アバランチ（AVAX）スケーラビリティの秘密を解説

ブロックチェーン技術は、その分散性と透明性から、金融、サプライチェーン管理、投票システムなど、様々な分野での応用が期待されています。しかし、多くのブロックチェーンは、トランザクション処理能力の限界、すなわちスケーラビリティの問題を抱えています。この問題を解決するために、様々なスケーリングソリューションが提案されていますが、その中でもアバランチ（AVAX）は、独自のアーキテクチャによって高いスケーラビリティを実現しているとして注目を集めています。本稿では、アバランチのスケーラビリティの秘密を、その基盤技術であるアバランチコンセンサスプロトコル、サブネット、そして仮想マシンを中心に詳細に解説します。

1. アバランチコンセンサスプロトコル：従来のコンセンサスプロトコルとの違い

従来のブロックチェーン、例えばビットコインやイーサリアムは、コンセンサスプロトコルとしてプルーフ・オブ・ワーク（PoW）を採用しています。PoWは、複雑な計算問題を解くことでトランザクションの正当性を検証し、ブロックチェーンに新しいブロックを追加する仕組みです。しかし、PoWは、計算資源の消費が大きく、トランザクション処理速度が遅いという欠点があります。また、プルーフ・オブ・ステーク（PoS）も広く採用されていますが、ステークプールへの集中や、ロングレンジ攻撃といった課題が存在します。

アバランチは、これらの従来のコンセンサスプロトコルの課題を克服するために、アバランチコンセンサスプロトコルを採用しています。アバランチコンセンサスプロトコルは、古典的なゴシッププロトコルをベースにしており、ノードがランダムに他のノードに問い合わせを行い、トランザクションの正当性について意見交換を行います。このプロセスを繰り返すことで、ネットワーク全体が迅速かつ効率的に合意に達することができます。

アバランチコンセンサスプロトコルの特徴は、以下の3点です。

• リーダーレス：特定のリーダーノードが存在しないため、単一障害点のリスクがありません。
• サブサンプリング：すべてのノードがすべてのトランザクションを検証するのではなく、ランダムに選択されたノードに問い合わせることで、検証コストを削減します。
• 高スループット：並行処理が可能であり、トランザクション処理速度が非常に高速です。

アバランチコンセンサスプロトコルは、これらの特徴により、従来のコンセンサスプロトコルと比較して、高いスケーラビリティ、セキュリティ、そして効率性を実現しています。

2. サブネット：カスタマイズ可能なブロックチェーンネットワーク

アバランチのもう一つの重要なスケーラビリティの秘密は、サブネットの概念です。サブネットは、アバランチネットワーク上に構築された、独立したブロックチェーンネットワークです。各サブネットは、独自の仮想マシン、コンセンサスプロトコル、そしてルールセットを持つことができます。

サブネットを使用することで、開発者は、特定のアプリケーションやユースケースに最適化されたブロックチェーンネットワークを構築することができます。例えば、DeFiアプリケーションのために、高いトランザクション処理速度と低い手数料を重視したサブネットを構築したり、ゲームアプリケーションのために、複雑なスマートコントラクトを実行できるサブネットを構築したりすることができます。

サブネットには、以下の3つのタイプがあります。

• P-Chain (Platform Chain)：アバランチネットワーク全体の管理を担当するチェーンです。サブネットの作成、バリデーターの管理、そしてアバランチネットワークのセキュリティを維持する役割を担います。
• X-Chain (Exchange Chain)：アバランチネットワーク上のアセットの作成と取引を可能にするチェーンです。ERC-20トークン互換性があり、様々なアセットを簡単に発行することができます。
• C-Chain (Contract Chain)：イーサリアム仮想マシン（EVM）互換性があり、既存のイーサリアムアプリケーションを簡単にアバランチネットワークに移植することができます。

これらのチェーンに加えて、開発者は、独自のカスタムサブネットを構築することができます。カスタムサブネットは、特定のアプリケーションのニーズに合わせて、仮想マシン、コンセンサスプロトコル、そしてルールセットを自由にカスタマイズすることができます。

3. 仮想マシン：多様なアプリケーションをサポート

アバランチは、多様なアプリケーションをサポートするために、複数の仮想マシンをサポートしています。現在、アバランチネットワーク上で動作している主な仮想マシンは、以下の通りです。

• EVM (Ethereum Virtual Machine)：イーサリアム仮想マシンは、最も広く使用されている仮想マシンの一つであり、多くのDeFiアプリケーションやNFTアプリケーションがEVM上で動作しています。アバランチのC-Chainは、EVM互換性があり、既存のイーサリアムアプリケーションを簡単に移植することができます。
• AvalancheVM：アバランチチームが開発した新しい仮想マシンであり、アバランチコンセンサスプロトコルに最適化されています。AvalancheVMは、EVMよりも高いパフォーマンスと効率性を実現することが期待されています。

これらの仮想マシンに加えて、開発者は、独自のカスタム仮想マシンを構築することも可能です。カスタム仮想マシンを使用することで、特定のアプリケーションのニーズに合わせて、仮想マシンの機能を自由にカスタマイズすることができます。

4. アバランチのスケーラビリティの検証

アバランチのスケーラビリティは、様々なテストネットやメインネットでの運用によって検証されています。アバランチネットワークは、理論上、1秒あたり4,500トランザクション（TPS）を処理することができます。また、実際の運用においても、高いトランザクション処理能力を発揮しており、DeFiアプリケーションやNFTアプリケーションの利用者が増加しても、ネットワークの遅延や手数料の上昇を抑制しています。

アバランチのスケーラビリティは、以下の要素によって支えられています。

• アバランチコンセンサスプロトコル：高速かつ効率的なコンセンサスアルゴリズム
• サブネット：ネットワークの分割と並行処理
• 仮想マシン：多様なアプリケーションのサポート

5. まとめ

アバランチは、アバランチコンセンサスプロトコル、サブネット、そして仮想マシンという独自のアーキテクチャによって、高いスケーラビリティを実現しています。アバランチコンセンサスプロトコルは、従来のコンセンサスプロトコルの課題を克服し、高速かつ効率的なトランザクション処理を可能にします。サブネットは、特定のアプリケーションに最適化されたブロックチェーンネットワークを構築することを可能にし、ネットワークの柔軟性を高めます。そして、仮想マシンは、多様なアプリケーションをサポートし、アバランチネットワークの利用範囲を広げます。

アバランチは、これらの技術を組み合わせることで、ブロックチェーン技術の普及を加速させる可能性を秘めています。今後、アバランチネットワーク上で、より多くのアプリケーションが開発され、利用されることで、ブロックチェーン技術の可能性がさらに広がることが期待されます。