モノリシックなブロックチェーンとは何ですか

モノリシックなブロックチェーンの概念を理解する

モノリシックブロックチェーンとは、コンセンサス、データの可用性、実行、および決済など、すべてのコア関数が単一層内で処理される種類のブロックチェーンアーキテクチャを指します。この設計は、これらの責任を複数のレイヤーまたはコンポーネントに分配するモジュラーブロックチェーンとは対照的です。モノリシックシステムでは、ネットワークのすべてのノードがトランザクションを処理し、ブロックを検証し、ブロックチェーンの状態全体を維持します。

この構造は、外部システムがチェーンのさまざまな側面を管理する必要がないため、シンプルさと堅牢性を提供します。ただし、多くの場合、スケーラビリティと柔軟性を犠牲にします。ブロックチェーンの処理と維持の負担は、個々のノードごとに収まり、リソースが集中し、最新のアーキテクチャよりも潜在的に遅くなります。

モノリシックブロックチェーンはどのように動作しますか？

モノリシックブロックチェーンでは、すべての操作が1つの統一システム内で発生します。トランザクションが送信される場合、ネットワーク内のすべてのノードによって検証する必要があります。これらのノードはいくつかの重要なタスクを実行します。

• それらは、トランザクションの暗号化署名を検証します。
• 二重の支出が発生しないことを保証します。
• 彼らはスマートコントラクトを実行し、それに応じてグローバル状態を更新します。
• 彼らは、次の有効なブロックに同意するために、仕事の証拠（POW）、持分の証明（Pow）、または別のバリアントなど、コンセンサスメカニズムに参加します。

これらの手順はすべて単一層で発生するため、ユーザーの数とトランザクションが増加するにつれて、システムはますます負担になります。すべての新しいブロックにより、各ノードが保存および処理する必要があるデータの量が増加し、スループットを制限し、遅延を増加させます。

モノリシックブロックチェーンの例

モノリシックブロックチェーンの最もよく知られている例はBitcoinです。 Bitcoinのデザインは、仲介者に依存することなく、ある当事者から別の当事者に価値を転送することに完全に焦点を当てています。すべてのトランザクションは、ネットワーク内のすべてのノードによって処理、検証、および保存されます。実行または決済のための個別のレイヤーはありません。

もう1つの顕著な例は、イーサリアム1.0です。これは、イーサリウム2.0に移行する前にモノリシックブロックチェーンとして動作します。複雑なスマートコントラクトの実行が可能になりましたが、その設計のモノリシックな性質により、重要なスケーラビリティの課題に直面しました。

これらのシステムは、地方分権化とセキュリティをスピードとスケーラビリティに優先し、信頼性と不変性が最も重要なユースケースに最適です。

モノリシック建築の制限

彼らの強力なセキュリティ保証にもかかわらず、モノリシックなブロックチェーンはいくつかの制限に苦しんでいます。

• スケーラビリティの問題：トランザクションのボリュームが増加すると、ネットワークが混雑し、料金が高くなり、確認が遅くなります。
• リソース強度：完全なノードを実行するには、重要な計算能力とストレージ容量が必要であり、参加を阻止できます。
• 限られたモジュール性：すべての機能が緊密に結合されているため、システムの一部の部分をアップグレードまたは最適化することは、しばしば他の部分に影響します。
• 柔軟性：新しい要件に適応したり、ハードフォークなしで実験機能を実装することは困難です。

これらの欠点により、開発者はモジュラーブロックチェーンなどの代替設計を探索するようになり、懸念が異なるレイヤーまたはモジュールに分離されています。

モノリシックチェーンが優れているユースケース

モノリシックなブロックチェーンは、セキュリティと分散化が高いスループットの必要性を上回るアプリケーションに特に適しています。例は次のとおりです。

• デジタルゴールドアナログ：Bitcoinのようなシステムは、価値のある分散型ストアとして機能し、検閲抵抗と速度を超える最終性を優先します。
• 高セキュリティ金融インフラストラクチャ：一部のDefiプロトコルは、最大の信頼性と外部コンポーネントへの最小限の依存関係が必要な場合、モノリシックチェーンに展開することを好む場合があります。
• 不変の記録維持：土地登録やアイデンティティ検証などのアプリケーションは、モノリシックチェーンの改ざん防止の性質から利益を得ます。

これらのシナリオでは、シンプルさと信頼性が優先され、モノリシックブロックチェーンがパフォーマンスの制約にもかかわらず魅力的なオプションになります。

よくある質問

Q：ブロックチェーンはモノリシックからモジュラーに切り替えることができますか？はい、いくつかのブロックチェーンは、アップグレードまたはフォークを通じてモノリシックからモジュラーアーキテクチャに進化します。たとえば、Ethereumは、Ethereum 2.0に移行して、よりモジュール式の設計に移行し、シャードやレイヤー2ソリューションなどの機能を導入しています。

Q：モノリシックブロックチェーンはモジュラーのブロックチェーンよりも安全ですか？すべてのコンポーネントが同じノードのセットによって統合および検証されているため、モノリシックチェーンはしばしばより強力なセキュリティ保証を提供します。モジュラーチェーンは、攻撃ベクトルになる可能性のある外部システムに依存関係を導入します。

Q：なぜ一部のプロジェクトがまだモノリシックアーキテクチャを選択するのですか？一部のチームは、シンプルさ、開発の複雑さの低下、実績のある実績のために、モノリシックなデザインを選択します。さらに、特定のユースケースは高スループットを必要としないため、モノリシック構造を十分にします。

Q：モノリシックブロックチェーンはスマートコントラクトをサポートしていますか？はい、多くのモノリシックブロックチェーンはスマートコントラクトをサポートしています。 Ethereum 1.0は主要な例です。ただし、モノリシックチェーンで複雑なスマートコントラクトを実行すると、モジュラーの代替品と比較して、スケーラビリティの問題を悪化させる可能性があります。