Ethereum [ $ETH ] は、ネットワークデータの増加によりフルノードの運用がますます困難になっていることから、スケーリング手法を再検討している。アカウントとスマートコントラクトの拡大に伴い、フル実行ノードは現在、約0.9~1.3TBのストレージを必要とする。一方、ベースラインのステート増加は年間100GBに迫る可能性があり、スループットの向上はノード運用の負担をさらに増大させかねない。

この課題こそが、EthereumのVitalik Buterin氏が、単により多くのトランザクションを処理するという枠を超え、ノードが保持すべきデータ量の削減に目を向けている理由である。Buterin氏はXへの投稿で、ノードが保持するデータを大幅に減らせるシステム「Utreexo」の功績をBitcoinの開発者に認め、Ethereumのスケーリング提案が現在、同様のアイデアを検討していると述べた。Utreexoという名前は、BitcoinのUTXO(未使用トランザクションアウトプット)モデルに由来する。このモデルでは、残高はアカウントの記録としてではなく、個別に使用可能なアウトプットとして存在する。Utreexoノードは、UTXOセット全体をディスクに保持する代わりに、Merkleツリーのフォレストとして構成されたごく小さなハッシュベースのアキュムレータのみを保持し、各トランザクションには、入力が実際に未使用であることをノードが検証できる証明が付随する。

要するにButerin氏は、ノードが保持するデータ量を減らせるよう、Ethereumがノードのステート管理に複数の手法を許容することを望んでいる。ステート増加の問題を解決できれば、Ethereumはスケールに伴って分散化のコストを増大させることなく拡張できる。ネットワークの長期的なスケーラビリティの道筋は、現在このバランスにかかっている。このバランスは長年、Ethereumの研究の方向性を形づくってきた。かつての「ステートレント」提案はステートレス性の研究へと置き換えられ、ロードマップでは、実行クライアントが保持すべき過去のブロックデータの量に上限を設けるEIP-4444を通じて、ストレージ問題に別途対応している。

Ethereumはより軽量なデータ保存を目指す

この提案が重要なのは、Ethereum上に保持されているデータの約80%~82%が新規の永続的記録として生成されているためである。これに対し、アカウントは14%、コントラクトコードは4%を占める。ネットワークに追従するため、各フルノードは今後さらに多くの情報を保存する必要がある。トークン残高やその他の記録が増加する中、UTXO型のアプローチは、大量の永続的記録を追加することなく支払いを処理する代替手段を提供しうる。

推計によれば、Ethereumが対象を絞った支払いにUTXO型のアプローチを採用した場合、ノードに必要なストレージは99.8%近く減少するという。これは、トランザクションが行われるにつれて、Ethereumがストレージの比例的な増加を伴わずに取引活動の増加を実現できる可能性があることを意味する。さらに、Ethereumは、それを必要とするアプリケーション向けの永続的で複雑なデータの保存については、現在の方法を維持することもできる。

このより軽量なストレージモデルは、Ethereumの保存情報のうち定期的に利用されるものがいかに少ないかを考えれば、より実用的である可能性がある。アカウントおよびストレージの記録のうち、30日以内にアクセスされるのは4%未満にとどまる。通常、UTXOデータベースは約11~11.5GBを占有するが、Utreexoはローカルに保存する情報を1KB未満まで削減する。その代償として、検証時に追加の証明データが必要となる。

Ethereumにとって同様のバランスは、休眠状態の記録を別の場所へ移しつつ、頻繁に使用される情報をすぐに利用できる状態に保つことを可能にするだろう。これにより、過去の情報を削除することなく、ノードのストレージ負担を軽減できる。

まとめ

Ethereumは現在、分散性を維持しながらスケールするために、より軽量なストレージを模索しており、Utreexoは、機能を制限することなくネットワークがノードのストレージを削減できる可能性を示す証左である。このような転換は、Ethereumの改善提案およびハードフォークのプロセスを経ることになり、差し迫ったプロトコル変更ではなく、注視すべき研究の方向性と位置づけられる。

出典: AMBCrypto