イーサリアム(ETH)の抱えるスケーラビリティ問題とは?

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イーサリアムの抱えるスケーラビリティ問題とは?

墨汁うまい(@bokujyuumai)

イーサリアムは2016年から2017年にかけて多くのイーサリアムベースのプロジェクトが誕生し、ICOブームの到来。また2017年には非中央集権ストレージのSwarmの統合、非中央集権ドメインサービスのENSをローンチしワールドコンピュータとしてのインフラを構築してきました。

今年3月、パリで開催されたイーサリアムのカンファレンスEthCCでイーサリアム開発者のVitalik氏はサイドチェーンPlasmaの改良版Plasma Cashを発表。またライデンネットワークのメインネットローンチやGrid+、Dogethereumなどの多くのスケーリングプロジェクトが2018年には開発されていきます。

ブロックチェーン上に展開するスケーリング+解決プロジェクト

イーサリアムはビットコインとは目指す未来が違い、ワールドコンピュータとして開発されています。そのため現在の約15TPS(1秒間に処理できるトランザクション数)から最終的に10,000TPSを目標とし開発されており、コンセンサスアルゴリズムやオフチェーン、サイドチェーンなど複数の技術を駆使して実現させます。

スケーラビリティを理解する

本稿ではブロックチェーンでよく用いられる“スケーラビリティ“について解説を行い、次回の記事で説明するサイドチェーンとオフチェーンの重要性を理解することを目的とします。

スケーリング問題

まずスケーリング問題とはなんでしょうか?イーサリアムのメインチェーンを地点Aから地点Bへ移動するトンネルであると仮定します。例1のように、使用者が少ない場合このトンネルを通る際には特に問題なく、スムーズに通過できるでしょう。対して例2のように使用者が多くなり、二車線に及んで車が並ぶ場合にこの問題は起こり、車は地点Bへ行くためにより多くの時間を有することになるでしょう。

イーサリアムのスケーリング問題

トンネルに例えて考えるとブロックチェーンのスケーラビリティはわかりやすいです。簡潔に言うとスケーラビリティ問題は増える需要に対して対応できる能力を指します。これはブロックチェーンだけに限らず、どのようなシステムにもある問題です。例えば取引所も同様の問題を抱えており、国内の取引所なども2016年から増え続けたユーザー数によりオーダーが通らない。更には取引所が落ちるなどの問題が大きく露見していますが、増えるユーザーに対してシステムがスケーリングできていないからです。

単純にメインチェーンを増強ができるのか?

では単純にメインチェーンの大きさを2倍にしてみます。例3のようにトンネル内は2車線になるので一度に地点Bに行ける車は2倍になり、待ちの渋滞も起こらないでしょう。ではこの需要が増えるたびに倍々に増やしていけばスケーリングできるのでしょうか?

メインチェーンを増強ができるのか?

実際にトンネルに例えるとわかりやすいでしょう。例えば2車線の100倍の需要に対し100倍のトンネルを作れるのか?という疑問点があります。メインチェーントンネルにはトンネルを使用するサービスを提供するためにトンネル自体が老朽化やひび割れなどをしていないか点検し、車の交通量を最適化するための運営者が必要で、イーサリアムにおいてマイナーだと考えることができます。

スケーリングできるのか、トンネルに例えて解説

100倍の大きさのトンネルを点検するのは物理的にも多くの問題があり、維持も大変で多大な労力が必要です。また高さがネックとなり天井が外れた際の事故には大きな被害をもたらすというリスクもあります。増築を行う開発者も耐久性や効率、管理問題などに頭を悩ませることになるでしょう。

ブロックチェーン外でイメージするとわかりやすく、交通量に対してスケーリングするために100倍の大きさのトンネルを作成しているトンネルは上記問題などのため存在していません。

結論と考察

本稿ではなかなかイメージの難しいスケーラビリティ問題を理解するための前提知識をご紹介しました。このようにスケーリング問題は簡単に解決できるものではなく、インターネット上も魔法ではないため物理的な制限(通信制限など)が存在します。ですがこのスケーリング問題を解決するためのオフチェーンやサイドチェーンなどの柔軟な方法がブロックチェーンでは提案されています。

イーサリアムはワールドコンピュータとして重要なスマートコントラクトを実行するため、これらの解決策とコンセンサスの改良を行い10,000TPSを目指しており多くのプロジェクトが存在します。次回の記事ではサイドチェーンとオフチェーンについてわかりやすく説明を行います。

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