ブロックチェーンコンセンサスメカニズムの演進：分散化から効率のバランスへ

イーサリアムは供給側改革を進めています。無限の庭の夢が破れた後、VitalikはL2/Rollupの開発方向を再考し、より積極的にL1トラックを守るようになりました。イーサリアムのメインネットの「スピードアップとコスト削減」計画が議題に上がり、Risc-Vへの移行は始まりに過ぎません。今後、効率面で他のパブリックチェーンに追いつき、さらには超える方法が重点になります。

一方、Solanaはその消費需要シーンを持続的に拡大しています。Solanaの戦略は「拡大か消滅」であり、大規模L1の発展ルートを揺るぎなく進んでいます。ある取引プラットフォームが開発した新しいコンセンサスメカニズムが導入プロセスに入ることに加えて、最近のニューヨークSolana会議では、AnzaチームのAlpenglowコンセンサスプロトコルが注目の的となり、全場の注目を集めました。

興味深いことに、イーサリアムとAlpenglowはともに世界コンピュータになるという究極の夢を持っています。

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大規模ノード時代のセキュリティコンセンサスの新しい考え方

ビットコインから始まり、ノードの数と分布の程度は常にブロックチェーンネットワークの分散化の程度を測る重要な指標と見なされています。中央集権を防ぐために、安全の閾値は通常33%に設定されており、いかなる単一の主体もこの割合を超えてはならない。

資本効率の推進により、ビットコインマイニングは最終的にマイニングプールのクラスターに進化し、イーサリアムはステーキングサービスプロバイダーと中央集権取引所の主要な舞台となりました。しかし、これはこれらの実体がネットワークの運営を制御できることを意味するわけではありません。「ネットワークを維持してインセンティブ/管理費を得る」というモデルの下では、彼らには悪意の動機はありません。

しかし、ネットワークの健全性を評価する際には、その規模を考慮する必要があります。例えば、3人だけの小さなグループでは、2/3の賛同がなければ有効に機能しているとは言えません。任意の1/3の最低限のセキュリティを追求することは意味がなく、残りの2人が簡単に共謀して悪事を働くことができ、コストは非常に低く、利益は非常に高いのです。

対照的に、10000のノードを持つ大規模ネットワークでは、2/3の多数票を追求する必要はありません。ほとんどのノードは互いに知らず、大規模なステーキングサービスプロバイダー間の共謀のコストも非常に高くなります。

では、ノード数とコンセンサス比率を適度に下げることで、"スピードアップとコスト削減"を実現できるのでしょうか？

Alpenglowはまさにこの考えに基づいています。安全なコンセンサス閾値を20%に引き下げ、約1500のノード規模を維持することを計画しています。これにより、ノードの確認速度が向上し、ノードがより多くのメインネット報酬を得られるだけでなく、ノードの規模を約1万まで拡大することも促進されます。

この方法が1+1>2の効果を生み出すことができるのか、それとも既存の安全メカニズムを突破するのかは、まだ観察が必要です。しかし、この考え方は確かにパブリックチェーンの競争に対して興味深い対比の視点を提供しています。

Alpenglow：ブロックの伝播メカニズムを再構築する

Alpenglowの理論的基盤は、大規模ノード時代において、過度なコンセンサス数を必要としないということです。PoSメカニズムの存在により、悪意のある者はネットワークを制御するために巨額の資本を投入する必要があります。現在の価格で計算すると、20%の規模であっても、イーサリアムは200億ドル、ソラナは100億ドルの資金が必要です。

これほど多くの資金を持っている場合、ブロックチェーンを制御することを選択することは明らかに賢明な選択ではなく、ましてや残りの80%のノードの反撃に直面する必要があります。国家レベルの行動でない限り、ほとんど発生することは不可能です。

具体的な実施において、Alpenglowは全体のプロセスをRotor、Votor、Repairの3つの部分に大まかに分けています。ある意味では、Alpenglowは既存のブロックブロードキャストメカニズムの深い改造です。

AlpenglowのRotorメカニズムは、既存のブロックブロードキャストメカニズムの最適化です。これは、順序化されたブロックメッセージの伝播方式を採用し、ノードをリーダー、リレー、通常ノードに分けますが、どのノードもリーダーまたはリレーになる機会があります。

Votorはノード確認メカニズムです。Alpenglowの構想では、最初のラウンドのノード投票が80%に達し、20%以上の最低限度を満たすと、直接迅速に通過できます。最初のラウンドの投票が60%から80%の間である場合、2回目の投票が開始され、再度60%を超えれば最終確認となります。

もしまだコンセンサスに達していない場合は、Repairメカニズムを起動します。しかし、この状況は楽観的ロールアップのチャレンジ期間に似ており、実際にこのステップに進むと、プロトコルは深刻な問題に直面する可能性があります。

単純にハードウェアリソースを増加させて帯域幅を向上させるのとは異なり、Alpenglowの核心はブロックコンセンサス生成プロセスを削減することです。データブロックを比較的小さな範囲（約1500 Bytes程度）に制御し、生成時間が十分に短ければ（理想的には100msに達することができれば）、パフォーマンスの向上は顕著なものになるでしょう。

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まとめ

既存のL2ソリューションの発展が成熟に近づく中、メインネットのスケーリング需要は依然として存在します。メインネットのTPSを継続的に向上させることで、パブリックチェーン競争において優位性を維持できます。Alpenglowの考え方は特定のパブリックチェーンに限定されず、理論的にはどのPoSチェーンでもこのメカニズムを採用できます。

これは、ブロックチェーン研究が現在の技術の限界に近づいていることを反映しており、コンピュータサイエンスや社会学の分野からのさらなる革新的なアイデアを必要としています。技術の進歩に伴い、私たちはより効率的で安全な方向にブロックチェーン技術を推進する、より画期的なコンセンサスメカニズムの誕生を目撃するかもしれません。