ボトルネックとは何ですか?

ボトルネックとは、容量が制限され、輻輳が発生して全体のパフォーマンスが低下するポイントを指します。ブロックチェーンは新興デジタル経済の重要な側面であるため、ボトルネックが差し迫った懸念事項となっています。しかし、暗号ネットワークにおけるこうした障害の原因は何でしょうか?また、それらは克服できるのでしょうか?

ボトルネックは、システム内の 1 つの部分が他の部分の処理能力に追いつかない場合に発生します。この過負荷部分は輻輳点となり、システム全体のパフォーマンスを低下させます。ブロックチェーンの場合、トランザクション処理、ネットワーク帯域幅、ストレージなどの要素に関する制限により、厄介なボトルネックが発生する可能性があります。

ブロックチェーンにおけるこうしたボトルネックの原因は何でしょうか?

ブロックチェーンは、セキュリティ、スケーラビリティ、分散化のバランスをめぐる課題に直面しています。この「ブロックチェーンのトリレンマ」は、ボトルネックが出現する舞台を設定します。いくつかの一般的な要因がブロックチェーンのボトルネックに寄与します。

トランザクション速度 - トランザクションが検証されてブロックチェーンに追加される速度は、ブロック サイズやコンセンサス メカニズムなどの要因によって制限されます。トランザクションの需要が処理能力を超えると、バックログが作成されます。

データストレージ - ブロックチェーンは、すべての過去のトランザクションの記録を保持します。時間の経過とともにデータが増加するにつれて、ストレージを拡張する必要があり、潜在的なボトルネックが発生します。

帯域幅 - ノード間でトランザクションを通信および伝播するには、十分なネットワーク容量が必要です。帯域幅が不十分だと輻輳が発生します。

コンピューティング能力 - トランザクションの検証とスマート コントラクトの実行には処理能力が必要です。リソースが不足すると遅延が発生します。

ユーザーが自分のトランザクションをブロックチェーンに追加しようと競争すると、混雑の可能性が高まります。

暗号通貨のボトルネックはユーザーにどのような影響を与えるのでしょうか?

ブロックチェーンのボトルネックが解決されないまま放置されると、ユーザー エクスペリエンスが著しく低下する可能性があります。

遅延- 取引の確認が遅いと、取引などの作業が面倒になります。

手数料の上昇- ユーザーが取引を優先するために入札額を高くし、一部の価格を設定するため、混雑により取引手数料が上昇します。

トランザクションの失敗 -ネットワークが過負荷になると、トランザクションが拒否されたり、支払いや取引が失敗したりする可能性があります。

制限された機能 -ボトルネックにより、ブロックチェーン上のスマート コントラクトとアプリケーションの機能が制限されます。

暗号通貨が従来の代替手段と比較して魅力的であり続けるためには、ボトルネックにもかかわらず一貫してスムーズなオンチェーンエクスペリエンスを提供することが不可欠です。

主要な仮想通貨プロジェクトがボトルネックに取り組む

2 つの最大の暗号通貨ネットワーク、ビットコインとイーサリアムはどちらも、定期的なボトルネックにつながる厄介なスケーラビリティの問題に直面しています。

ビットコインのproof-of-workコンセンサスと1MBのブロックサイズにより、トランザクション処理が制約されます。現在、ネットワークは 1 秒あたり約 5 件のトランザクションのみを処理しており、ユーザーは繁忙期にトランザクションを送信するために 20 ドル以上を支払うこともあります。

イーサリアムは最近、プルーフ・オブ・ステークのコンセンサスへの移行とビーコンチェーンでのシャーディングの実装において大きな進歩を遂げました。ただし、イーサリアムのメインネットには依然として制限があり、ガス料金は依然として定期的に高騰しています。

ブロックチェーンのトリレンマを解決するには、難しいトレードオフが伴います。 Solana のような小規模なネットワークは、スケーラビリティを大幅に高めるために分散化とセキュリティをある程度犠牲にし、1 秒あたり 50,000 件を超えるトランザクションを処理します。最適なバランスを見つけることは、ブロックチェーン全体で継続中の探求です。

イノベーションによりブロックチェーンのボトルネックを解消できるか?

ありがたいことに、暗号通貨全体の才能ある開発者のチームが、技術的な創意工夫によってネットワークのボトルネックを緩和する取り組みを進めています。有望なイノベーションには次のようなものがあります。

レイヤ 2 ソリューション-これらは、トランザクション データをメイン チェーンにバッチ処理して戻す前に、トランザクションをオフチェーンにオフロードして処理を高速化します。イーサリアムのロールアップエコシステムの台頭はその代表的な例です。

シャーディング- これは、ネットワークを並列サブチェーンまたは「シャード」に分割し、トランザクションを同時に処理してスループットを向上させます。

新しいコンセンサス モデル- 遅いプルーフ オブ ワーク マイニングに代わる代替手段により、速度が大幅に向上します。

経済メカニズム- 需要に応じて変動する使用料金は、混雑を緩和するためにピーク時に不必要な取引を抑制することができます。

データの圧縮- ネットワーク データ ペイロードを最適化することで、ストレージと帯域幅のニーズの負担が軽減されます。ゼロ知識証明はその一例です。

相互運用性- プロトコル間で通信およびトランザクションを行うチェーンにより、アクティビティが複数のネットワークに分散され、個々のボトルネックが緩和されます。

セキュリティ、スケーラビリティ、分散化の間のトレードオフは残っていますか?

スケーリングソリューションはブロックチェーンのトリレンマのトレードオフを最適化できますが、速度、セキュリティ、分散化のバランスに関するいくつかの問題が残ります。

たとえば、集中型のレイヤー 2 ロールアップは、単一のオペレーターに依存して 1 秒あたり数千のトランザクションを処理できますが、分散化が損なわれます。

シャーディングはネットワークをより小さなチャンクに分割することでスループットを向上させますが、単一のチェーンには存在しない潜在的な脆弱性も導入します。

そして、Solana のような根本的に高速なコンセンサス プロトコルは、驚異的なスピードのために生の分散化を犠牲にしています。無料のランチはありません。

明るい面としては、異なるバランスポイントを持つブロックチェーンが相互運用できるため、ユーザーと開発者は特定のニーズに合わせて最適化された環境を選択できるようになります。暗号通貨エコシステムは、多様なユーザー向けのソリューションを進化させています。

仮想通貨の将来にボトルネックは引き続き立ちはだかるのか？

ブロックチェーンの導入はまだ初期段階にあるため、ボトルネックを回避するには、ネットワーク開発が使用量の増加を上回り続ける必要があります。単一のチェーン上で毎日数百万件のトランザクションを処理することは依然として困難です。

しかし、仮想通貨のイノベーションの目覚ましいペースは、楽観視できる理由を提供します。結局のところ、ビットコインが処理した毎日のトランザクション数は、現在では数億件だったのに対し、2015 年にはわずか数万件でした。新しいボトルネックが現れることは間違いありませんが、暗号通貨開発者は解決策を迅速に反復する能力を示しています。

ブロックチェーンが投機的な資産から現実世界の不可欠なインフラストラクチャーに移行するにつれて、混雑と遅延の緩和はますます緊急性を増します。規模が大きくなると、ボトルネックも大きくなりますが、それらを克服するためのインセンティブも大きくなります。暗号通貨業界のボトルネックは時として挫折をもたらすかもしれませんが、ブロックチェーン技術の機能の進化にも拍車をかけることになります。