ビットコインより迅速で効率的な仮想通貨？「Vault」MITが構築

●　　新しい仮想通貨「Vault」は、ユーザーがネットワークに参加しトランザクションを検証するために必要なデータの量を大幅に削減

●　　ビットコインの143GBやイーサリアムの5GBと比較して、5億トランザクションのストレージとブートストラップのコストを477MBに削減

分散型電子決済の場合、仮想通貨は近年最も有望なアプローチになっています。ただし、多数のユーザーとトランザクションをサポートするには、仮想通貨はブートストラップ（ユーザーがネットワークに参加するためにダウンロードする必要のあるデータの量）とストレージ（すべてのユーザーが保存する必要のあるデータの量）の2つの重要で関連するボトルネックに対処する必要があります。

たとえば、ビットコインネットワークに参加して正しい状態を受け取ったことを確認するには、2019年1月の時点で、ユーザーは約200 GBのデータをダウンロードする必要があります。これにより、一部のユーザーのプロセスが非常に遅くなります。

最近、MITの研究チームは、ユーザーがネットワークに参加し、トランザクションを検証するために必要なデータの量を既存の有名な仮想通貨と比較して最大99％大幅に削減する新しい仮想通貨を考案しました。したがって、ネットワークは適切に拡張できます（ビットコインとは異なり、コストはトランザクションの数に比例して増加しません）。

この新しい仮想通貨はどのように機能するか？

「Vault」という名前の新しい仮想通貨を使用すると、ユーザーはトランザクションデータ全体のごく一部のみをダウンロードしてネットワークに参加できます。検証には、ユーザーの処理とデータストレージの要件を最小限に抑えるために、ネットワーク全体に分割・分散された最新のトランザクションデータのみを使用します。

この仮想通貨のすべてのブロックは、ハッシュ（固定長の文字数列）、ブロックチェーン内の位置、タイムスタンプで構成されています。新しい各ブロックは前のブロックのハッシュで構成され、1つのブロックで最大10 MBのデータ（最大10,000トランザクション）を伝送できます。これらのデータは、すべてのユーザーが確認する必要があります。

Vaultは、「Algorand」という名前の安全な仮想通貨ネットワーク上に構築されており、他の既存の仮想通貨よりもスケーラブルです。「プルーフ・オブ・ステーク」モデルを使用して、ブロックを検証し、新しいユーザーが効率的な方法でネットワークに参加できるようにします。

代表的な検証「委員会」が各ブロックに選ばれます。ネットワークでより多くのステーク（お金）を持っているユーザーは、選択される可能性が高くなります。すべてのトランザクションを検証する代わりに、ユーザーはネットワークに参加するために証明書を検証するだけで済みます。

新しい証明書にはそれぞれ、「ブレッドクラム」と呼ばれる先行する数百のブロックに基づく検証情報が含まれています。参加時に、ユーザーは前のブロックのブレッドクラムを次のブロックのブレッドクラムと照合します。

そのブレッドクラムは、次のブロックの別のブレッドクラムとさらに一致させることができます。このようにして、ユーザーは将来別のブロックを検証するために前の1つのブロックのみを必要とし、その間のすべてのブロックをスキップして、かなりの量の帯域幅を節約します。

データストレージ要件をどのように削減するのか？

Vaultのシャーディング方式では、トランザクションデータが小さなチャンクに分割され、ネットワーク全体に分散するため、各ユーザーはトランザクションを検証するために大量のデータを処理する必要がありません。

これを安全な方法で行うために、Vaultはバイナリマークルツリーを実装します。このツリーでは、ルートノードに単一ブロックのハッシュが含まれ、各ボトムノードに1つのブロックトランザクションに関与する1つのアカウントの残高情報を表すハッシュが含まれます。

ツリーはボトムアップで構築され、ブロックハッシュとバランスが相互に接続されています。 ネットワークは2つの子ノードを結合して、親ノードのハッシュを取得し、個々のトランザクションを検証します。

マークルツリーは個々のシャード（断片）に分割され、さまざまなユーザーセットに割り当てられます。従来の仮想通貨とは異なり、各シャードは大規模なデータ構造の小さな部分を格納します。これにより、ユーザーはネットワークの他の部分からのトランザクションを検証できます。

さらに、特定の期間にわたって残高がゼロだったシャードアカウントは自動的に削除され、ネットワーク上のスペースが解放されます。

Vaultプロトタイプの実装は、5億のトランザクションで構成される元帳をダウンロードする場合のネットワークの帯域幅を検証したところ、イーサリアムと比較して90.5％、ビットコインと比較して99.7％削減できることを示しました。