。この競争はまだ始まったばかりです…

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