本稿について
本稿では、The Zilliqa Project: A Secure, Scalable Blockchain Platformの「C. Key Features of Zilliqa」の日本語訳を掲載します。
原文はこちらになります。
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C. Zilliqaの重要な特徴（続き）
4. コンピュテーショナルシャーディングとシャーディングフレンドリなスマートコントラクト言語
スマートコントラクトにより、ブロックチェーンのストレージとコンセンサスが提供する分散型レジャー上にアプリケーションを構築することができる。だが、今日主流となっているパブリックブロックチェーンは、検証のために全てのフルノードであらゆる計算タスクを繰り返さなくてはならないので膨大な計算を要するタスクを実行するには不適である。セキュアではあるものの、このような完全に冗長なプログラミングモデルは大規模な計算を実行するにはひどく高くつく。
Zilliqaが主たる目標としてのスケーラビリティとともに、自動オークションやシェアードエコノミーからフィナンシャルモデリングまでに及ぶ複数のアプリケーションにとってもっと良くスケールするScillaという新しいスマートコントラクト言語を提案する[6]。
セキュリティや正当性の検証が可能であるという特性を超えて、Zilliqaのスマートコントラクト言語はシャーディングされたブロックチェーンアーキテクチャ上で効率的に動作する。その上、Scillaはコンセンサスプロセス上のオーバレイを利用してブロックチェーンネットワーク内の計算リソースのシャーディング、つまりコンピュテーショナルシャーディングができる。コンピュテーショナルシャーディングは、ZilliqaのユーザとZilliqa上で動くアプリケーションがそれぞれのサブタスクを計算するコンセンサスグループのサイズを定めることができるようにする。そして、各コンセンサスグループには同じサブタスクを計算するタスクが与えられ、計算結果を生成する。ユーザは結果の承諾条件を定義できる。例えば、コンセンサスグループの全員が同じ結果を出さなければならないとか、コンセンサスグループの3/4が同じ結果を出さなければならないなどである。
スマートコントラクトの実行に要する計算に上限を設け、ブロックチェーンで利用可能な計算リソースの濫用を防ぐためgas手数料を適用する。Zilliqaで動くアプリケーションのユーザは計算とセキュリティのそれぞれにどれだけお金を払いたいかの予算編成ができる。特に、特別なアプリケーションを実行するユーザは多すぎるくらいのノードに同じ計算を繰り返してもらうよりも別のサブタスクを実行することにgas手数料を払うかもしれない。この場合、ユーザはそれぞれの計算を実行するより小さなコンセンサスグループを定めることができる。一方、非常に高い精度が要求される洗練されたモデリングアルゴリズムは、潜在的な不正や結果の恣意的操作に対してより高い耐性を得るためにより多くのノードからなるコンセンサスグループにアルゴリズムの重要部分を計算するタスクを与える可能性がある。
最後に、スマートコントラクト実行の効率性と同等なくらい重要なことはプログラマに対してフレンドリであることだ。効率性と検証可能性の利点があるにもかかわらず、非常に形式的であるScillaはほとんどのプログラマがいま親しみ慣れているようなプログラミング言語やモデルではないかもしれない。この課題に対処するために、Zilliqaは構文がSolidityと似ているフロントエンドの高レベルの言語をプログラマに提供する。またこのようなSolidityライクなスマートコントラクトをScillaに自動的に変換するコンパイラを開発する。こういった構文レベルのSolidityとの互換性はより大きなスループットを求めて既存スマートコントラクトをZilliqaに移行するコストを和らげると確信している。
5. 儲かるマイニング
既に述べたように、ZilliqaはPoWをアイデンティティ確率とシビルアタック阻止のために用いる。Zilliqaはブロックについてコンセンサスを形成するためにPoWを利用しない。これは次の2つのアドバンテージがある。
- 一度アイデンティティが確立されると、ノードはいくつかのブロックについて連続してコンセンサスを形成できる。結果、PoWを例えば数百ブロックごとに実行できる。これは、新しいブロックが生成されるたびにコンセンサス形成にPoWが必須なBitcoinやEthereumにおけるPoW利用方法と対照的である。その結果、ZilliqaにおけるブロックごとのPoWのエネルギーコストは平均して非常に低い。
- エポックの間にマイナーは複数のブロックについてコンセンサス形成ができるので、変動幅が少なく安定した報酬が保証される。
また、前例のないほどのZilliqaのスループットはマイナーがトランザクション処理から得られるインセンティブ、つまりgas手数料（トランザクション手数料）についても重大な影響がある。いま一般的なブロックチェーンの多くでは、ユーザは毎秒処理できる少数のトランザクション枠を取り合わなければならない。マイナーも自らの運営コストを賄うためにより高い手数料のトランザクションを取りがちである。結果、手数料が少ないか不十分なトランザクションは処理遅延にあったり、またよりひどい場合には無制限に保留されてしまう。Bitcoinのように供給量が有限のブロックチェーンプロジェクトではマイニング報酬が0に近づくにつれて状況がもっと悪化するかもしれない。2017年8月、Bitcoinのトランザクション手数料は9ドルにまで上昇した2。このような問題はZilliqaでは大きく緩和されるだろう。毎秒処理できるトランザクション数は200倍以上になるのでトランザクション手数料の点での競争は問題でなくなる。同時にマイナー側でトランザクションを処理するコストも数桁ほど削減される。マイナーが受け入れられるトランザクション手数料の下限は大幅に下がると考えている。
Zilliqaの低手数料は必ずしもマイナーが十分にインセンティブをもらえないということにはならないという点を注記しておく。それどころかZilliqaの高いスループットのおかげで、いくつかのトランザクションからのインセンティブの合計はトランザクションごとの低手数料を相殺できる。
脚注
2 https://bitinfocharts.com/comparison/bitcoin-transactionfees.html#1y
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