イーサリアム2.0もポルカドットも、レガシーブロックチェーンが抱えるスケーラビリティの課題を克服したシャーディングベースのプロトコルとして期待されています。しかし、Relay ChainとBeacon Chainは、相互運用性の観点から見ても、大きく前進したと言えるでしょう。
問題の分割：シャーディングによる負荷の共有
昨年、ネットワークが限界に達したことで、スケーラビリティが話題になりました。しかし、この話題が主流になるずっと前から、開発者たちはいくつかの攻撃方法を提案していました。2021年にレイヤー2のアプローチが開始されたにもかかわらず、レイヤー1のシャーディングソリューションは長い間、準備されてきました。
パーティション化されたブロックチェーンプロトコルに関しては、PolkadotとEthereum 2.0がこのスケーラビリティの道を追求する最も著名な企業です。これらのパーティション（シャード）は、別々のシャードでトランザクションを実行するための手段であり、シャード間でメッセージを送信するためのプロトコルです。シャード化により、両ネットワークは、ノードのハードウェア要件を増加させることなく、また非中央集権の度合いを低下させることなく、ネットワークの性能と容量を大幅に向上させる優れたソリューションを提供しています。
Polkadotは、技術的にはEthereumを参考にしていることは否定できません。しかし、技術面、特にPolkadotとEthereum 2.0がシャーディングの概念をどのように適用しているかについては、開発者やユーザーが考慮すべきいくつかの重要な違いがあります。
まず、Ethereum 2.0のすべてのシャードは、スマートコントラクト実行のためのインターフェースを提供する同じ状態遷移関数（STF）を持っています。そのため、1つのシャード上のコントラクトは、他のシャードと非同期のメッセージを共有することができます。Beacon Chainと呼ばれるEthereum 2.0のベースレイヤー（メインチェーン）では、eWasm（Ethereum Wasm）インターフェースを介して、スマートコントラクトやトランザクションの実行が可能です。設計上、Ethereum 2.0は64個のシャードをサポートし、各シャードはブロックチェーンとそのブロックチェーン上で実行されるトランザクションを表します。
Polkadotでは、シャーディングの異なるバリエーションを使用しています。このネットワークには、Relay Chainと呼ばれるメインチェーンがあります。Polkadotのネットワーク上のシャードはparachainと呼ばれ、パラレルトランザクションを実行することができ、Relay Chainに関連付けられています。現在64個のシャードをサポートしているEthereum 2.0とは異なり、Polkadotは現在100個のパラケイン（シャード）をサポートしており、これらのパラケインのそれぞれはETH 2.0のeWasmのような単一のインターフェースに依存していません。その代わりに、各パラケインは個別にRelay Chainに接続することができ、パラケイン上の開発者は、状態の変更に関する独自のルールを柔軟に決定することができます。
簡単に言うと、Ethereum 2.0のBeacon ChainをUSBポート、シャードをUSBケーブルと考えてください。USBポートに接続できるのは、USBケーブルの形状に合ったシャードだけです。一方、PolkadotのRelay Chainはユニバーサル・ソケットの役割を果たしており、すべてのパラートレッドがシームレスに接続できることになります。
このほか、Ethereum 2.0のガバナンスプロセスはオフチェーンモデルを採用することが提案されており、ハードフォークが必要になります。しかし、Polkadotのガバナンスモデルはオンチェーンであり、自律的に制定されているため、よりシームレスにアップグレードすることができます。最後に、Polkadotはシャードごとに少ない数のバリデータで強力な可用性と有効性を保証するという点で、両者のバリデータ選択の仕組みも異なっている。
現在の状況を踏まえた未来への一瞥
現在、Serenityと呼ばれるEthereum 2.0の開発・実装が進められている。現在、Beacon Chainが稼動しており、Ethereumにstakingを導入し、将来のアップグレードのための基礎を築いています。しかし、メインネット・イーサリアムとビーコン・チェーンの統合、シャード・チェーンの追加は、段階的に徐々に展開されていきます。予想では2022年のリリースが見込まれていますが、最近イーサリアムのマイニング機器を大量に購入しているため、タイムリーなリリースに納得していない関係者もいます。
一方、次世代ブロックチェーンプロジェクトとして、2020年から注目を集めているのが「Polkadot」です。イーサリアムのスケーラビリティの問題を解決するためのプラットフォームとして、「イーサリアムキラー」と呼ばれています。
Polkadotのテストネット「Kusama」は、同様のシャーディングモデルですでに稼働しており、複数のクラウドローンと数百万件のトランザクション処理を経て、いくつかの有望なプロジェクトが限られたparachainの枠に入札し、大きな成功を収めています。現在、Polkadotのパラチェーンスロットオークションは11月に到来し、プロジェクトは立ち上げプロセスの第5段階、最終段階に入り、Ethereumを打ち負かしてシャーディングのパンチを受けています。
シャーディングの競争は、必ずしも勝者を決める結果にはならないでしょうが、PolkadotはEthereum 2.0よりも少なくとも2、3年は先を行っています。しかし、Ethereumの広大なエコシステムは、Ethereum 2.0に入札している多くの熱心なプロジェクトが相互運用性を望んでいるにもかかわらず、決して軽視されるべきではありません。
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