Suiブロックチェーンのコア分散型システムプロトコルの解析

Mysten Labsは8月18日にSui Lutrisのホワイトペーパーを更新し、数ヶ月のテストを経て以下の重要な成果を確定しました：

1. PTBsと5K TPSを使用する場合、Suiは毎秒140kから150kの操作を処理でき、これはメインネットのピーク（約700TPS）のベンチマーク性能を大幅に上回ります。

2. 一部の検証ノードが停止している場合でも、Suiの最終確認遅延は0.5秒未満に保たれます。

ホワイトペーパーでは、外部テスターが自身の検証テストでこれらのデータを再現する方法が詳しく説明されており、安全性の証明とSuiの運用メカニズムの詳細な説明が提供されています。

! Sui Lutrisレポートガイド:Sui Public Chainのコア分散システムプロトコル

Suiメインネットのリリース後、ゲームやNFTなどのエキサイティングなアプリケーションがブロックチェーン上に登場しました。最近、Mysten LabsはSuiをサポートする分散システムSui Lutrisに関する技術報告書を発表しました。Sui Lutrisは、Suiが高スループットと長期的な安定性の条件下で低遅延を維持できるようにします。

ブロックチェーン技術はビットコインの誕生以来、10年以上の発展の歴史を持ち、その間にゲームやNFTなどの新しいアプリケーションシーンが登場しました。ブロックチェーンコミュニティは、特に高負荷の処理とリアルタイムの応答を提供する方法を探求し続けています。

現在、L1ブロックチェーンは二つの主要な課題に直面しています：低遅延を維持しつつ、高スループットを実現すること、そしてコンセンサスプロトコルの長期的な安定性を確保することです。これらの課題は、バリデーションノードの動的な参加と構成によって克服することができます。

高いスループットを実現するための効果的な方法の一つは、DAGベースのコンセンサスプロトコルを使用することです。例えば、Suiが採用しているNarwhal/Bullsharkのようなプロトコルです。この種のプロトコルは、ブロックチェーンが同時に大量のトランザクションを処理することを可能にし、ゲームやNFTなどのアプリケーションに非常に適しています。しかし、DAGベースのプロトコルは数秒の遅延を引き起こす可能性があり、これは一般的な送金やゲーム操作にとって大きな影響を与えることがあります。

一方で、非合意プロトコルは、初期研究のFastPayプロトタイプのように、遅延とスケーラビリティの面で巨大な可能性を示しています。これらのプロトコルは、合意の段階を排除することによって、並行処理された独立した取引に追加の処理を必要とせずに、取引の迅速な処理を実現しました。しかし、このアプローチは、限られたカテゴリの単純なブロックチェーン操作のみに適用され、スマートコントラクトの表現力を制限し、動的に変化する検証ノードセットの再構成において課題があります。

これら二つのプロトコルは可能性を持っているものの、現時点では製品レベルのブロックチェーンに広く適用されておらず、主に学術的な議論の段階にとどまっています。Sui LutrisはSuiネットワークを支えるコアプロトコルとして、DAGベースのコンセンサスと非コンセンサス手法を巧みに組み合わせ、両者の利点を実現しています：サブ秒の遅延（1秒未満）と毎秒数千件のトランザクションの持続的なスループットです。同時に、Suiは共有オブジェクト上で複雑な契約を実行し、チェックポイントを生成し、周期を越えて検証ノードセットを再構成する能力を保持しています。

コンセンサスと非コンセンサス手法の融合

Sui Lutrisは独自のハイブリッド方式を採用しています。単一所有者が所有する資産（ユニークオブジェクト）に関する操作では、システムは検証ノード間で一貫したブロードキャストプロトコルを使用して、コンセンサス以下の遅延を実現します。共有オブジェクトに関わる複雑なスマートコントラクトの場合、Sui Lutrisはコンセンサスメカニズムに依存しています。さらに、Sui Lutrisはチェックポイントの定義や検証ノードの再構成などのネットワーク維持操作もサポートしています。この革新的な戦略は、複製されたビザンチン環境での取引を処理する際に、効率と安全性のバランスを取る解決策を提供します。

Sui Lutrisの取引ライフサイクルには以下のステップが含まれます：

1. ユーザーは、所有しているオブジェクトや独占オブジェクトと共有オブジェクトの組み合わせを変更するために、取引を作成し署名します。

2. 取引は全ノードを通じてSui Lutris検証ノードに送信され、有効性とセキュリティのチェックが行われ、署名後にクライアントに返されます。

3. クライアントは大多数の検証ノードの応答を収集し、取引証明書を形成し、この時点で取引は最終確認状態に達します。

4. 証明書はすべての検証ノードに送信されて検証されます。専有オブジェクトに関連する取引は、コンセンサスエンジンを待たずに即座に処理されます。すべての証明書はDAGベースのコンセンサスプロトコルに転送されます。

5. コンセンサス出力証明書番号、検証ノードが共有オブジェクトを含む取引を実行します。

6. クライアントはほとんどのバリデーションノードの応答を収集し、有効な証明書として組み立てて取引の決済証明とします。

7. 各コンセンサスの提出に対してチェックポイントを形成し、再構成プロトコルを駆動します。

! Sui Lutrisレポートガイド:Sui Public Chainのコア分散システムプロトコル

主要な取引プロセスを除いて、Sui Lutrisは製品レベルのブロックチェーンをサポートする機能の一連を提供しています。

• チェックポイントプロトコルを実装し、システムのすべての取引の履歴を生成して、監査と同期を容易にします。
• 各サイクルの終了時に再構成をサポートし、検証ノードのセットとその投票権の変更を許可します。
• サイクルの終了時に安全に"ロック解除"された誤ってロックされた資産の損失を最小限に抑えます。

Suiは大量のユーザー資産を管理するブロックチェーンとして、その基盤となるSui Lutrisのセキュリティが非常に重要です。完全な技術報告書は、セキュリティと活性プロトコルに関する詳細情報を提供し、標準的な分散システムモデルにおけるビザンチン参加者との部分的な同期に関するセキュリティ証明を示しています。