以下はIOGブログに掲載された記事「How we’re scaling Cardano in 2022」を翻訳したものです。

2022年にカルダノをどのようにスケールアップさせるか

スマートコントラクトの中核機能が配備された今、カルダノの次の段階はパフォーマンスの最適化とスケーリングに焦点が当てられている。そして、それはここから始まる…

by Tim Harrison 2022年1月14日

カルダノ・プロジェクトは、スケーラビリティ、セキュリティ、そして（重要な）分散化という古典的なブロックチェーンのトリレンマに取り組むことに常に力を注いできました。コア・プラットフォームの作成を任された組織として、私たちは常に、カルダノの能力を発揮し、その長期的な可能性を実現するために、明確に段階分けされたロードマップを追求してきました。

ピアレビューされた学術的アプローチに深く根ざした正式な開発手法とHaskellコードを活用し、私たちは未来にふさわしい堅牢で安全なプラットフォームを提供しました。正しさを求めて構築 私たちはこの段階を「Byron」と名付けました。

私たちの努力によって素晴らしいコミュニティが育ち、約3,000人のステークプール運営者のネットワークを通じて、現在、世界で最も分散化されたプルーフ・オブ・ステーク・ネットワークの1つが出来上がっているのです。この分散化とステークプールの時代を、私たちは詩人で政治的急進派のパーシー・ビシェ・シェリーにちなんで「Shelley」と名付けました。

「Goguen」（アロンゾHFCイベントを含む）は、スマートコントラクトのコア機能をもたらし、DeFiとDAppsへの道を切り開いたのです。Plutusの初期機能を配備し、開発者のコミュニティと協力しながら、Plutus言語の表現力と提案全体を進化させ続けています。

現在、「Basho」のステージに入り、最適化とスケーリングにさらなるエネルギーを注いでいます。これらの基盤の上に、DAppエコシステムの成長に対応するための容量とスループットを着実に増やし、まずは数十万、そして数百万の新規ユーザーを取り込んでいきます。DeFiのデジェンヌから発展途上国の市民まで。

今年中に、そして今すぐにでも、私たちはこの次の段階を追求していくつもりです。パラメータの調整、改善、拡張、その他のイノベーションのすべてが、2022年の間にカルダノの容量とスループットを着実に増加させる役割を果たすことになるでしょう。その一方で、これまで私たちに貢献してきた、配慮された安全なアプローチを維持します。そうですね、需要が高く、ネットワークが混雑する時期があることは想定しています。私たちはエキサイティングな旅の途中であり、使用量も多くなるでしょう。時には焦りを感じるかもしれませんが、これが私たちのやり方なのです。ここでは、私たちの成長に合わせて最適化し、拡張していく方法をご紹介します。

オンチェーンソリューション

ブロックサイズの拡大

ブロックが大きければ大きいほど、より多くのトランザクションを運ぶことができます。ブロックサイズは最近8KB増加し、72KBになりました（12.5%の増加）。継続的なシステム監視とネットワーク全体の健全性に基づいて、さらなる増加が適用される予定です。

パイプライン

検証および伝搬を統合することにより、ブロックの伝搬時間を改善します。ブロック間の「デッドタイム」（ブロック伝搬のオーバーヘッド）を削減することにより、5秒以内に95%以上のピアにブロックが伝搬されることを目標としています。これにより、ブロックサイズの増加やPlutusのパラメータ制限の増加など、より積極的なスケーリング変更を行うための余地を提供します。

インプットエンドーザー

インプットエンドーザーは、トランザクションを事前に構築されたブロックに分離できるようにすることで、ブロック伝搬の時間とスループットを改善します。これにより、ブロック伝搬時間の一貫性が改善され、より高いトランザクションレートを可能にします。

Plutusのメモリ/CPUパラメータ

メモリ使用量はチェーン全体でより効率的になっています。具体的には、Unspent Transaction Output (UTXO)の処理、ステーク分配、ライブステーク分配とプール、ハッシュ表現におけるメモリの改良があります。

Plutusスクリプトの強化

スマートコントラクトの最適化を通じて、強力なEUTXOモデルをさらに効果的に使用する、など。

• 参照入力（CIP-0031） – Plutusスクリプトは、トランザクション入力を消費する必要なく検査することができます。これは、入力によって保持される情報を検査するためだけに、UTXOを作成する必要がないことを意味します。
• Plutus Datums (CIP-0032) – データムは、データムハッシュの代わりに出力に直接添付することができます。これにより、ユーザーは与えられたハッシュと一致するデータムを提供するのではなく、実際のデータムを見ることができるため、データムの使用方法が簡素化されます。
• スクリプトの共有(CIP-0033) – Plutusのスクリプト参照は、トランザクション出力と関連付けることができます。各トランザクションでスクリプトのコピーを提供する必要がないため、開発者の摩擦が大幅に軽減されます。複数のトランザクションでスクリプトを再利用することで、トランザクションサイズを大幅に縮小し、スループットを向上させ、スクリプト実行コストを削減します。

ノードの機能強化

エポック間のステークとリワードの計算を均等にし、ブロックサイズの増加に対してより大きな余地を提供するように改善されました。また、メモリ使用量もより効率的になりました。メモリ圧縮によりRSSのフットプリントが減少し、メモリ共有により、より少ないデータでインスタンス化されるようになりました。2022年1月からのノードバージョン1.33.0では、エポック境界を含む重要なポイントでのピーク負荷が軽減されています。

オンディスクストレージ

プロトコルの状態の一部をディスクに保存することで、ノードはより少ないメモリを保持する必要があります。つまり、RAMに制約のあるシステムでも、十分なストレージがあればノードを実行でき、メモリがスケーラビリティのボトルネックになることはなくなります。これにより、ブロックチェーンの状態が大きく成長することが期待されます。

オフチェーンソリューション

サイドチェーン

サイドチェーンは、メインブロックチェーン（「メイン」チェーン、親チェーンとも呼ばれる）に接続された別のブロックチェーンで、あるチェーンのトークンや他のデジタル資産を別のチェーンで使用し、結果を元のチェーンに戻すことを可能にする双方向メカニズム（「ブリッジ」）を通じています。必要に応じてチェーン間で資産を移動させることができます。1つの親チェーンに複数の相互運用可能なサイドチェーンを接続することができ、これらのチェーンは全く異なる方法で動作することができます。Cardanoに導入されるEVMサイドチェーンには、dcSparkのMilkomedaとIOGのEVMサイドチェーンプロジェクト（コードネーム「Mamba」）が含まれる。

ハイドラ

同型のステートチャンネルを含むレイヤー2プロトコルのファミリーを導入し、スループットの最大化、レイテンシーの最小化、コストの削減、ストレージ要件の大幅な低減を実現します。Hydraは、メインチェーンの台帳を安全な決済レイヤーとして使用しながら、オフチェーンでの取引を処理する、より効率的な手段を提供します。

オフチェーンコンピューティング

非同期契約実行（ACE）など、計算の一部をオフロードすることで、コアネットワークの効率化を推進できます。取引はブロックチェーン自体の外部で行われますが、信頼モデルを介して高速で安価な取引を提供することができます。

ミスリル

より大きなスケーラビリティを実現するには、参加者の数に対数的に依存する重要な操作の複雑さに対処する必要があります。Mithrilは、信頼を維持しながらチェーンの同期を改善します。その結果は？セキュリティ機能を損なうことなく、高速かつ効率的なマルチシグネチャ アグリゲーションが実現します。