ブロックチェーンの不可能三角形: 分散化、セキュリティ、高性能

分散分野では、有名な CAP 定理があります。分散システムでは、一貫性、可用性、および分断耐性を同時に保証することはできず、設計では特定の機能に対する要求を弱める必要があります。

CAP 原則では、分散システムは 3 つの特性のうち最大でも 2 つしか保証できないと規定されています。

ブロックチェーンは本質的には分散型分散台帳データベースであり、「不可能三角形」も備えています。今日は、ブロックチェーンの世界で「不可能三角形」がどのように評価され、妥協されるかについてお話ししましょう。

ブロックチェーンにおける「不可能の三角形」

分散化、セキュリティ、高性能は、ブロックチェーンの「不可能三角形」を構成します。設計では、3 つの特性すべてを同時に実現することは不可能であり、そのうち 2 つしか満たすことができません。

分散化とは、多数のノードがブロックの生成と検証に参加することを意味します。一般的に、ノードの数が多いほど、分散化の度合いが高くなります。

セキュリティはネットワークの制御を獲得するためのコストであり、通常はコンセンサス メカニズムの設計において現実世界の資産に固定されます。たとえば、プルーフ・オブ・ワーク・メカニズム (PoW) はコンピューティング能力に依存します。

トランザクション パフォーマンスは、1 秒あたりに処理されるトランザクションの数 (TPS) です。ブロックチェーンのパフォーマンスが低い主な理由は、すべてのトランザクションがすべてのノードによって合意される必要があることです。

主流のプロジェクトは「不可能の三角形」に直面してどのように妥協するのでしょうか?

主流のブロックチェーンであるビットコイン、イーサリアム、EOS はすべて、「不可能三角形」のいくつかの特徴を妥協しています。

分散型デジタル通貨であるビットコインは、分散化とセキュリティの設計要件を満たすためにパフォーマンス特性を犠牲にしています。現在、ビットコインを攻撃するコストは、すべての PoW パブリック チェーンの中で最も高くなっています。 ASIC マイニング マシンのアップグレードと新しいマイニング マシンの継続的な追加により、ネットワーク全体の計算能力を継続的に向上させることができます。

Ethereum 2.0 は Proof of Stake (PoS) コンセンサス メカニズムを採用します。 Ethereum ネットワークでは、送金できるだけでなく、スマート コントラクトも実行でき、アプリケーション シナリオはより複雑になります。しかし、イーサリアムは現在パフォーマンスが低く、混雑が発生しやすい傾向があります。

ブロックチェーン アプリケーション プラットフォームとして、EOS は外部から中央集権化されていると非難されることがよくあります。 EOS はプロキシ プルーフ オブ ステーク (DPoS) コンセンサス メカニズムを使用しており、21 個のスーパー ノードが簿記とブロック生成を担当しています。ノード数が少ないため、3大パブリックチェーンの「分散化」という点では外部から疑問視される可能性が最も高い。

まとめ

実は、ブロックチェーンの「不可能三角形」は厳密な実証によって得られた結論ではなく、さまざまなパブリックチェーンの実際の運用状況をまとめたものにすぎません。

ブロックチェーン技術の進歩により、「不可能三角形」が可能になることを期待しています。