ブロックチェーンシャーディングを理解する

Harmonyは、ブロックチェーンシャーディングを状態、ネットワーク、トランザクションの3つの次元で実装しています。 この多次元シャーディング アプローチは、スケーラビリティとパフォーマンスを向上させるように設計されています。 ステートシャーディングでは、各シャードが独自のブロックチェーンとステートデータベースを保持し、各シャードのバリデーターがネットワーク全体の状態の一部しか保存できないようにします。 この分割により、ブロックチェーンはシャードの数に応じて拡張でき、ストレージ効率と処理速度が向上します。

ネットワークシャーディングでは、Harmonyのバリデーターネットワークを別々のシャードに分割し、それぞれに独自のバリデーターセットを持たせます。 これらのバリデーターは、コンセンサスに到達し、シャード内のブロックを同期するために緊密に連携します。 この構造により、バリデーター間の効率的なコミュニケーションとコンセンサスの達成が可能になり、単一のモノリシックなブロックチェーンネットワークに関連するオーバーヘッドとレイテンシーが削減されます。

トランザクションシャーディングにより、Harmonyは異なるシャード間でトランザクションを並行して処理できます。 各トランザクションは特定のシャードに割り当てられるため、同時処理が可能になり、ネットワーク全体のトランザクションスループットが大幅に向上します。 この方法により、Harmonyは速度や効率を損なうことなく大量のトランザクションを処理できます。

Harmonyのシャーディングメカニズムはシームレスに動作するように設計されており、最終的なアトミック性を保証する構造化されたアプローチによってシャード間のトランザクションが促進されます。 つまり、シャードが分離されているにもかかわらず、ネットワークはシャード間のトランザクションが二重支出を防ぐ方法で実行されることを保証し、ブロックチェーン全体の一貫性と整合性を確保します。

エポックはHarmonyのシャーディング構造において重要な役割を果たし、シャードのバリデーター委員会が変わらない期間を示します。 エポック間の移行には、新しいバリデーター委員会の選出が含まれ、ネットワークが動的で安全なままであることを保証します。 このようにシャード間でバリデーターを定期的にローテーションすることで、単一のバリデーターグループがネットワークに過度の影響を与えることを防ぎ、セキュリティと分散化を強化します。

クロスリンクは、シャードチェーンとビーコンチェーンの間のブリッジとして機能し、シャードチェーンで確認されたブロックがネットワーク全体で認識され、検証されるようにします。 これらのクロスリンクは、シャードチェーンブロックの標準的なステータスを裏付けるだけでなく、ブロック報酬の計算とネットワークの完全性の維持に不可欠なバリデーターのアクティビティを記録する上でも重要な役割を果たします。

Harmonyの完全にスケーラブルなアーキテクチャ

Harmonyのアーキテクチャは、完全にスケーラブルになるように設計されており、分散化、セキュリティ、スケーラビリティのバランスをとることで、ブロックチェーンのトリレンマに対処します。 このアーキテクチャでは、シャーディングを活用してネットワークの負荷を複数のシャードに分散し、それぞれがトランザクションを処理し、独自の状態を独立して維持することができます。 この設計により、Harmonyは、セキュリティや分散化を損なうことなく、シャードの数が増えても直線的にスケーリングできます。

ネットワークのスケーラブルなアーキテクチャは、堅牢なコンセンサスメカニズムであるFast Byzantine Fault Tolerance(FBFT)によって支えられており、迅速なブロック確認時間を保証し、ネットワークのスループットを向上させます。 FBFTはパフォーマンスが最適化されており、Harmonyはわずか数秒でブロックファイナリティを達成し、従来のブロックチェーンシステムよりも大幅に改善されています。

Harmonyのアーキテクチャには、新しいステーキングメカニズムであるEffective Proof-of-Stake(EPoS)も含まれており、中央集権化を減らし、バリデーター間で報酬を公平に分配するように設計されています。 EPoSは、ステーキングされたトークンの量が異なるバリデーターがネットワークのセキュリティに貢献できるようにすることで参加を促進し、単一のバリデーターやバリデータのグループがネットワークを支配できないようにします。

ネットワークのインフラストラクチャは、業界をリードするピアツーピアプロトコルであるlibp2pの上に構築されており、堅牢でスケーラブルなネットワークレイヤーを提供します。 このネットワーク技術の選択により、Harmonyはシャード間およびシャード間のトランザクションに必要な大量の通信を効率的に処理でき、ネットワークのスケーラビリティがさらに向上します。

Harmonyのアーキテクチャは、分散型アプリケーション(dApps)の作成と展開を容易にするために設計された一連の開発者ツールとプロトコルによって補完されています。 これらのツールは、Harmonyのスケーラブルなインフラストラクチャと組み合わされ、従来のブロックチェーンプラットフォームの制限なしにスケーラブルで効率的なdAppsを構築しようとしている開発者に有利な環境を提供します。

アーキテクチャの設計原則は、シンプルさ、モジュール性、将来性を強調しており、Harmonyが進化する技術の進歩とユーザーのニーズに適応できるようにします。 この先進的なアプローチにより、Harmonyは幅広いアプリケーションやユースケースをサポートできるスケーラブルで汎用性の高いブロックチェーンプラットフォームとして位置付けられています。

完全にスケーラブルなアーキテクチャに対するHarmonyのコミットメントは、ネットワークの機能を強化し、ブロックチェーンのスケーラビリティに関連する課題に対処することに焦点を当てた継続的な研究開発の取り組みで明らかです。 Harmonyは、継続的なイノベーションとコミュニティの関与を通じて、ブロックチェーン空間で可能なことの限界を押し広げ、さまざまな業界で分散型テクノロジーの採用を促進することを目指しています。

セキュアランダムシャーディングの説明

安全なランダムシャーディングは、スケーラブルで安全なブロックチェーンを実現するためのHarmonyのアプローチの基礎です。 この手法では、バリデーターを異なるシャードにランダムに割り当ててシャッフルすることで、潜在的なシャードベースの攻撃に対してネットワークの安全性を確保します。 シャーディング プロセスで使用されるランダム性は、予測不可能、偏りなし、検証可能、スケーラブルな分散ランダム性生成アルゴリズムによって生成されます。

Harmonyのシャーディングプロセスのセキュリティは、検証可能なランダム関数(VRF)と検証可能な遅延関数(VDF)の使用によってさらに強化され、バリデータの割り当てで使用されるランダム性を暗号化で保証します。 これにより、攻撃者はシャードへのバリデータの割り当てを予測または操作できなくなり、ネットワークの整合性とセキュリティが維持されます。

Harmonyの安全なランダムシャーディングメカニズムには、バリデータを異なるシャードに定期的に再割り当てするリシャーディングと呼ばれるプロセスも含まれています。 このプロセスは、適応の遅いビザンチンの敵対者に対してネットワークが回復力を維持することを保証するために、「カッコウの法則」を使用して、中断のない方法で実行されます。 リシャーディングは、攻撃者が単一のシャードに永続的なプレゼンスを確立するのを防ぐことで、ネットワークのセキュリティを強化します。

安全なランダムシャーディングを使用することで、Harmonyはネットワークが拡張されても高度な分散化とセキュリティを維持できます。 バリデーターがシャード間で均等かつランダムに分散されるようにすることで、Harmonyは中央集権化に関連するリスクを軽減し、ブロックチェーンの全体的なセキュリティを強化します。

安全なランダムシャーディングは、効率的なクロスシャードトランザクションを促進する上でも重要な役割を果たします。 シャードがランダムに選択されたバリデーターで構成されていることを確認することで、Harmonyはシャード間のシームレスで安全な通信を可能にし、ネットワークのセキュリティを損なうことなく、シャード間のトランザクションの効率的な実行を可能にします。

Harmonyの安全なランダムシャーディングの実装は、ブロックチェーン技術の大幅な進歩を表しており、スケーラビリティとセキュリティに関連する主要な課題に対処しています。 この革新的なアプローチにより、Harmonyは、幅広いアプリケーションやユースケースに適した、スケーラブルで安全な分散型ブロックチェーンプラットフォームを提供することができます。

ハイライト

• Harmonyは、状態、ネットワーク、トランザクションの3つの次元でブロックチェーンシャーディングを実装し、並列処理を可能にし、バリデーターごとのストレージを削減することで、スケーラビリティとパフォーマンスを向上させます。
• ステートシャーディングは、ブロックチェーンとステートデータベースをシャードに分割し、各シャードが独自のチェーンを維持することで、バリデーターがネットワーク全体の状態の一部しか保存できないようにします。
• ネットワークシャーディングは、バリデータを別々のシャードに編成し、シャード内のコンセンサスとブロックの同期を最適化し、シャード間の効率的な通信を促進します。
• トランザクションシャーディングは、トランザクションを特定のシャードに割り当てて並列処理することで、ネットワークのトランザクションのスループットと効率を大幅に向上させます。
• Harmonyのアーキテクチャは、シャーディング、堅牢なコンセンサスメカニズム(FBFT)、および新しいステーキングメカニズム(EPoS)を活用して、分散化、セキュリティ、スケーラビリティのバランスを取り、完全なスケーラビリティを実現するように設計されています。
• セキュアなランダムシャーディングは、シャードベースの攻撃から保護し、ネットワークの整合性を維持するために、暗号方式(VRFおよびVDF)を使用して、バリデータのシャードへのランダムな割り当てとシャッフルを保証します。
• これらの技術的基盤の組み合わせにより、Harmonyは、幅広い分散型アプリケーションやサービスに適した、スケーラブルで安全な分散型プラットフォームを提供することができます。