MITの研究者はより速くより効率的な暗号通貨を開発します：Vault

• 新しい暗号通貨ボールトは、ユーザーがネットワークに参加してトランザクションを検証するために必要なデータの量を大幅に削減します。
• ビットコインの143GBとイーサリアムの5GBと比較して、5億トランザクションのストレージとブートストラップのコストを477MBに削減します。

分散型電子決済の場合、暗号通貨は最近最も有望なアプローチのようです。ただし、多数のユーザーとトランザクションをサポートするには、暗号通貨は2つの重要で関連するボトルネックに対処する必要があります。ブートストラップ（ユーザーがネットワークに参加するためにダウンロードする必要のあるデータの量）とストレージ（すべてのユーザーが保存する必要のあるデータの量）です。

たとえば、ビットコインネットワークに参加して正しい状態を受け取ったことを確認するには、2019年1月の時点で、ユーザーは約200 GBのデータをダウンロードする必要があります。これにより、一部のユーザーのプロセスが非常に遅くなります。

最近、MITの研究チームは、ユーザーがネットワークに参加し、トランザクションを検証するために必要なデータの量を既存の有名な暗号通貨と比較して大幅に削減する新しい暗号通貨を考案しました。したがって、ネットワークは適切に拡張できます（ビットコインとは異なり、コストはトランザクションの数に比例して増加しません）。

この新しい暗号通貨はどのように機能しますか？

Vaultという名前の新しい暗号通貨を使用すると、ユーザーはトランザクションデータ全体のごく一部をダウンロードするだけでネットワークに参加できます。検証には、ユーザーの処理とデータストレージの要件を最小限に抑えるために、ネットワーク全体に分割および分散された最新のトランザクションデータのみを使用します。

この暗号通貨のすべてのブロックは、ハッシュ（一意の識別文字列）、ブロックチェーン内のその場所、およびタイムスタンプで構成されます。新しい各ブロックは前のブロックのハッシュで構成され、1つのブロックで最大10 MBのデータ（最大10,000トランザクション）を伝送できます。これらのデータは、すべてのユーザーが確認する必要があります。

Vaultは、他の既存の暗号通貨よりもスケーラブルなAlgorandという名前の安全な暗号通貨ネットワーク上に構築されています。 「プルーフオブステーク」モデルを使用して、ブロックを検証し、新しいユーザーが効率的な方法でネットワークに参加できるようにします。

参照：暗号通貨の高速ブートストラップ| MIT CSAIL

代表的な検証「委員会」が各ブロックに選ばれます。ネットワークでより多くの株（お金）を持っているユーザーは、選択される可能性が高くなります。すべてのトランザクションを検証する代わりに、ユーザーはネットワークに参加するために証明書を検証するだけで済みます。

新しい証明書にはそれぞれ、「ブレッドクラム」と呼ばれる先行する数百のブロックに基づく検証情報が含まれています。参加時に、ユーザーは前のブロックのブレッドクラムを次のブロックのブレッドクラムと照合します。

そのブレッドクラムは、次のブロックの別のブレッドクラムとさらに一致させることができます。このように、ユーザーは、将来別のブロックを検証するために前の1つのブロックのみを必要とし、中間のすべてのブロックをスキップして、かなりの量の帯域幅を節約します。

データストレージ要件をどのように削減しますか？

Vaultのシャーディングスキームは、トランザクションデータを小さなチャンクに分割し、ネットワーク全体に分散するため、各ユーザーはトランザクションを検証するために大量のデータを処理する必要がありません。

これを安全な方法で行うために、Vaultはバイナリマークルツリーを実装します。ルートノードには単一ブロックのハッシュが含まれ、各下部ノードには1つのブロックトランザクションに関与する1つのアカウントの残高情報を表すハッシュが含まれます。

ツリーは下から上に構築され、ブロックハッシュとバランスが相互に接続されています。ネットワークは2つの子ノードを結合して、親ノードのハッシュを取得し、個々のトランザクションを検証します。

マークルツリーは個々のシャードに分割され、さまざまなユーザーセットに割り当てられます。従来の暗号通貨とは異なり、各シャードは大規模なデータ構造の小さな部分を格納します。これにより、ユーザーはネットワークの他の部分からのトランザクションを検証できます。

さらに、特定の期間にわたって残高がゼロであるシャードアカウントは自動的に破棄され、ネットワーク上のスペースが解放されます。

読む：ビットコインの所有者は隠されたコミュニティを持つ寡頭制です

Vaultプロトタイプの実装により、5億件のトランザクションで構成される元帳をダウンロードすると、ネットワークに参加する帯域幅をイーサリアムと比較して90.5％、ビットコインと比較して99.7％削減できることが示されました。