誰でも参加できるブロックチェーンにはユーザー数及びノード数の増加という問題を抱え込んでしまいます。これらの数が増加すれば、取引データを処理するパフォーマンスが低下していきます。この問題を解決するにあたって、取引データの処理法に何らかの策を講じる必要性が出てきそうです。策を講じる場合、ブロックチェーンのコンセプトである「分散化と集中化の排除、かつ快適な処理速度等の維持・向上」を守っていく必要があり、大前提の条件でもあります。
【解決策その１】取引データには数々の署名データが存在しますが、この署名データは直接的にはデータ処理そのものには必要ないことから、データ処理とは別の領域を設けてその領域に署名データを移行する手法です。こうすることで、他の取引データをブロックにストックさせることが可能となります。この手法はソフトフォークにおいてSegwitというスタイルで導入されています。署名データの移行先のエリアはwitnessと名付けられています。witnessが設けられたことから、ブロックサイズがそれまでの１MBから2MB程度まで膨れ上がったようです。ただし、これはSegwitがアクティベートな状態に限られています。
【解決策その２】取引データを増やしていくために、ただ単にブロックサイズを大きくしてしまう策が解決策その２です。現行のブロックチェーンにおいてはブロックサイズは1MBとなっていますが、8MBまでに拡大させる策を講じて送金する速度を速めて送金手数料をさらに安くすることが可能となり、ユーザーにとってはありがたい状況が出現しています。しかしながら、この策はマイニングにおけるプールが寡占化されてしまうとか、分散化からかけ離れて集中化に逆向してしまうとか、セキュリティ面における新たな諸問題というマイナス面が浮上してくるのです。これらの問題に対する解決策が見えてこなければ、ブロックサイズの拡大は難航すると考えられます。研究の余地がありそう。
【解決策その３】例えば、2者間に開設したペイメントチャネルにおいては、送金に関するスピードと手数料廉価化を目標しているため、取引データの保存をブロックチェーン内で行なう必要性がなくさせる技法が創出されました。これがいわゆるオフチェーン処理といわれる技法です。或いは、ライトニングネットワークともいわれ方をされることもあります。このライトニングネットワークではペイメントチャネルをクローズ直前に最終結果を記録する方法を採っています。こうすることでブロックチェーン内の領域が有効活用されていくことになります。
【解決策その４】ブロックチェーンそのものの機能をさらに拡充させる策として考え出された技法がサイドチェーンという技法で、ブロックチェーンをメインとして捉えた場合のサブ的なサイドにおけるチェーンを設ける技法のことをいいます。例えば、研究開発のためのサイドチェーン、スマートコントラクトのためのサイドチェーン、或いはマイクロペイメントのためのサイドチェーン等が解決策として講じられています。メインチェーンからサイドチェーンに１方向としての送金はすでに実現に至っていますが、双方向のおいては実現には至っておらず、まだまだ色々な工夫を施す必要がありそうな状況です。他にもブロックチェーンとブロックチェーンとの橋渡しを監視する人を設置する方法、マイナーにおける監視人の設置するといった様々な案が浮上していますが、途上にあります。
【解決策その５】これまでも署名データといってきましたが、この署名データが曲者です。何しろ、データサイズが大きいのです。そのために、署名データの処理法を如何にして解決を図っていくかがポイントになってきます。現在、注目されている方法はジュノア署名方式という処理法です。それまではビットコインの世界では署名方式としてECDSAといわれる方式が使われるのが一般的でしたが、この方式からジュノア署名方式に切り替わろうとしています。ジュノア署名方式の利点は複数の送り手からの取引データに存在する署名データを纏めてことができることです。ということはデータサイズを大幅に削減することが可能となったことです。何しろ取引データの数は半端な数ではありません。とにかく数は多いのです。データサイズの削減は大きなメリットをもたらしました。
【解決策その６】取引データの経路は一本道とは限りません。途中、様々な条件とその分岐が必ずあります。この場合の取引データのサイズを少しでも削減しようと考え出されたのがMASTという技法です。ビットコインの世界においては条件分岐が多くなり、その分取引データは複雑さが急激に増加してしまいます。こうすることで、始めて柔軟な送金が可能になってきます。これこそがビットコインならではといえます。
【解決策その７】複数数多に存在するノードにおいては、それぞれノードが役割分担をもっており、その役割分担に則って取引データをパラレルに処理をしていくシャーディングという技法で、処理効率を図るためにはシリアルではなく、パラレルに処理していくことがポイントとなります。これまでは取引データがネットワーク内で処理されて始めて承認されるプロセスを踏んで、合意形成がなされる仕組みになっていますが、ノード数の増加と膨張するネットワークにはプロセスに耐えられなくなってしまうことが目に見えてきます。これを解決しようとしたのがシャーディングという技法です。複数のノード群と取引データをさらに区分化を図ってそれぞれに担っている役割に則ってある取引データを処理していくやり方です。そうすることで、処理は並列に行なうことができますし、効率面で大幅に期待できることになり、各ノード間におけるコミュニケーションとプロセスを進めることができるようになります。
【解決策その８】今まで論じてきた解決策を具現化する策として、ブロックチェーンを親子関係、兄弟姉妹関係と縦に横に階層化をする考えが浮上してきます。つまり、ハイアラキー化する上で、プラズマと称される考えを導入して接続を図っていく技法が、さらなる処理効率の向上が具現化させることになるといわれています。親に相当するブロックチェーンに、プラズマブロックチェーンをツリー状態で接続して処理効率を図る策です。そうしないと膨張するネットワークに対して耐えられなくなってしまうという危惧が生まれてきそうです。
【解決策その９】スマートコントラクトに目を向けますと、現状では各ノードで、全ての、かつ、各々にスマートコントラクトを計算させてしまうという極めて非効率的なことが浮かび上がってきます。ここで登場したのがTrueBitという「承認ゲーム」のようなものが非効率面にメスを入れたのです。このTrueBitはあくまでもオフチェーンという環境下で実行することを目指したものです。如何にスピーディーに承認作業を行なって処理効率を高めていくか、と同時にネットワークの正当性を保持していくかに係わったきます。
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