ヴィタリックによるブロックチェーンのスケーラビリティの階層的理解：計算から状態へ

イーサリアムの共同創始者ヴィタリック・ブテリンは、最近Odailyメディアを通じてブロックチェーンのスケーラビリティ問題に対する深い理解を述べました。彼は洞察に満ちた階層的フレームワークを提案しています：ブロックチェーンの拡張難易度を計算、データ、状態の3つの次元に低い順から高い順に分類するというものです。この理解は、なぜ一部の拡張方案が比較的容易に実現できるのに対し、他の方案は困難を伴うのかを明らかにしています。

第一層：計算能力——最も突破しやすいボトルネック

ヴィタリックは、計算層が三つの中で最も拡張しやすい部分であると指摘しています。計算拡張を実現する方法は比較的成熟しています。一つは並列化技術を用いて、ブロックビルダーが提供する"ヒント"を利用し複数の計算タスクを同期して実行すること。もう一つは、重い計算処理の代わりに暗号学的証明を用いることであり、その中でもゼロ知識証明（ZK-proof）が最も効果的なツールとなっています。これらの方法はすでに複数の拡張方案で検証されており、技術的な道筋は明確です。

第二層：データストレージ——比較的複雑な課題

データ層の拡張難易度は計算層よりも明らかに高いです。システムがデータの可用性を保証する必要性が問題をより複雑にしています。ノードはデータにアクセスできるだけでなく、すべての参加者にとってデータが確かに利用可能であることを確認しなければなりません。ただし、この層にもさまざまな最適化方案があります。データシャーディング技術は情報を分散して保存でき、PeerDASなどの誤り訂正符号（エラー訂正コード）を用いたエンコーディング方法はデータ量を大幅に圧縮します。また、「優雅なダウングレード」をサポートするシステム設計により、低ストレージ容量のノードでも相応のサイズのブロックを生成でき、ネットワークへの参加度を高めることが可能です。

第三層：状態管理——最も深い構造的ジレンマ

状態層は、三つの次元の中で最も扱いが難しい部分です。ヴィタリックは、核心的な困難として、取引を検証するだけでなく、ノードが完全なアカウント状態を把握している必要がある点を強調しています。状態を木構造に抽象化し、ルートハッシュ値だけを保持する方法もありますが、そのルート値を更新する過程は依然として完全な状態の処理に依存しています。状態シャーディングの理論的方案も存在しますが、これらの方法は大規模なシステムアーキテクチャの改造を必要とし、汎用的な適用は難しいのが現状です。これが、状態拡張が業界で最大の難題と認識されている理由です。

アーキテクチャの反復における優先順位の考察

以上の分析に基づき、ヴィタリックは示唆に富む結論を導き出しています：データが状態を効果的に代替でき、かつ新たな中央集権リスクをもたらさない場合、それが最優先の方案となるべきです。同様に、計算がデータを代替でき、追加の中央集権仮説を伴わない場合も、真剣に検討に値します。この理解の枠組みは、イーサリアムや他のブロックチェーンの技術進化を段階的に導き、開発者が多くの拡張方案の中から最適なバランス点を見つける手助けとなっています。ヴィタリックのこの階層的なスケーラビリティの理解は、業界全体にとって明確な技術マップを提供しています。