高度なアルゴリズム取引戦略や利回り最適化の機会から利益を得るためのオールインワンソリューションを提供するGenius Yieldが、カルダノのLayer-2スケーリングソリューションについて記事で詳しく伝えています。

サイドチェーン、Hydra、Mithril、そしてオフチェーンコンピューティングについて、とても参考になる記事です。

以下はGenius Yieldに掲載された記事「Exploring Cardano Layer-2 Scaling Solutions: Sidechains, Hydra, Mithril, and Off-chain Computing」を翻訳したものです。

カルダノのLayer-2スケーリングソリューションを探る。サイドチェーン、Hydra、Mithril、そしてオフチェーンコンピューティング

カルダノは、セキュリティ、非中央集権、スケーラビリティを絶妙にバランスさせた最新のブロックチェーンであるす。スケーラビリティとは、パブリックブロックチェーンがパフォーマンスに影響を与えることなく多くのトランザクションを処理する能力のことです。スケーラビリティが強化されれば、ネットワークはより多くのデータを伝送し、高解像度のブロックチェーンビデオゲームのようなより集中的な処理を行うこともでき、ユーザーエクスペリエンスを向上させることができます。

カルダノの開発部門であるIOHKは、当初から、よりバランスのとれた高スループットのプラットフォームのリリースを検討し、ユーザーの進化し続けるニーズとシステムの統合を同時に満たしながら、持続可能なエコシステムを構築することを可能にしたのです。

IOHKの開発が始まってから7年後、カルダノは完全に機能するようになった。ユーザーのニーズの高まりに応じて進化しながら、ウロボロスを優れたコンセンサスアルゴリズムとし、セキュリティや分散化といったレガシーネットワークのエキサイティングな特性を融合させ、スマートコントラクトを実現しました。

アロンゾアップグレード（Goguen Phaseの終了）後、カルダノのブロックスペースに対する需要が高まり、ネットワークの混雑が発生し、ユーザーエクスペリエンスに影響を与えることがあります。これを踏まえ、IOHKがBashoの下で行っているスケーリングとパフォーマンスの最適化の一環として、2022年の第一目標は、セキュリティ、コードの安定性、分散化を損なわずにカルダノをさらに最適化し、スケーリングすることです。

カルダノのレイヤー2スケーリングソリューション

カルダノは2022年にスループットと容量を徐々に増やすために、ブロックサイズの増加などのオンチェーンソリューションと、この記事の主な焦点であるオフチェーンソリューションの2つのアプローチをとっている。

2022年6月に予定されているVasil Hard Fork Combinator（HFC）イベントで、拡散パイプラインのようなオンチェーンスケーリング案がいくつか導入されるかもしれません。これまでのところ、カルダノは以下のオフチェーンスケーリングオプションを実装する予定です。

サイドチェーン

サイドチェーンとは、プライマリーブロックチェーン（この場合はカルダノ）と双方向ペグまたはブリッジを介して結びついた、並行して動作する別のブロックチェーンのことである。ブリッジは複雑な暗号メカニズムを用いてチェーン間の資産の流動的な移動を可能にするため、サイドチェーンの中心的存在である。注目すべきは、サイドチェーンがオフチェーンプロセスであり、両チェーン間でデータ（イベントと呼ばれる）を迅速に伝搬させることができる点だ。イベントは、イニシエーターがスマートコントラクトを使用してメインネットに資金をロックした後にのみ開始することができます。

ブリッジがあるため、プライマリチェーンとサイドチェーン間のデジタル資産を迅速に移動させることができ、時間とリソースを節約することができます。プライマリーブロックチェーンのルールに応じて、サイドチェーンは独立して存在し、そのコンセンサスアルゴリズム、ブロックタイム、トークノミクスを使用することができます。サイドチェーンは、技術的には無限のサイドチェーンがメインネットに接続でき、クリエイターが設計した異なる機能を実行できるため、メインネットのスケールに利用されています。

サイドチェーンはカルダノの可能性を広げ、ネットワークが多くのブロックチェーンや暗号通貨と統合することを可能にする。ユーザー/プロジェクトがリソースを転送し、カスタマイズされたサイドチェーンでビジネスロジックを実行できるようにするサイドチェーンの柔軟性は、立ち上げチームの貴重なリソースを節約する利点を提供します。

dcSparkのMilkomedaとIOGのMambaは、CardanoにEVMの互換性をもたらす2つのプロジェクトです。

Hydra

IOHKのHydraはレイヤー2システムで、同型のステートチャンネルを使い、ヘッドを形成することで（神話上の生き物のように）スループットを最大化し、コストを大幅に削減し、処理速度を1秒以下、つまりファイナリティとし、ストレージ要件を低減します。Hydraを駆動するのはOuroboros Hydraで、強力なハードウェアを統合するのではなく、ノードの数を増やすことでCardanoを水平方向に拡張することを可能にするコンセンサスアーキテクチャである。

Hydraの各ヘッドは、カルダノのメインネットの自然な延長として機能し、各チャネルがオンデマンドで同時・非同期に処理することを可能にします。そのため、各ヘッドはネイティブアセット、NFT、スクリプトなどを含む様々なアセットを搭載することが可能です。Hydraはグローバルなコンセンサスを必要としませんが、セキュリティ保証を維持し、受信者側の初期資金を必要とせずにメインネットとの結合を維持し、ユーザーエクスペリエンスを向上させることができます。

IOHKの開発チームは、Hydra NodeとHeadプロトコルの概念実証を構築中です。しかし、リリース時期はそれらの安定性に依存し、コミュニティはレイヤー2プラットフォーム上で様々なdAppsを構築することが可能になります。

Mithril

Mithrilは、IOHKが開発中のレイヤー2スケーリングプロトコルで、効率性、安全性、軽量性を重視するブロックチェーンを象徴しています。

この実装は、チェーンの同期、状態のブートストラップ、異なるステークホルダーがチェーンの特定のチェックポイントを検証することを可能にし、軽量アプリケーションに大きな利益をもたらし、信頼できない設定、カルダノ・ブロックチェーンでのコンセンサスを証明するために明示的に開発されたものである。

Mithrilは、セキュリティを犠牲にすることなく、個々のステークオペレータ間のマルチ署名の集約を高速かつ効率的に行うことで、チェーン同期の問題を解決しています。したがって、Mithril署名は、軽量なブロックチェーンの状態検証を可能にするため、サイドチェーンの実行に非常に大きな用途を見出すことができます。このようにして、メインネットとサイドチェーン間の転送を効率的かつリアルタイムに検証・確認することができます。さらに、Mithrilアグリゲーターは、すべての署名を対数的に1つにまとめ、ノードのデータ同期を高め、効率的なリソース消費と高い処理速度に変換します。

レイヤー2プロトコルは、ステークを利用して効率を高め、透明性を保証し、信頼の問題を排除し、モジュール設計を用いてブロックサイズと効率の間のトレードオフを活用するよう設計されています。その設計上、MithrilはモバイルdAppsやライトクライアントで用途を見出すことができます。

そのほか、カルダノはより高いコア効率を推進するためにオフチェーンコンピューティングも模索しています。IOHKは、オフチェーンでトランザクションをオフロードすることで、より高速で安価なトランザクションを実現できると指摘しています。問題は、オンチェーン・トランザクションをレイヤー2オプションにアンロードして計算すると、トラステッドモデルの使用を余儀なくされることです。それでも、オフチェーンコンピューティングはカルダノのレイヤー2の検討事項の1つであり、活発に研究されている。最終的には、例えばACE（Asynchronous Contract Execution）を通じて計算をオフロードすることで、コアネットワークの効率化につながるだろう。

まとめ

現在、カルダノ上で2,000以上のスマートコントラクトが実行されており、ブロックスペースの需要は今後も続くと予測されるため、Bashoで打ち出された容量とスループットを高めるためのさらなる最適化が必要になります。Cardanoは、最新の高性能レイヤーで需要を素早く吸収し、持続的な発展を遂げるために、ネットワークに2つのアプローチを採用しています。安全で徹底的にテストされたレイヤー2スケーリングオプションの使用は、カルダノをさらに強化し、集中的なDeFiプロトコルやNFTプロジェクトに適したプラットフォームとなるでしょう。