Suiインフラストラクチャの複雑性とスケーラビリティの探討

最近、私たちはあるブロックチェーンプロジェクトの共同創設者兼最高科学者、さらにロンドン大学ユニバーシティカレッジの安全性とプライバシー工学の教授にインタビューし、このプロジェクトのインフラストラクチャの複雑さとスケーラビリティ、そしてそのトランザクション処理システムがどのように高性能ネットワークを実現しているかについて議論しました。

以下は今回のインタビュー内容です:

学歴と研究の焦点

私はロンドン大学ユニバーシティカレッジの教授で、安全とプライバシーを研究しています。初期の研究はピアツーピアシステムと匿名システムに焦点を当てており、主に大規模分散ストレージシステムに関心を持っていました。ブロックチェーン技術の発展に伴い、分散台帳とスマートコントラクトの実行に興味を持ち始めました。UCLの研究グループは高性能なブロックチェーンシステムの構築に取り組んでおり、Chainspace社を設立して研究成果を商業化しました。その後、チームはあるテクノロジー大手に買収され、そのブロックチェーンプロジェクトの開発に参加しました。現在、私は高性能ブロックチェーンの理念を実現するための他の機会を探しています。

アプリケーションと研究の関係

実際には、アプリケーションと研究の間に大きな違いはありません。研究を行う際には、高性能ブロックチェーンを構築するなど、特定の目標を達成するためのすべての可能性を考慮します。そして、システムを実際に構築する際には、これらのアイデアの中から最も関連性が高く、最も価値のあるソリューションを選択する必要があります。重要なのは、ユーザーのニーズを考慮し、ブロックチェーンの採用におけるボトルネックの問題を解決することです。

理論から応用までの問題選択

私の研究は、ブロックチェーンのさまざまな機能を拡張する方法、特に取引のスループットを増加させ、遅延を低下させることに主に焦点を当てています。この問題は実際に非常に明らかです - あるブロックチェーンアプリケーションが人気になるたびに、既存のプラットフォームは膨大な取引量に耐えられず、混雑と料金の急騰を引き起こします。したがって、ブロックチェーンの処理能力を向上させることは、緊急に解決すべき問題となっています。学術界と業界は、この課題を解決するためにさまざまな方法で試みています。

L1とL2ネットワークの比較

L2はイーサリアムエコシステムにおける拡張ソリューションですが、開発者にとっては使い方が比較的複雑です。L1とL2の間で資産を移動するにはブリッジが必要で、このプロセスは非常に面倒で、エラーが発生しやすいです。複雑なアプリケーションにとっては、異なるネットワーク間で状態を移動する体験が非常に悪いです。

比較すると、私たちの提案は、すべての状態を含む大規模なデータベースを構築し、検証ノードによって複製されることです。ユーザーは異なるネットワーク間で頻繁に資産の状態を移動することなく、同じデータベースで連続した取引を行うことができます。この設計は、ユーザーによりスムーズな体験を提供します。

コアプロトコルの革新

このプロジェクトのコアプロトコルは、2つの重要な概念で構成されています:1)多くのブロックチェーン操作は合意を必要としない;2)合意が必要な場合は、これら2つの経路を組み合わせる高スループットの方法があります。それは、プロトコルに従う検証ノードが常に不整合な状態にないことを保証します。

このプロトコルは、コンセンサスを必要としない迅速なパスと、コンセンサスを必要とするコンセンサスパスの2つの異なるパスを提供します。ユーザー自身のオブジェクトにのみ関係する操作については、迅速なパスを使用でき、コンセンサスを待つことなくトランザクションの最終性を得ることができます。共有オブジェクトに関係する操作については、コンセンサスパスを通じて処理する必要があります。

この2つのパスにはそれぞれ利点があります。高速パスは遅延が非常に低く、1秒未満であり、広範なスケーラビリティがあります。コンセンサスパスは遅延が高く、通常は1秒を超えますが、容量も非常に大きいです。日常的に大量の取引を行うアプリケーションは通常、高速パスを使用し、複雑なDeFiプロトコルは主にコンセンサスパスを使用します。

アプリケーション開発者がクイックパスを利用する方法

開発者は、設計によってファストトラックを最大限に活用できます。彼らは契約内の操作対象が専有か共有かを制御できます。アプリケーションの拡張における鍵は、ほとんどの操作が専有オブジェクトで行われることを確保することであり、これにより非常に低い遅延を得ることができます。例えば、ゲームに必要なほとんどの操作はこのカテゴリーに含まれるべきです。

開発者はこれに完全なコントロールを持っています。契約の初期バージョンでは、すべての内容が共有状態と見なされるかもしれませんが、必要に応じて拡張する際には、開発者は迅速な経路の使用を最大化する方法を考慮する必要があります。

プログラム可能な取引ブロックの役割

プログラム可能な取引ブロックは、ファストパスまたはコンセンサスパスで使用できます。専有オブジェクトのみが関与する場合は、1つのチェーンの操作で複数の操作を実行でき、非常に効率的です。共有オブジェクトが関与する場合は、コンセンサスパスに入るため、少し遅延が発生します。

メインネットの稼働後のパフォーマンス

メインネットがローンチされた後、取引量が特に多い時には、毎日の取引量が6000万件を超えることもあり、そのほとんどがファストパスを使用しています。これはプロトコル設計の合理性を検証し、大量の取引を処理しながら低遅延を維持できることを証明しています。

同時にいくつかの問題も発見されました。例えば、クイックパスの使用が時々オブジェクトのロックを引き起こすことがあります。コミュニティは、誤ってロックされたオブジェクトを数秒で迅速に解除する技術を開発しています。これにより、エラーを回避できるだけでなく、開発者がクイックパスを通じてより多くの機能を表現できる可能性もあります。

オブジェクトロックの理由

クイックパスでは、システムはユーザーが指定した操作順序に依存しています。ユーザーまたはソフトウェアにエラーが発生し、矛盾した順序が示されると、システムはこの問題を解決できず、オブジェクトがロックされます。現在、この状況が発生する頻度は予想以上に高いです。

開発中のソリューションは、このような状況が発生したときに、全体の状況を合意を通じて解決することであり、これは数秒以内に完了し、エポックの終了を待つことはありません。

パブリックチェーンにおけるプライバシーと透明性のバランス

プライバシーのニーズは、具体的なアプリケーションに大きく依存します。このプロジェクトの姿勢は、アプリケーション開発者が自らプライバシー保護を構築できる良いプラットフォームを提供することです。

開発者を支援するために、このプロジェクトはいくつかの暗号ネイティブサポートを提供しています。例えば、ゼロ知識証明の検証機能です。これにより、アプリケーションデザイナーは、具体的な内容をチェーン上に公開することなく、チェーン外で特定のイベントを検証することが可能になります。開発者は、これらのサポートを組み合わせて、チェーン上、チェーン外、暗号などの戦略を使用してプライバシーの問題に対処することができます。

今後の方向性

短期間に、多くの改善が実際のアプリケーションのニーズに焦点を当てます。長期的には、コアプロトコルを改善し、より低い遅延とよりシンプルなアーキテクチャを実現し、拡張性と経済効率を向上させます。また、検証ノードのハードウェア要件を最適化し、リソースの利用効率を向上させます。具体的な発展方向は、コミュニティのフィードバックと実際のアプリケーションのニーズに依存します。