ブロックチェーンの検証可能な遅延機能とは何ですか？

ブロックチェーン上の検証可能な遅延関数（VDF）は、評価するために一定量の順次計算を必要とする暗号化プリミティブですが、出力は誰でも効率的に検証できます。 VDFは、参加者の計算能力に関係なく、特定の操作が所定の時間よりも速く完了できないことを保証することにより、ブロックチェーンプロトコルのセキュリティと公平性を高めるために重要です。

検証可能な遅延関数の基本

そのコアでは、検証可能な遅延関数は、完了するのに特定の時間がかかるタスクを実行するように設計されています。この時間遅延は固有のものであり、並列処理または計算リソースの増加によって回避することはできません。 VDFの主な目的は、特定のブロックチェーン操作の実行に検証可能な遅延を導入し、すべての参加者が、より強力なハードウェアを持つ人に不利な立場にいることなく、参加する機会を平等に持つことを保証することです。

VDFがブロックチェーンでどのように機能するか

ブロックチェーンのコンテキストでは、VDFはさまざまなプロトコルの公平性とセキュリティを確保するために使用されます。たとえば、Proof-of-Stake（POS）システムでは、VDFを使用して、バリデーターの選択のランダム性と遅延を導入できます。これにより、単一のエンティティがバリデーターの選択プロセスを予測または操作することを防ぎ、それによりネットワークの全体的なセキュリティが強化されます。

VDFの動作には、計算と検証の2つの主要なフェーズが含まれます。計算段階では、参加者が一連のシーケンシャル計算を実行して出力を生成します。この出力は、ブロックチェーンネットワークに送信されます。検証段階では、他の参加者は、計算全体を実行する必要なく、出力の正しさをすばやく確認できます。これにより、遅延が検証可能であり、出力が信頼できることが保証されます。

ブロックチェーンでのVDFのアプリケーション

VDFには、ブロックチェーンエコシステム内にいくつかの実用的なアプリケーションがあります。最も重要な用途の1つは、ランダムビーコンプロトコルの実装です。これらのプロトコルは、分散型の方法で参加者を選択したり、参加者をシャッフルするために使用される乱数を生成します。 VDFを使用することにより、ランダム性は検証可能で操作に耐性のある方法で生成されます。

別のアプリケーションは、タイムロックされたスマートコントラクトの分野にあります。 VDFは、スマートコントラクトの実行に時間遅延を実施するために使用でき、特定のアクションを指定された期間後にのみ実行できるようにします。これは、エスクローサービスや分散型ファイナンス（DEFI）アプリケーションなど、信頼できない検証可能な遅延が必要なシナリオで特に役立ちます。

ブロックチェーンにVDFを実装します

ブロックチェーンにVDFを実装するには、いくつかのステップが含まれます。まず、ブロックチェーンプロトコルは、VDFをコアコンポーネントとして統合するように設計する必要があります。これには通常、コンセンサスアルゴリズムを変更して、VDFの出力を検証プロセスに組み込むことが含まれます。

• 適切なVDFアルゴリズムを選択します。RSAベースのVDFやクラスグループベースのVDFなど、いくつかのVDFアルゴリズムが利用可能です。選択は、目的の遅延時間と参加者が利用できる計算リソースなど、ブロックチェーンの特定の要件に依存します。

• VDFをブロックチェーンプロトコルに統合します。これには、スマートコントラクトまたはコンセンサスアルゴリズムを変更して、VDFの計算および検証手順を含めることが含まれます。 VDF出力は、検証装置の選択やスマートコントラクトの実行のタイミングなど、重要な決定に影響を与えるために使用する必要があります。

• VDFをテストおよびデプロイする：メインネットにVDFを展開する前に、パフォーマンスとセキュリティを徹底的にテストすることが重要です。これには、VDFがさまざまな条件下で予想どおりに動作し、操作またはバイパスできないことを確認するためのシミュレーションの実行が含まれます。

• 参加者の教育：VDFが展開されたら、VDF出力の使用方法と検証方法について参加者に教育することが不可欠です。これには、必要な計算と検証の実行方法に関するドキュメントとチュートリアルの提供が含まれます。

課題と考慮事項

VDFは大きな利点を提供しますが、留意すべき課題と考慮事項もあります。主な課題の1つは、VDFが量子コンピューティング攻撃に耐性があることを保証することです。量子コンピューターがより強力になるにつれて、特定のVDFアルゴリズムを破壊する可能性があり、それらを効果的ではありませんでした。

別の考慮事項は、VDFによって導入された計算オーバーヘッドです。検証プロセスは効率的ですが、計算フェーズはリソース集約型になります。これは、限られた計算リソースを持つ参加者の入場障壁をもたらす可能性があり、潜在的に集中化の問題につながる可能性があります。

さらに、VDFアルゴリズムの選択は、ブロックチェーンのセキュリティとパフォーマンスに影響を与える可能性があります。異なるアルゴリズムは、遅延時間、計算の複雑さ、攻撃に対する抵抗に関して異なるトレードオフを持っています。特定のブロックチェーンアプリケーションのVDFを選択する際に、これらのトレードオフを慎重に評価することが不可欠です。

よくある質問

Q：VDFは許可されたブロックチェーンで使用できますか？

A：はい、VDFは許可されたブロックチェーンと許可のないブロックチェーンの両方で実装できます。許可されたブロックチェーンでは、VDFはバリデーターの選択やその他のコンセンサスメカニズムの公平性とセキュリティを強化し、すべての参加者が参加する機会を平等に保証することができます。

Q：VDFは、タイムロックのような他の遅延メカニズムと比較してどうですか？

A：VDFは、従来のタイムロックよりもいくつかの利点を提供します。タイムロックは特定のアクションの実行を遅らせるために使用できますが、多くの場合、外部の時間ソースに基づいており、操作できます。一方、VDFは、計算自体に固有の検証可能な遅延を導入し、操作に対してより安全で耐性を高めます。

Q：現在VDFSを使用している実際のブロックチェーンプロジェクトはありますか？

A：はい、いくつかのブロックチェーンプロジェクトがVDFSを調査または実装しています。たとえば、CHIAネットワークは、コンセンサスアルゴリズムの一部としてVDFSを使用して、スペースと時間の証明プロトコルのセキュリティと公平性を高めます。 Algorandなどの他のプロジェクトも、ネットワークでのVDFの潜在的なアプリケーションを調査しています。

Q：ブロックチェーンでVDFを実装することに関連する潜在的なリスクは何ですか？

A：ブロックチェーンにVDFSを実装すると、いくつかのリスクが発生する可能性があります。 1つのリスクは、VDFアルゴリズム自体のバグまたは脆弱性の可能性であり、悪意のある俳優によって悪用される可能性があります。別のリスクは計算オーバーヘッドです。これは、重要な計算リソースを持つ参加者のみが効果的に参加できる場合、集中化につながる可能性があります。さらに、VDFアルゴリズムの選択は、量子コンピューティングなどのコンピューティングテクノロジーの将来の進歩に対して安全なままであることを確認するために慎重に考慮する必要があります。