シャードチェーン

シャーディングとは?

シャーディングは、データベースを水平に分割して負荷を分散するプロセスです。コンピュータサイエンスの一般的な概念です。 イーサリアムのコンテキストでは、シャーディングはネットワークの混雑を減らし、「シャード」と呼ばれる新しいチェーンを作成することによって、1 秒あたりのトランザクションを増加させます。

これはスケーラビリティ以上にその他の理由において重要です。

シャーディングの特徴

誰でも実行可能なノード

もしデータベースのサイズを大きくする以外の方法でデータをスケーリングする場合、シャーディングは有効な方法です。 もしシャーディングを行わない場合、検証に莫大な計算リソースが必要となるため、イーサリアムへのアクセスは低下してしまうでしょう。 シャードチェーンでは、バリデータは分割された小さなデータであるシャードを実行または保持するだけでいいのです。現在行われているようにネットワーク全体を検証する必要はありません。 これは処理を高速化し、必要なハードウェアの要件を減らします。

より多くのネットワークへの参加

シャーディングは最終的には個人のノートパソコンまたはスマートフォンでイーサリウムを実行することを可能にします。 したがって、より多くの人々がシャーディングされたイーサリウムで クライアントに参加したり、実行したりすることができるはずです。 これにより、ネットワークを分散すればするほど攻撃の対象となるエリアが小さくなるため、セキュリティが向上します。

シャーディングよりハードウェア要件が下がると、仲介サービスに頼らずに クライアント を自分で簡単に実行できるようになります。 可能ならば複数のクライアントを実行することを検討してください。 障害点をさらに減らすことでネットワークの健全性を高めることができます。 Eth2 クライアントを実行

シャードチェーン バージョン 1：データの可用性

最初のシャードチェーンが提供されると、ネットワークに追加のデータが提供されます。 シャードチェーンではトランザクションやスマートコントラクトは制御されません。 しかし、ロールアップと組み合わせることでトランザクションの処理速度を改善することができます。

ロールアップは、現在「レイヤー 2」技術です。 これにより、dapps はトランザクションをオフチェーンで単一のトランザクションにまとめたり、ロールアップしたりすることができ、暗号化された証明書を生成してチェーンに送信することができます。 これにより、1 トランザクションあたりに必要なデータが削減されます。 これをシャードによって提供されるすべての追加データと組み合わせると毎秒 100,000 個のトランザクションがを得ることができます。

ロールアップの詳細

シャードチェーン バージョン 2: コードの実行

この計画は、シャードを現在の イーサリアム・メインネット のようなものにするために、シャードに新たな機能を追加することでした。 これにより、シャードは（イーサリアムのメインネットと同様に）スマートコントラクトを保存、実行し、アカウントを処理することができます。 しかし、バージョン 1 のシャードが提供する高速なトランザクションを考慮すると、コードの実行は本当に必要でしょうか。 これについてはコミュニティで議論されており、いくつかの選択肢があります。

シャードにおけるコード実行の必要性

Vitalik Buterin が Bankless (ポッドキャストの番組) にて議論すべき 3 つの潜在的な選択肢を紹介しました。

1. 状態の実行は必要ない

この選択肢では、すなわちシャードがスマートコントラクトを処理し、データを格納したままにする機能を与えません。

2. いくつかの実行シャードを使用

この選択肢は全てのシャード（現在合計 64 このシャードが計画されている）が必要ない場合の妥協案です。 いくつかのシャード追加して残りのシャードを残すことができます。 これにより配達のスピードアップが望めます。

3. ゼロ知識(ZK) SNARKs ができるまで待つ

最後の選択肢として、おそらく私たちは ZK SNARKs が確定されたときに再びこの話題について議論することになります。 これは、真にプライベートなトランザクションをネットワークにもたらすのに役立つ技術です。 よりスマートなシャードが必要になるかもしれませんが、現在、まだ研究途中です。

その他のソース

関連記事

• Phase One and Done: Eth2 as a data availability engine – cdetrio, etthresear.ch

これはいまだ活発に議論されています。 新たに情報が更新されたらページを更新します。

アップグレード間の関係

Eth2 のアップグレードのうち、いくつかは相互関係にあります。 それではシャードチェーンが他のアップグレードとどのように関連しているみていきましょう。

シャードとビーコンチェーン

ビーコンチェーンにはシャードを安全に保ち、同期するためのすべてのロジックが含まれています。 ビーコンチェーンはネットワーク内のステーカーを調整し、作業に必要なシャードに割り当てます。 また、他のシャードからアクセス可能なシャードトランザクションデータを受信および保存することによりシャード間の通信を容易にします。 これにより、シャードにはすべてを最新の状態に保つための Ethereum のスナップショットが与えられます。

シャードとドッキング

イーサリウムメインネットは、シャードの導入後も現在のように存在することになるでしょう。 しかし、いつかは、メインネットはステークへ移行するためにシャードになる必要があります。 メインネットがコードの実行を処理できる唯一の”スマートな”シャードとなるかは定かではないが、どちらにせよ、これはシャーディングのフェーズ 2 には決定されます。

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