Shardeumの基本概念と運営メカニズムの詳細解説

原題：《Shardeumとは何か、そしてどのように機能するのか？》

著者：CJ、CoinGecko

編纂：ビスケット、ChainCatcher

ShardeumはEVMベースのLayer1ネットワークで、線形スケーラビリティのために設計されています。先進的なシャーディングソリューションを持つShardeumは、常に低いガス料金を維持することを約束しています。Shardeumは独自のネイティブトークンSHMも発行する予定です。

重要なポイント

• Shardeumは線形拡張とシャーディング、そして自動スケーリングと独自の法定人数証明コンセンサスを通じてスケーラビリティの問題を解決します。
• Shardeumは動的状態シャーディングを利用して取引スループットを向上させつつ、低いガス料金を維持します。

ArbitrumはEthereumの拡張ソリューションで、より高いTPSと安価なガス料金で取引を実行できるため、このネットワークが人気を集めています。そのため、Arbitrumのエアドロップ活動は暗号コミュニティで期待されています。ARB報酬は、Arbitrumメインネットに早期に参加した人々に与えられます。

さらに、暗号分野にはDeFiの拡張を目指す多くのプロトコルがあり、Shardeumもその一つです。Shardeumはインドの主要な暗号通貨取引所WazirXの創設者によって設立され、チームは2017年からWeb3プロジェクトを構築しています。Shardeumは2022年10月に1820万ドルのシードラウンド資金調達を完了し、テストネットに参加した人々にエアドロップを行う可能性があります。

資料出典：Shardeumブログ

この記事では、Shardeumとは何か、そしてその独自のスケーラビリティ機能とエコシステムについて学びます。

Shardeumとは？

ShardeumはEVMベースのLayer1ブロックチェーンで、線形スケーラビリティのために設計されており、低いガス料金を提供することを約束し、動的状態シャーディングを通じて分散化と安全性を維持します。Shardeumの潜在的なユースケースはDeFiからオープンソースAI、ゲームにまで及び、次の10億人を暗号通貨の世界に迎え入れることを目指しています。

スケーラビリティ、安全性、分散化のブロックチェーンの三難困難を克服するために、ShardeumはEthereumの分散化と安全性を参考にし、動的シャーディングとその組み合わせであるQuorumおよびProof-of-Stakeコンセンサスを通じて線形スケーラビリティを強化しています。

Shardeumは独自のネイティブ暗号通貨SHMを発行する予定で、チームはそのトークンエコノミクスを発表しており、供給量は5.08億枚に固定されていますが、現在SHMは開発段階にあります。

次に、Shardeumが注目に値する理由を探ります。

Shardeumの独自機能

Shardeumはシャーディング技術を使用して拡張を行い、ブロックチェーンをより小さく、管理しやすい部分に分割します。

具体的には、ブロックチェーンは本質的に大規模なデータベースシステムであり、シャーディングブロックチェーンは大きなデータテーブルをより小さなデータテーブルに分割することを指します。情報を管理可能な部分に分解することで、シャーディングネットワークは非シャーディングブロックチェーンよりも毎秒多くの取引（TPS）を処理できるようになります。

シャーディングはShardeumにとって馴染みのあるものであり、Zilliqa、Polkadot、Near、さらにはEthereumもシャーディングを使用しています（彼らはProto Dankshardingと呼ばれるバージョンを使用しています）。しかし、Shardeumは「動的シャーディング」と呼ばれる独自のシャーディング技術を使用しています。

動的シャーディング

動的シャーディング（dynamic state sharding）は、シャーディング技術の最前線の解決策の一つであり、そのアーキテクチャは柔軟性を持ち、ブロックチェーンエコシステム全体の変化に簡単に適応できます。動的シャーディングでは、すべてのノードが同じアドレス範囲をカバーするのではなく、異なるアドレス範囲がこれらのノードに割り当てられ、複数のシャードのトランザクションが順次処理されるのではなく、同時に処理されることを可能にします。この技術はトランザクション処理の時間を短縮し、取引スループットを向上させるのに役立ち、常に低いガス料金を維持します。

本質的に、これはネットワークが動的な需要の変動に応じて、ブロックチェーンのシャードやデータストレージ方法を即座に追加または削除できることを許可します。利点は、エコシステムを停止することなくネットワークを簡単にアップグレードできることです。

静的シャーディングとは異なり、動的シャーディングはネットワークの速度を遅くしません。なぜなら、ネットワークの負荷が変化する際に実行でき、ネットワーク負荷の変動に容易に対応できるからです。

原子的処理とクロスシャードの相互運用性

Shardeumは原子的処理技術を利用してトランザクションが正しく実行されることを保証します。原子性とは、トランザクションが部分的に実行されるか、全く実行されないことを意味します。原子的処理がなければ、取引は失敗し、ネットワークデータの不整合を引き起こし、安全リスクをもたらし、信頼性を低下させる可能性があります。

Shardeumは原子的処理とクロスシャード通信を組み合わせて、トランザクションが異なるシャードのデータと状態にアクセスできるようにします。これにより、複雑なトランザクションやスマートコントラクトがシャード環境内で実行できるようになり、スマートコントラクト開発者のコーディングが容易になります。

自動スケーリング機能

ネットワークの負荷と需要は常に変化するため、自動スケーリングは需要の高低に適応し、安全性やネットワーク性能に影響を与えない必要があります。

自動スケーリングは、各サイクル（1分）のネットワーク負荷を測定し、処理負荷に必要な検証者ノードの数と合意します。全プロセスは自己実行的であり、仲介者を必要としません。これは、ビットコインネットワークがハッシュレートに基づいて2週間ごとに自動的に難易度を調整するのに似ています。

例えば、Shardeum dAppが大量のアクティビティを受け取ると、ネットワークは自動的により多くのアクティブな検証者ノードを追加してスループットを増加させます。アクティビティが減少すると、アクティブな検証者の数を減らし、ネットワーク上の効率的な操作を維持します。

線形スケーリング

その名の通り、Shardeumはネットワークにさらに多くのノードを追加することを許可し、需要のピーク時に即座に取引スループットを増加させ、Shardeumを線形拡張のWeb3ネットワークにします。ノードが待機状態にある場合、それはネットワークアクティビティの回復を待っており、TPSを増加させるためにアクティブ化される必要があります。

ネットワークの需要に関係なく、これはブロックチェーンの可用性に影響を与える主要なX要因であり、スループット、分散化、安全性、そして一定の取引料金を含みます。

したがって、十分な需要とノードがあれば、Shardeumは理論的に100,000 TPSを超える取引速度を実現する可能性があります。

法定人数証明 (PoQ)

Shardeumは独自のコンセンサスメカニズムの組み合わせを使用し、Proof of Stake (PoS) + 法定人数証明 (PoQ)を同時に使用します。

株式証明は、新しい取引ブロックを検証し、それが正しいかどうか、誰が報酬を得られるかを検証するメカニズムです。SHMの最低要求株式を持つ人は誰でも検証に参加できます。これは現在最も人気のあるコンセンサスメカニズムで、Ethereum、他のL1、そしてすべてのCosmosアプリケーションで使用されています。

Shardeumは株式証明を使用して新しいブロックを検証し、さらに法定人数証明を使用してグループ内の取引を検証します。具体的には、法定人数証明はコンセンサスグループ内の取引の検証方法を管理するために使用され、コンセンサスグループはシャード内の複数のノードで構成されます。PoQノードは、タイムスタンプ付きの取引を受け取ると、すぐに個別に取引を検証します（これにより「二重支払い」を防ぎ、誰かがブロックチェーンネットワークを変更して、すでに使用した暗号通貨を再度使用することを防ぎます）。その後、取引はネットワーク上のすべての他のノードにブロードキャストされます。

株式証明と法定人数証明は共同で、Shardeumが信頼なしで票を収集することを可能にし、ネットワークを分散化された状態に保ちます。

永久的な低ガス料金

Shardeumでは、コンセンサスと処理は取引レベルで行われ、ブロックレベルではありません。

動的状態シャーディングにより、ネットワークはその状態を均等にシャーディングし、すべてのノード間で計算負荷、ストレージ、帯域幅を動的に分配します。このタイプの取引の並行処理により、検証者ノードのオーバーヘッドは非常に低くなり、彼らは関与する取引の状態データのみを保存します。

これにより、Shardeumは開発者とユーザーに対して永遠に低いガス料金を維持することができます。

Shardeumエコシステム

Shardeumは現在、3つのテストネットを持っています：Shardeum Liberty 1.X、Liberty 2.X、Sphinx1.X、エコシステムには69のプロジェクトがあります。

Shardeumには、NFTからDeFi、オンチェーンゲームまでさまざまなカテゴリのアプリケーションがあります。

エコシステムの最も重要な柱はDEXであり、まずShardeumテストネットで稼働しているDEXを見てみましょう。

分散型取引所

すべてのエコシステムにはDEXが必要です。なぜなら、それがほとんどの取引と取引の完了の場所だからです。この記事執筆時点で、[Swapped Finance](https://www.rootdata.com/zh/Projects/detail/Swapped Finance?k=NjYwOQ==)はShardeumテストネットで唯一稼働しているDEXです。

Swapped FinanceはUniswap v2スタイルのDEXに似ており、ユーザーは異なるトークンを交換し、0.3%の手数料を支払い、流動性を提供し、すべての取引で約0.21%の手数料を得ることができます。

ドメイン名サービス

Dotshm.meはEthereum Name Service (ENS)に似たWeb3ドメイン名サービスで、他の人がユーザーの「0x」アドレスではなく、個性的なドメイン名に暗号通貨を送信しやすくします。

ユーザーはLiberty2.Xにウォレットを接続し、利用可能なドメイン名を検索するだけで、ドメイン名を登録できます。

NFTマーケット

NFTマーケットがなければ、DeFiエコシステムは不完全であり、Spriyo.xyzがその役割を果たしています。約3,000の異なるコレクションがあり、120,000以上のNFTが鋳造されています。ユーザーはマーケットで探索し、好きなNFTに入札できます。

これらのアプリケーションは現在すべてテストネットですが、将来的にはテストネットユーザーに特定のプロジェクトのエアドロップを提供する可能性もあります。

結論

次の10億人のユーザーが暗号分野に入るにつれて、スケーラビリティは多くのネットワークが解決を求めている現実の問題となっています。シャーディングはスケーラビリティを向上させる方法の一つであり、ブロックチェーンデータベースをより小さなテーブルに分割します。これはEthereumエコシステムの次の大きなアップグレードの一つでもありますが、彼らは他のチェーンからの競争に直面するでしょう。Shardeumは、2017年から自社の高度なシャーディングバージョンを構築してきたため、拡張とシャーディングの分野で主要な競争者の一つになる可能性が高いです。

幸運なことに、彼らはまだテストネット段階にあり、特にチームがエコシステムとエアドロップのために5%を確保することを発表した場合、SHMエアドロップを受け取る可能性があります。