並列化

中級

ブロックチェーン技術における並列化とは何か

並列化とは、ブロックチェーンネットワーク内で複数のタスクを同時に処理し、その効率とスケーラビリティを大幅に向上させるために用いられる手法です。このアプローチは並列コンピューティングを活用し、プロセスの同時実行を可能にすることで、ネットワークの取引処理速度とスループットを向上させます。

並列化の仕組み

並列化は、複数のトランザクションを順次ではなく同時に検証できるように、ネットワークデータを整理します。これは、取引の実行タスクを複数のノードに分散し、各ノードが取引負荷の異なるセグメントを処理することを含みます。多数の潜在的な状態を同時に検証することで、ネットワークは、特定の取引グループを台帳に正式に記録する前に検証することの影響を評価することができ、その結果、処理時間が短縮され、ネットワークの混雑が緩和されます。

並列化モデルの種類

楽観的並列化（Optimistic Parallelization）

このモデルは、ほとんどの取引が独立していると仮定して取引を並列処理し、実行後に取引を再訪して、発生した相互依存関係を修正します。

ステートアクセス並列化（State-Access Parallelization）

このモデルは、ネットワークの状態（ステート）への影響に基づいて取引を分類し、ガス代などの要因に基づいて、同様の状態要素に影響を与える取引を調整します。

ブロックチェーンにおける並列化の種類

取引レベルの並列化

このアプローチにより、複数の取引を同時に処理することが可能になり、ネットワークの1秒あたりの取引数（TPS）が増加し、確認時間が短縮されます。

ブロックレベルの並列化

この方式では、複数のブロックを一度に処理するために、ブロックの作成と検証を並列して行うため、より多くの取引に対応し、ネットワークの混雑を防ぐことができます。

スマートコントラクトの並列化

複数のスマートコントラクトを並行して実行することで、メインチェーンの負荷を軽減し、分散型アプリケーション（DApps）のパフォーマンスとスケーラビリティを向上させます。

並列化のメリット

高い取引処理速度

複数のノードにタスクを分散することで、並列化によって取引の実行時間が大幅に短縮され、ネットワーク全体の効率が向上します。

スケーラビリティ

並列化は水平スケーリングを可能にすることでブロックチェーンのスケーラビリティの問題に対処し、大量の取引が発生しても最適なパフォーマンスを維持します。

ガス代の削減

取引をノードのサブグループに割り当てることで、検証のための競争が減り、コストが下がります。

まとめ

並列化はブロックチェーンのパフォーマンスを向上させるための重要な技術であり、スケーラビリティの問題に対する解決策を提供し、取引処理速度を向上させます。複数の取引とスマートコントラクトを並行して実行することで、ブロックチェーンネットワークはより大量の取引を効率的かつコスト効率よく処理できるようになります。