ここ数年の暗号通貨ネットワークの開発では、拡張を特徴とするプロジェクトは数多くありましたが、イーサリアム 2.0 の同種シャーディングや Polkadot によって構築された異種シャーディングなど、「署名ソリューション」として使用できるものは多くありません。 Plasma のサイドチェーン、zkSync、Optimistic、StarkWare などのレイヤー 2、COSMOS のクロスチェーン構造 (クロスチェーン拡張を使用)。これらのプロジェクトは、イーサリアムとビットコインのブロックチェーン構造に基づいて、最適な拡張方法を常に模索しています。イーサリアム2.0の注目度は最も高く、PoWからPoSへの切り替えに重点を置き、トランザクションデータの圧縮（ロールアップ）とシャーディング構造の整形（シャーディング、ノンデータシャーディング）を行う非常に長い手法であり、究極のアイデアです。しかし、これが非常に必要な長期的な道のりであることは否定できません。本質的に、ブロックチェーン構造には明らかな利点があり、上限も非常に明白です。イノベーションを起こしたいのであれば、ブロックチェーンの構造によってもたらされる上限を打ち破らなければ、業界が次のステップに進むことは難しいように思われますが、業界のイノベーションには多くの成熟した業界からアイデアを学ぶ必要があると著者は考えています。成熟した技術システム。ブロックチェーンのボトルネックは明らかすぎる
ブロックチェーンのボトルネックは、その最大の利点であるコンセンサスに由来します。コンセンサス演算処理とは、複数の当事者（ノード装置）が同じデータ（ブロック）を計算する処理で、例えばビットコインでは、ノードがブロックをパックし、1つずつ全ノードにブロードキャストして保存します。
ブロックチェーンの単一ノード制限の図例
このように、各ブロックチェーン構造では、上図のモデルが現れ、すべての計算タスクが計算ノードの計算リソースをプリエンプトし、いくつかのタスクがナローチャネルをプリエンプトします。一部のアプリケーション シナリオで同時実行の量がそれほど多くない場合は、単一ノードのコンピューティング能力を向上させ、より高速なコンセンサス アルゴリズムを置き換え、次のタスクに「パス」時間の割り当てを行うことで、確認プロセス全体をスムーズにすることができます。資源の奪い合い。ただし、多くの同時実行性の高いシナリオ (ブロックチェーンは財務シナリオや単一シナリオにとどまることはできません) では、確実にブロックされたり、速度が低下したり、完全に不可能になったり、輻輳により他の問題 (セキュリティなど) が発生したりするのは残念です。この問題を解決するには、タスク処理時の並列処理量を十分に確保し、ネットワークの単位時間当たりのタスク処理の上限を高める必要がある。クラウドコンピューティングの拡張と並列的なアイデアから学ぶと、暗号通貨ネットワークはどのように実現できるでしょうか?クラウドコンピューティングが提供する最も基本的な要件は、複数の計算機がアクセスするのではなく、システムのネットワークリソースにアクセスするという考え方であり、外部に持ち出せるリソースの上限は1台の計算機の上限のみです。処理能力が N 倍向上しました。これはまさに暗号化通貨ネットワークが必要とするものであり、各暗号化通貨ネットワークは複数のコンピューティング デバイスにアクセスでき、最終的なパフォーマンスはコンセンサス層の構造部分に限定されます。
クラウドコンピューティングにおける並列処理の例。データ生成は並列構造に適しており、GPUの性能を利用して高速に処理されます。
ただし、暗号通貨ネットワークのブロックチェーンの構造を変更できない場合、並列処理を実現するには 2 つの方法があります。この記事では、White Project チームは、Oasis、Phala、PlatON、Dfinity、Filecoin、および IOTA を例として取り上げ、並列処理を実現する 2 つの主な方法を説明します。(ホワイトプランの注: 配置順序は、安全なハードウェア並列性に依存するか、改善されたアルゴリズム並列性に依存するかによって区別されます)2 つの主流の並行アイデアが分裂
上記のプロジェクトは、拡張と並列性の問題を解決する 2 つの方法に分けることができます。一つはOasis、Phala、PlatONに代表され、トラステッド・コンピューティング・ハードウェアをコンピューティング・デバイスとしてネットワークに接続することで、ハードウェア・デバイスは高い計算能力とセキュリティ能力を備え、コンピューティング・プロセスやストレージ・プロセスにセキュリティを与えることができます。そして、これらの個々のデバイス (またはクラスター) は、独立した処理作業を独立して実行できるため、コンセンサス層の外側で並列かつ安全なコンピューティングを実現できます。これは、独立したトラステッド コンピューティングとして要約できます。2つ目はDfinity、IOTA、Filecoinに代表されるもので、コンセンサス層における新たなアルゴリズムの開発により、ブロックトランザクションの確認プロセスを変更し、並列検証を実現することでチェーンのタスク処理能力を向上させ、スケーラビリティの形成、単一のコンピューティング デバイスのコンピューティング能力とスペースの増加、つまりクラウド コンピューティングの垂直方向の拡張です。信頼できるハードウェアを使用した並列ネットワーク設計まず第一に、暗号通貨には総勘定元帳が必要であり、これはコンセンサス層に存在します。Oasis、Phala、および PlatON はすべて、コンセンサス層とコンピューティング層を分離しています。コンピューティング デバイスの上には独立したコンセンサス層があります。 （またはクラウド）高速コンセンサスアルゴリズムブロックチェーンネットワークを構築します。ただし、その中で、Oasis と PlatON は比較的明白な階層化概念を持っていますが、Phala の階層化概念は明白ではなく、その設計の詳細はオフチェーン コンピューティング デバイスの独立したルールにあることに注意する価値があります。コンセンサス層の安定性を確保するために、Oasis のこの層は業界の信頼が高い組織や企業を通じてノードを構築することを選択し、ノードは Tendermint アルゴリズムを通じて通信して総勘定元帳を迅速に形成します。PlatON のノードもパートナーによって構築されており、BFT に似たアルゴリズム CBFT アルゴリズムを使用して、通常の BFT アルゴリズムの効率を最適化します。
ファラの門番 (中央) が台帳を管理します
コンセンサス層の外側では、計算とストレージをオフチェーンまたは層 2 に導入します。並列コンピューティングが登場しました。2. コンピューティング層に並列コンピューティングを実現させます。
Oasis の計算層 (右側)
Phala の計算はアクセス ノードの TEE で完了します。Phala の pRuntime は各 TEE に展開されます。pRuntime と「コンセンサス層」の間の通信は (理論上) 独立しているため、pRuntime で処理されるトランザクションは競合しません。各 TEE の pRuntime は「シャード」のようなものであるため、これが達成可能な並列処理です。このようなアクセス ノードが多いほど、ネットワーク パフォーマンスは強化されます。
PlatONネットワークのモジュールと階層化
コンピューティング層を信頼できるコンピューティング ハードウェアのネットワークとして設計するには、コンピューティング層の並列デスケーリングとスケーラビリティを使用します。コンセンサス層の外に計算を移行しても、実際には並列コンピューティングは実現しないと考えられるかもしれません。ただし、トラステッド コンピューティングを備えたハードウェアとコンセンサス層は、そのセキュリティと密接な関係により、コンセンサス層と「統合」されています。理論的には、オフチェーン コンピューティングのセキュリティのために、チェーンの下にある総勘定元帳の概念やその他の概念が、セキュリティを制御する方法。ただし、信頼できるコンピューティング ハードウェアの助けを借りて、この台帳がオフチェーンのセキュリティ保護を提供する必要はありません。比較のために、イーサリアム 2.0 では、ビーコン チェーンが総勘定元帳であり、シャードがデプロイされている場合、各シャードはタスクを個別に処理できますが、Oasis、Phala、および PlatON では、シャーディングのコンピューティング部分である信頼できるハードウェアに置き換えられます。アルゴリズムによる並列処理の設計
Dfinity、IOTA、Filecoinに代表されるように、アルゴリズム開発後はブロック確認処理を変更することなくタスクを並列処理することができ、確認速度を高速化します。ここで最初に言及しなければならないのは、並列処理がアルゴリズム レベルで実装される場合、主な実装はアルゴリズム計算のルールを変更することであり、これによりアルゴリズムのパフォーマンスの機能ロジックも変更されます。たとえば、PoW アルゴリズムが変更されると、乱数の計算と PoW アルゴリズム、ブロードキャスト ロジックのパッケージングが変更されます。
Dfinity のコンセンサス確認プロセス、左側の署名部分は並行効果を持ちます
タングルアルゴリズムのトランザクション確認モデル
Filecoin のリビジョンの並行化は、ストレージ タスクの並列処理です。これは、Filecoin のストレージ部分が保存されたデータを完全に計算するためであり、このプロセスは (比較すると) 非常に長くなります。したがって、並列性と高速化が非常に重要であり、現在は更新された NSE アルゴリズムが使用されています。
FilecoinNSE アルゴリズムを分解すると、左側のレイヤー部分が観察できます
並列問題をアルゴリズム的に解決するには、いくつかの補助関数が必要になります。IOTAのTangleには通常のブロック構造では時間制限がないため、合意に達するためには、どのトランザクションが合意を形成しているかを確認するトランザクションバリデーターの助けが必要です。Dfinity はアルゴリズムを改善し、サブネット、データ センター、コンテナと一致させました。サブネットは 1 つずつの「シャード」のようなもので、データ センターは Dfinity ネットワークの基盤となるネットワーク展開であり、データ センターの参加が必要です。ネットワークの基本的な処理能力は非常に強力です。サブネット上では、コンテナーは確立された独立した操作単位であり、ブロックチェーンのスマート コントラクトと比較することができ、コンテナーの組み合わせと相互作用により複雑さが実現されます。NSE アルゴリズムがデータを並列処理した後、Filecoin はストレージ レプリケーションと時空証明のパッケージ化されたストレージを実行します。これらの部分は、Filecoin 台帳の一貫性を保証します。他の開発部分は、公式チームとエコシステムが提供するツールに依存します。上記の 6 つの暗号通貨プロジェクトは、理論的にはブロックチェーンのパフォーマンス限界を並行して突破しました。では、次にプロジェクトには何が残されているのでしょうか?これらの機能をネットワークツールの開発を通じて開発者がどのように利用できるようにするかが重要であると著者は考えています。暗号通貨ネットワークを利用する目的は、最も重要なことは、DApps を開発し、広義の分散型ビジネスを開発できるようにすることです。たとえインフラの性能が高くても、開発者がアプリケーション時間を作らなければインフラは無駄になってしまいます 開発者はチェーンのアプリケーション世代を決定し、アプリケーション世代はチェーンに生み出され含まれる価値を決定します。従来のインターネット開発者と同様に、初歩的な基礎開発からクラウドベースの開発の時代に入り、クラウド コンピューティング プラットフォームは開発者に非常に高品質なエクスペリエンスを提供しています。今日の暗号通貨ネットワークが、開発の波を形成する例としてクラウド コンピューティング プラットフォームの「サービス指向アーキテクチャ」を使用できるかどうかをあえて尋ねてみましょう。クラウドの並列化後、仮想通貨は井戸口を突破したばかりですが、このまま空に上昇し続けることができるでしょうか? 
