ブロックチェーンテクノロジーが直面している主な課題は何ですか？

ブロックチェーンネットワークのスケーラビリティの制約

ブロックチェーンテクノロジーで最も持続的な課題の1つは、スケーラビリティです。ブロックチェーンネットワークがユーザーベースとトランザクションボリュームで成長するにつれて、トランザクションを迅速かつ効率的に処理する能力が低下します。たとえば、 Bitcoinは1秒あたり約7回のトランザクション（TPS）を処理できますが、イーサリアムは通常の条件下で約15〜30 TPを管理します。これは、24,000を超えるTPSを処理できるVisaのような従来の支払いシステムと比較して見劣りします。この制限の根本は、コンセンサスメカニズム、つまり仕事の証明（POW）とステークの証明（POS）にあります。

これに対処するために、開発者はBitcoinのLightning NetworkやEthereumのロールアップなどのLayer-2ソリューションを調査しました。これらのソリューションは、メインチェーンから二次層へのトランザクションをオフロードして、うっ血を減らすことを目的としています。ただし、実装により、複雑さ、潜在的なセキュリティトレードオフ、および相互運用性の問題が発生します。さらに、ブロックサイズを増やしたり、ブロック時間を短縮してスループットを強化すると、地理的に分散したノード全体で大きなブロックを伝播して検証するのが難しいため、ネットワークセキュリティを損なう可能性があります。

エネルギー消費と環境への影響

特定のブロックチェーンネットワークの環境フットプリント、特に仕事の証明（POW）を使用している環境フットプリントは、重大な批判を集めています。 Bitcoinたとえば、マイニングは、膨大な量の電力を消費する複雑な暗号化パズルを解く強力な計算ハードウェアに依存しています。調査では、Bitcoinネットワークだけでは、中規模国よりも毎年多くのエネルギーを消費していると推定されています。

このエネルギー需要は、鉱山労働者がパズルを解決するために競争するPowの競争的性質に由来し、勝者だけがブロックを追加します。残りの計算努力は効果的に無駄になります。 2022年のEthereumのSport of Stake（POS）への移行は、99％を超えるエネルギー使用量を大幅に削減しましたが、他の多くのブロックチェーンは依然としてエネルギー集約的なコンセンサスモデルに依存しています。 POSシステムでさえ、信頼できるサーバーインフラストラクチャと冷却システムが必要であるため、環境上の懸念は完全にはありません。

これを緩和する努力には、マイニング操作における再生可能エネルギーの使用を促進し、権威の証明（POA）や委任された株式（DPO）などのよりエネルギー効率の高いコンセンサスアルゴリズムの開発が含まれます。ただし、これらの代替案の広範な採用は、集中化とセキュリティに関する懸念のために限られたままです。

ブロックチェーン間の相互運用性

ブロックチェーンのエコシステムにおける主要な技術的ハードルは、異なるネットワーク間のシームレスな通信がないことです。通常、各ブロックチェーンは、独自のルール、コンセンサスメカニズム、トークン標準を備えた単独で動作します。このサイロ化された構造により、チェーン全体で資産またはデータを転送することが困難になり、統一された分散生態系の可能性が制限されます。

たとえば、 ETHをEthereumからBinance Smartチェーンで使用するために移動するには、追加のステップとリスクを導入するブリッジが必要です。クロスチェーンブリッジは、2022年のロニンブリッジ攻撃など、注目度の高いハッキングの標的であり、その結果、6億ドル以上が失われました。これらの脆弱性は、独立したシステム全体のトランザクションを検証するという複雑さと、サードパーティのバリッターへの依存から生じます。

Polkadot 、 Cosmos 、 ChainLink CCIPなどのプロジェクトは、共有セキュリティモデルまたは標準化された通信プロトコルを介して相互運用性を可能にすることにより、これを解決することを目指しています。ただし、真のクロスチェーン互換性を達成するには、技術基準と信頼の仮定に関する幅広いコンセンサスが必要であり、これはまだ進行中の作業です。

規制および法的不確実性

ブロックチェーンテクノロジーは、急速に進化する法的環境で動作し、世界中の政府がその使用を定義し規制するのに苦労しています。ブロックチェーンの分散型の性質は、集中型エンティティ向けに設計された従来の規制フレームワークに挑戦します。当局は、違法行為、税務コンプライアンス、消費者保護のために責任当事者を特定することに困難に直面しています。

一部の管轄区域では、暗号通貨は商品として扱われ、他の管轄区域はそれらを証券または通貨として分類します。この矛盾は、開発者、投資家、ユーザーに不確実性を生み出します。たとえば、米国証券取引委員会（SEC）は、いくつかのトークン発行者に対する執行措置を追求しており、彼らのトークンは未登録の証券を構成していると主張しています。このようなアクションは、プロジェクトのシャットダウンまたは強制変更につながる可能性があります。

さらに、マネーロンダリングアンチマネーロンダリング（AML）と知識顧客（KYC）の規制は、中央制御を欠く分散型アプリケーション（DAPP）にコンプライアンスの課題をもたらします。集中交換はKYC手順を実装できますが、分散型の財布とピアツーピアプラットフォームは、コア原則を損なうことなく簡単に実施することはできません。

ユーザーエクスペリエンスとアクセシビリティの障壁

技術的な進歩にもかかわらず、ユーザーエクスペリエンスが低いため、ブロックチェーンは多くの人にとってアクセスできません。プライベートキーの管理、ガス料金の理解、および分散型アプリケーション（DAPP）のナビゲートには、平均的なユーザーが不足する可能性のある技術的知識が必要です。秘密鍵へのアクセスを失うことは、回復メカニズムのない恒久的な資金の損失を意味します。これは、従来の銀行システムとはまったく対照的です。

ウォレットのセットアッププロセスには、多くの場合、シードフレーズのバックアップ、ネットワーク構成、トークンの承認など、複数のステップが含まれます。各ステップにはリスクがあります。悪意のある契約を承認すると、資産の盗難につながる可能性があります。さらに、Ethereumのようなネットワークの取引料（ガス料金）は、ピーク時に経済的に経済的に不可能になる可能性があります。

開発者は、社会的回復機能、ガスのないトランザクション、および簡素化されたインターフェイスを備えたスマートコントラクトウォレットを通じてUXの改善に取り組んでいます。ただし、セキュリティ、使いやすさ、分散化のバランスをとると、複雑な課題が依然として依然として課題です。

スマートコントラクトのセキュリティの脆弱性

スマートコントラクトは、強力ですが、一度展開された性質のために、バグやエクスプロイトを起こしやすいです。単一のコーディングエラーは、不可逆的な財政的損失をもたらす可能性があります。 2016年のDAOハックやパリティウォレットフリーズなどの注目度の高いインシデントは、テストされていないコードまたは不十分なコードを展開するリスクを強調しています。

一般的な脆弱性には、再発攻撃、整数のオーバーフロー、および誤ったアクセスコントロールが含まれます。 SlitherやMythxなどのツールは、これらの問題を検出するのに役立ちますが、それらは絶対確実ではありません。正式な検証と広範なテストは不可欠ですが、時間がかかり、費用がかかります。

さらに、多くのスマートコントラクトのオープンソースの性質は、攻撃者がそれらを悪用する前に弱点を研究できることを意味します。バグバウンティプログラムは、倫理的ハッカーを脆弱性を報告するよう奨励していますが、すべてのプロジェクトがそのようなプログラムを買う余裕があるわけではありません。

FAQ

ブロックチェーンがブロックサイズを増やしてスケーラビリティを修正できないのはなぜですか？ブロックサイズを増やすと、ブロックあたりのトランザクションが増えますが、ネットワーク全体で伝播するのが難しくなります。大型ブロックは送信に時間がかかり、孤立したブロックのリスクが高まり、ネットワーク効率が低下します。また、高帯域幅接続を備えた鉱山労働者またはバリデーターを支持し、集中化につながることができます。

すべてのブロックチェーンは環境にとって悪いですか？いいえ。株式証明（POS）または同様のエネルギー効率の高いコンセンサスメカニズムを使用したブロックチェーンでは、作業証明（POW）システムよりも大幅に少ないエネルギーを消費します。たとえば、EthereumのPOSへの移行により、エネルギー使用量が以前のレベルの一部に減少しました。ただし、BitcoinのようなPOWベースのチェーンはエネルギー集約型のままです。

クロスチェーンブリッジはどのようにハッキングされますか？クロスチェーンブリッジは、ロックされた資産を大量に保持しているため、しばしば標的にされます。多くの人は、バリデーターの小さなセットまたは集中型署名メカニズムに依存しています。攻撃者がこれらのバリデーターを妥協したり、ブリッジのスマートコントラクトでバグを活用したりすると、メッセージを偽造して目的地チェーンから資金を引き出すことができます。

失われた暗号通貨を回復することはできますか？一般的に、いいえ。ブロックチェーン上の暗号通貨は、暗号化キーによって保護されています。ユーザーが秘密キーまたはシードフレーズを失い、バックアップまたは回復オプションがない場合、ファンドは永続的にアクセスできません。一部の高度なウォレットシステムは社会的回復を提供しますが、これはすべてのプラットフォームで標準ではありません。