2017年にブロックサイズが1 MBに近づいたとき、それはビットコイン（BTC）の飛躍的な進歩でした。しかし、BTCブロックチェーンは、1秒あたり7トランザクションしか処理できず、実際の需要よりも数倍少なくなっています。この問題は、すぐに満足する今日の世界でさらに顕著になっています。
ブロックチェーンテクノロジーは、特に金融セクターや銀行セクターで有望な影響を及ぼしていますが、Ethereum（ETH）の共同創設者であるVitalik Buterinが言っているスケーラビリティトリレンマは現実のものです。より正確には、これは、スケーラビリティ、セキュリティ、および分散化の3つのプロパティのうち2つだけが同時に達成できることを意味します。これらの側面のいずれかの改善は、他の2つの側面の少なくとも1つに悪影響を及ぼします。
パブリックブロックチェーンのスケーラビリティは、業界の既存の課題に対処するためのテクノロジーを検討する場合、業界全体にとって不可欠です。その結果、世界中のブロックチェーンコミュニティと組織は、多数のノードをサポートするスケーラブルなソリューションを作成するために最善を尽くしており、控えめに言っても、課題でした。多くのオープンソースブロックチェーンプロジェクトがこの問題に取り組んできました。 26,000を超えるオープンソースブロックチェーンプロジェクトが2016年にGitHubで作成されたと報告されています。しかし、これらのプロジェクトのわずか8％が2017年に積極的に維持されました。
以下の記事では、2つの主要な容量拡張テクノロジー（状態チャネルとサイドチェーン）を調査および分析します。また、さまざまなトランザクションバッチ間の通信をサポートする2つの手法であるLightning Networkとプラズマを比較します。
レイヤー0からレイヤー1へ、レイヤー2へブロックチェーンアーキテクチャは、下層（レイヤー0）、オンチェーン（レイヤー1）、オフチェーン（レイヤー2）の3つのレイヤーで構成されます。それらはすべて、基本プロトコルから高水準プロトコルまで、OSI（Open Systems Interconnection）モデル構造に基づいています。
レイヤー0はブロックチェーン技術の物理的な部分と考えることができます。 ただし、より抽象的な概念に関しては、ネットワーク、データ、インセンティブを含むレイヤー1が主な焦点です。 レイヤー2はコントラクトとアプリケーションに関連します。スケーラビリティーの課題が発生するのはレイヤー2内です。
現在のスケーリングソリューション–状態チャネルとサイドチェーン
トレーディングの混雑を緩和するために、スケーラビリティが安全で分散化されたテクノロジーに沿って進む道を見つけることは困難です。 しかし、それは不可能ではありません。 これまでのところ、ブロックチェーン業界での調査と研究により、状態チャネルとサイドチェーンという2つの異なるソリューションがアプリケーションに組み込まれ、スケーラビリティ関連の問題に対処する必要があります。
州のチャンネル
ステートチャネルは、一時的なオフチェーンピアツーピアトレーディングルートをネイティブブロックチェーンの外にもたらします。 2つのパーティー間で取引が完了するか、有効期限に達すると、またはいずれかのパーティーがデータ（初期トランザクションと最終トランザクション）をプライマリチェーンに同期すると、結果がメインブロックチェーンに記録されます。このようにして、ブロック確認プロセスがスピードアップし、ユーザーのプライバシーが十分に保護されます。
それにもかかわらず、詐欺のリスクを回避するために両方の当事者が同時にオンラインである必要があるという不便さにより、この特定のスケーリングソリューションに制限が生じます。州のチャンネルには強力なプライバシープロパティがありますが、すべての参加者の100％の可用性の必要性は、長期的には不利であると考えられます。
雷ネットワークLightning Networkは、ステートチャネルベースのアプリケーションであり、ビットコインブロックチェーンのスケーラビリティの課題に対する可能なソリューションです。処理の一部を処理して、前のレイヤーから作業をオフロードおよびアウトソーシングします。つまり、すべてのトランザクションがネイティブブロックチェーンで発生する必要はありません。鉱山労働者は、Lightningチェーンに記録された最初と最後のトランザクションをパッケージ化してアップロードするだけで済みます。オフチェーンチャネルを取引に設定することにより、このソリューションは、ビットコインブロックチェーンコミュニティにとって最も重要な機能である、毎秒最大50,000トランザクションを処理することを意図しています。
Lightningネットワークの中核は、トランザクションチャネルが開く前に暗号通貨の事前預金を作成することです。両当事者は、違反救済トランザクションとして、一定量のコインをプリデポジットに送金する必要があります。ただし、このチャネルではタイムリーに送金できるのは小額の支払いのみです。トランザクションが大きいほど、違反救済トランザクションの預金金額は高くなります。一方または両方の当事者がインターネットに接続されていない場合、または支払いが間違ったアカウントに送信された場合、より重要なトランザクションはかなりの損失を意味する可能性があります。さらに、Lightningネットワークのオフチェーン操作は、分散システムに関連するセキュリティの一部を犠牲にします。
サイドチェーンサイドチェーンはクロスチェーンソリューションとして機能し、ネイティブブロックチェーン（画像のチェーンA）のアセットが最初にサイドチェーン（図のチェーンB）に転送されて取引されます。取引が完了すると、資産はメインチェーンに戻されます。したがって、メインチェーンの作業負荷を軽減して取引効率を高め、効率を向上させます。
ただし、メインチェーンはサイドチェーン上のすべてのブロックを検証できず、トランザクションの確認と検証はアルゴリズムの合意に委ねられているため、ユーザーのトランザクションのセキュリティを保証することは困難です。これは、セキュリティギャップにつながる可能性があります。重大な経済的損失。サイドチェーンでの監視の欠如は、ほとんどないものから存在しないものへと移行する可能性があり、侵害を引き起こし、サイドチェーンのブロックを危険にさらし、攻撃者がそれらのトランザクションを危険にさらすことができます。
プラズマプラズマはサイドチェーンベースのアプリケーションであり、ブロックチェーンのスケーラビリティの課題に対する可能な解決策の1つですが、主にまだリリースされていないEthereum 2.0向けです。プラズマのセキュリティは、他のサイドチェーンと比較してより堅牢です。
プラズマの背後にある基本的な原則は、ルートチェーン内の不要なデータを取り除くことです。完了したトランザクションをパブリックチェーンにブロードキャストするだけで、膨大な量の処理能力とメモリが節約され、システムの他の参加者とやり取りするのに費用対効果が高くなります。
プラズマメカニズムがブロックチェーンテクノロジーの安全性と拡張性を証明するとしても、このアプリケーションに関連する問題がまだいくつかあります。プラズマの主な欠点の1つは、資産の回収に関連しており、即時の回収ができない複雑な問題です。両当事者がトランザクションを完了することに同意した場合でも、Plasmaはこの目標を達成するために時間（困難な期間）を必要とします。さらに、プラズマアプリケーションの長期的に見られるもう1つの問題は、トレーディング時の検証のためのトランザクション履歴の量が原因で、ストレージスペースが必要になることです。
結論トリレンマは主に、ブロックチェーン設計におけるさまざまなコンポーネントの相互作用から生じます。ビットコイン開発者は、一部のトランザクションをオフチェーンで実行できるLightningなどのレイヤー2ソリューションを模索していますが、Ethereum開発者は、シャーディングの実験に傾倒しています。現在、非同期コンセンサスゾーンは、分散化やセキュリティを損なうことなくスケーラブルなブロックチェーンシステムを設計するために機能するSinovation VenturesのJiaPing Wangによる刺激的なコンセプトです。コンセンサスゾーンと呼ばれる複数の独立した並列の領域でワークロードを分割して処理することにより、ブロックチェーンシステムをスケールアウトします。ゾーニング方式により、ビットコインやイーサリアムネットワークよりも高い出力と容量を得ることができます。
このバランスの動きが勢いを増す機関が増えるにつれ、安全で分散化されたパブリックブロックチェーンのスケーリングが期待されるようになります。
https://cryptonews.com/exclusives/balancing-security-decentralization-scalability-in-blockchai-7644.htm
