NEARプロトコル：ステートレスバリデーション解説

免責事項： 本記事は情報提供のみを目的としたものであり、金融または投資に関するアドバイスを構成するものではありません。暗号資産市場は変動が激しく、投機的な性質を持っています。投資判断を下す前に、資格を持つ専門のファイナンシャルアドバイザーにご相談ください。

目次

• NEARの起源：創設者、歴史、そしてミッション
• NEARプロトコルの仕組み：コンセンサス、トークン、そして基本
• NEARのエコシステム：構築・実行できること
• ブロックチェーンシャーディングの理解：その後のすべて基盤
• Nightshadeシャーディングロードマップ：ローンチからステートレスバリデーションまで
• NEARステートレスバリデーションとは？
• NEAR vs Ethereum vs Solana：アーキテクチャの比較
• よくある質問
• 結論：NEARの将来におけるステートレスバリデーションの重要性

NEAR Protocolは、Nightshadeと呼ばれるシャーディング・アーキテクチャを通じてスケーラビリティを実現するように設計された、レイヤー1のプルーフ・オブ・ステーク（PoS）型ブロックチェーンです。そのネイティブな暗号資産であるNEARトークンは、ガス代、バリデーターのステーキング、およびプロトコルのガバナンスに使用されます。プロトコルのステートレス・バリデーション・アップグレード（Nightshadeロードマップのフェーズ2）は、バリデーターのハードウェア要件を下げ、ネットワークの分散化を促進しつつ、フルスケール時には100,000件以上の秒間取引数（TPS）を目指しています。

一般にヴィタリック・ブテリンが提唱したとされる「ブロックチェーンのトリレンマ」とは、ブロックチェーンがスケーラビリティ、セキュリティ、分散化という3つの特性のうち、同時に実現できるのは最大2つまでであるという考え方です。NEAR Protocolのアーキテクチャ上の選択、特にステートレス・バリデーションは、これら3つすべてを解決するように設計されています。この記事を読み終える頃には、NEAR Protocolとは何か、ステートレス・バリデーションがステートフル・バリデーションとどう違うのかを説明できるようになり、ステートウィットネスやチャンクバリデーターの役割を理解し、イーサリアム独自のステートレスアーキテクチャへの取り組みと比較した、NEARの開発ロードマップにおけるステートレス・バリデーションの位置付けを理解できるようになります。

NEARの起源：創設者、歴史、ミッション

NEARプロトコルは、2018年にイーリヤ・ポロスヒン氏とアレクサンダー・スキダノフ氏によって設立されました。ポロスヒン氏は、GPTやBERTを含む今日の基盤となっているTransformerアーキテクチャを導入した研究である、2017年の画期的な論文「Attention Is All You Need」(https://arxiv.org/abs/1706.03762),)の共著者です。スキダノフ氏は、分散システム研究の経歴を持つ元Googleのエンジニアです。彼らの経験を合わせると、NEARプロトコルは設立当初から、機械学習および大規模分散コンピューティングの分野で既に基礎的な業績を上げていた研究者の手に委ねられることになりました。

設立の動機は極めて実用的でした。それは、スケーラビリティを犠牲にすることなく、開発者が実際にアプリケーションをリリースできるレイヤー1のブロックチェーンを構築することです。当時、既存のブロックチェーンでは、開発者体験とネットワークのスループットのどちらか一方を選択せざるを得ませんでした。NEARの設計目標は、ゼロから構築されたシャーディング・アーキテクチャを通じて、そのトレードオフを解消することでした。

NEAR Protocolは、2020年4月にメインネットをローンチしました。非営利団体であるNEAR Foundation,)は、プロトコルの開発、助成金プログラム、およびエコシステムの成長を管理しています。Foundationは、ネットワークとしてのNEAR Protocolや、資産としてのNEARトークンとは明確に区別されます。この区別は、プロジェクトに関する公式な情報を読む際に重要となります。

NEARプロトコルの仕組み：コンセンサス、トークン、基礎知識

NEARプロトコルは、バリデーターがブロック生成と検証に参加するためにNEARトークンを経済的担保としてステーキングするプルーフ・オブ・ステーク（PoS）コンセンサスモデルにより、ネットワークを保護しています。

プルーフ・オブ・ステーク：NEARはどのようにネットワークを保護しているか

プルーフ・オブ・ステークは、NEARがバリデーターを選択し、不正行為からネットワークを保護するために使用するコンセンサスメカニズムです。バリデーターは、ステーキングと呼ばれるプロセスを通じて、NEARトークンを経済的担保としてロックアップします。その後、彼らは保有するステーキング量に基づいてブロックを生成するために選択されます。NEARは、しきい値付きプルーフ・オブ・ステーク（PoS）モデルを使用しています。最低ステーキング量のしきい値を超えるバリデーターが選択対象となり、ステーキング量が多いほど選択される確率が高まります。不正行為を行うバリデーターは、プロトコルのルールに反する行為やオフラインになった場合に、バリデーターがステーキングしたトークンの一部を破棄するペナルティメカニズムであるスラッシングのリスクを負います。

NEARのブロックファイナリティは、Doomslugと呼ばれるアルゴリズムによって管理されています。これは、すべてのブロックで完全なビザンチン耐性ファイナリティを待つことなく、ブロック生成を進めることを可能にします。Doomslugはブロックがどのようにファイナリティに到達するかを扱い、Nightshadeはチェーンがどのようにシャードに分割されるかを扱います。これらはNEARのアーキテクチャにおける別個のコンポーネントであり、交換可能な用語ではありません。

バリデーターのハードウェア要件は、NEARのシャーディング設計によって直接形成されています。ステートレスバリデーション以前は、シャード全体の状態を保存するバリデーターは、相当なディスクとメモリの負荷に直面していました。ハードウェアコストとバリデーターの参加との間のその関連性は、ステートレスバリデーションが解決するために設計されたアーキテクチャ上の問題です。詳細はNEAR Protocol バリデーター ドキュメント.)をご覧ください。

NEARトークン：ガス手数料、ステーキング、プロトコルガバナンス

NEARトークンはNEAR Protocolのネイティブな暗号資産であり、3つの主要な機能を提供します。それは、ガス手数料（ネットワークアクティビティの処理のためにバリデーターに支払われるトランザクションコスト）の支払い、バリデーターのためのステーキングコラテラルの提供、およびプロトコルガバナンスへの参加促進です。

NEARは約1秒ごとにブロックを生成します。現在、ネットワークは稼働中のシャード全体で毎秒数千件のトランザクション（TPS）を処理しており、ステートレス・バリデーションを伴うフル・シャーディングにおける長期的なアーキテクチャ目標は10万TPS以上です。その数値は設計上の目標であり、現在のパフォーマンスを主張するものではありません。このアーキテクチャは、すべてのトランザクションを単一のチェーンで処理するのではなく、並列シャードにトランザクション処理を分散させることで、そのスループットを達成するように構築されています。ステーキング報酬は、投資商品としてではなく、ネットワークセキュリティへの参加に対するインセンティブとしてバリデーターに支払われるものです。

NEARのエコシステム：構築できること・できること

NEARプロトコルは、DeFi、ゲーミング、NFT、Web3ソーシャルプラットフォームにわたる幅広い分散型アプリケーション（dApps）をサポートしています。以下のエコシステムコンポーネントにより、開発者やユーザーはネットワークと対話するための複数の方法を利用できます。

• スマートコントラクトの開発: NEAR上のコントラクトはRustまたはJavaScript/TypeScriptで記述され、NEARでのスマートコントラクト実行ランタイムとして使用されるポータブルなバイナリ形式であるWebAssembly (WASM) にコンパイルされます。NEAR SDKは両方の言語をサポートしており、このプラットフォームを幅広い開発者ベースにとって使いやすいものにしています。
• Ethereum開発者のアクセス: NEARのEVM互換レイヤーであるAurora を使用すると、Ethereum開発者は既存のSolidityスマートコントラクトを最小限の修正でNEAR上にデプロイできます。AuroraはNEARプロトコルの上に構築された独立した商品であり、NEARネイティブのWASM環境の一部ではありません。
• クロスチェーン資産の移動: NEARのEthereumアセットブリッジであるRainbow Bridge は、NEARプロトコルとEthereum間のトラストレスな資産転送を可能にします。ここでのトラストレスとは、ブリッジが中央の当事者への信頼を必要とせずに動作することを意味し、ユーザーは集権型のカストディアンに依存することなく、2つのネットワーク間でトークンを移動できます。
• ロールアップのためのデータ可用性: NEARは、Ethereumのロールアップや他のチェーンが、低コストで高スループットなデータ可用性のためにNEARのシャーディング・アーキテクチャを利用できるデータ可用性レイヤー (NEAR DA) も提供しており、NEARのアーキテクチャの利点を独自のエコシステム以外にも拡張しています。

開発者は、docs.near.org の NEAR 開発者ドキュメント（https://docs.near.org）から開発を始めることができます。このドキュメントでは、NEAR SDK、スマートコントラクトのデプロイ、開発者ツールについてすべて網羅しています。

NEARのシャーディング・アーキテクチャを理解することは、同ネットワークがいかにしてこのエコシステムを大規模に展開しているかを把握するための次のステップとなります。

--- ## ブロックチェーンシャーディングの理解：後続するすべてへの基盤

シャーディングは、NEARプロトコルのスケーラビリティ設計の中心となるアーキテクチャ技術であり、それを理解することがステートレスバリデーションを理解するための基盤となります。

ブロックチェーンシャーディングとは？

ブロックチェーンのシャーディングは、データベース設計から借用された水平パーティショニング技術であり、ブロックチェーンのトランザクション処理の負荷を「シャード」と呼ばれる複数の並列処理パーティションに分割します。すべてのノードがすべてのトランザクションを処理するのではなく（これはビットコインやシャーディング導入前のイーサリアムの仕組みです）、シャーディングによって複数のチェーンで同時に並列処理を行うことが可能になります。スーパーマーケットの並列レジをイメージしてください。1つの列ですべての顧客を順番に処理する代わりに、複数のレジが同時に異なる顧客を対応することで、システムの実効スループットを何倍にも高めることができます。

シャーディングは、シングルチェーン・アーキテクチャでは回避される調整上の課題をもたらします。トランザクションに異なるシャード上のアカウントやスマートコントラクトが含まれる場合、プロトコルはそれを完了させるためにシャード間で調整を行う必要があり、シャードの境界を越えたレシートやコールバックメッセージが必要になります。これらはクロスシャード・トランザクションと呼ばれ、この調整オーバーヘッドの管理は、シャーディングされたブロックチェーン・アーキテクチャにおける中心的な設計課題の一つです。これは、NEARのロングタームなスケーラビリティにとって、なぜステートレス・バリデーションが重要なのかに直接つながっています。

Nightshade：NEARのシャーディング・アーキテクチャ

Nightshadeは、1つの論理的なブロックチェーンを維持しながら、トランザクション処理を並列のシャードに分割するNEAR Protocolのシャーディング・アーキテクチャです。各シャードは、ブロックごとに「チャンク」と呼ばれるトランザクションのサブセットを生成します。すべてのシャードからのすべてのチャンクが同一のブロックに含まれるため、内部で並列処理を可能にしながらも、外見上は単一の統合されたチェーンとしての状態を維持しています。

ナイトシェードはトランザクションをこのように処理します。

["NEAR上の各アカウントは、そのアカウントIDに基づいて特定のシャードに割り当てられます。","トランザクションは、送信者のアカウントを所有するシャードにルーティングされます。","各シャードは、そのブロック期間中にトランザクションのチャンクを生成します。","すべてのアクティブなシャードからのすべてのチャンクが、単一のブロックに集約されます。","ブロックプロデューサーはブロックを検証し、チャンクバリデーター（フェーズ2以降）は個々のチャンクを検証します。"]

2024年現在、NEARはNEARのNightshadeシャーディングに関するドキュメント.)によると、6つのアクティブなシャードで運用されています。Nightshadeロードマップのフェーズ3以降ではダイナミック・リシャーディングが導入され、これによりシャード数を固定するのではなく、ネットワークの需要に基づいて自動的に拡張できるようになります。

クロスシャードトランザクションでは、追加の調整ステップが必要です。送信側シャードがレシートを生成し、受信側シャードが後続のブロックでそれを処理します。この調整の複雑さは、シャード数とともに増加します。ステートレスバリデーションは、ステートの保存とバリデーション作業を完全に分離することにより、シャード境界をまたいだステート管理のバリデーター側のオーバーヘッドを削減し、大規模なクロスシャード実行の効率化に貢献します。

Nightshadeの段階的な開発を理解することは、次節で説明するロードマップにおいてステートレス・バリデーションを位置付けるための不可欠な背景となります。

Nightshadeシャーディング・ロードマップ：ローンチからステートレス・バリデーションまで

Nightshadeシャーディングアーキテクチャは段階的に展開されており、各フェーズでバリデータがシャードの状態とやり取りする方法が変更されています。

フェーズ1からフェーズ2への移行は、この記事の概念的な核心です。フェーズ1では、各バリデーターが割り当てられたシャードの完全なステートをローカルに保存していましたが、これはシャードにアカウントデータやコントラクトストレージが蓄積されるにつれて増大する、重大なハードウェアの負担となっていました。フェーズ2では、チャンクバリデーターに対するそのストレージ要件は完全に排除されます。彼らは各チャンクに必要なステートのみをステートウィットネスの形式で受け取り、チャンクを検証し、そのウィットネスを破棄します。

次のセクションでは、フェーズ2（ステートレスバリデーション）に焦点を当てます。その具体的な内容、仕組み、そしてバリデーターとユーザー双方への影響について解説します。

NEARステートレス・バリデーションとは？

**ステートレス・バリデーション（Stateless validation）**は、NEAR Protocolのアップグレード（Nightshadeのフェーズ2）であり、チャンクバリデーターがシャードのフルステートを保存することなくトランザクションチャンクを検証する仕組みです。バリデーターは、ローカルで永続的なステートデータを維持する代わりに、ブロックプロデューサーによって生成された、各チャンクの検証に必要な情報を正確に含んだ暗号化データパッケージである「ステートウィットネス」を受け取ります。

ステートレスバリデーションはNEAR固有のものではなく、複数のブロックチェーンエコシステムで検討されているアーキテクチャアプローチです。NEARの実装は、データアクセスレイヤーで動作するイーサリアムのステートレスクライアントロードマップとは異なり、実行レイヤーにおける特定的かつ具体的なデプロイメントです。この機能に関するNEARの正式な用語は、「ステートレスクライアント」（イーサリアムの用語）や「ステートレス実行」ではなく、「ステートレスバリデーション」です。

技術仕様の詳細については、NEAR Foundationのステートレス・バリデーションのお知らせ.)

課題：ステートフル・バリデーションがスケールしない理由

ステートフルなシャーディングモデルでは、各バリデーターは割り当てられたシャードの完全なステートをローカルに保存し、維持する必要があります。ブロックチェーンが成長するにつれて、これは3つの複合的な問題を引き起こします。それは、小規模なバリデーターを排除するハードウェアコストのインフレ、資金力のあるノード運用者にバリデーションを集中させる中央集権化の圧力、そしてシャードの追加がバリデーターセット全体でストレージ要件を比例的に増大させるスケーラビリティの限界です。

以下の表は、ステートフル検証とステートレス検証を5つの次元で比較したものです。

ネットワークが成長し、ステートが蓄積するにつれて、ステートフルモデルは最終的に以下のいずれかの選択を迫られます。ハードウェア要件のさらなる引き上げ、シャード数の削減、またはバリデーターの集中化の受け入れです。ステートレスバリデーションは、ステートを保存する主体とトランザクションを検証する主体を分離することによって、その制約を打破します。

ソリューション：ステートレスバリデーションの定義

ステートレスバリデーションにより、チャンクバリデーターは状態ストレージの要件から解放されます。シャード状態のローカルコピーを維持する代わりに、チャンクバリデーターは、ブロックプロデューサーからステートウィットネスとしてパッケージ化された、検証対象の各チャンクに必要な正確な状態データを受け取ります。検証後、ウィットネスは破棄されます。永続的なストレージは発生しません。

実質的な結果として、バリデーターはシャード状態を保持するために、もはや大容量のディスク容量を必要としません。ネットワークは、バリデーターごとのストレージ要件を比例して増加させることなく、スループットを向上させるためにシャード数を増やすことができます。検証作業と状態ストレージ作業は、現在、異なるハードウェアプロファイルを持つ異なる参加者によって実行されています。状態を維持するブロックプロデューサーと、それを格納せずに検証するチャンクバリデーターです。

ステートウィットネス：暗号鍵

NEAR Protocolにおける**ステートウィットネス（state witness）**とは、ブロック生産者によって生成される暗号化データパッケージのことです。これには、チャンクバリデーターが特定のトランザクションチャンクを検証するために必要なすべてのアカウント残高やコントラクトストレージの値が含まれており、バリデーターがシャードの全ステートをローカルに保存する必要をなくします。

このメカニズムは5つのステップで構成されています。

["ブロックプロデューサーは、担当シャードのフルステートを維持し、そのシャード用のチャンクを生成します。","ブロックプロデューサーは、そのチャンクのステートウィットネスを生成します。これには、NEARのステートトライ（すべての口座残高とコントラクトストレージを記録する暗号学的データ構造）から取得した関連ステート値が含まれます。","ステートウィットネスは、このブロックのためにそのシャードに割り当てられたチャンクバリデーターに送信されます。","チャンクバリデーターは、ウィットネスを使用して、チャンク内の各取引の正当性を検証します。","チャンクバリデーターは、検証後、ステートウィットネスを破棄し、永続的なステートストレージは行いません。"]

ステートウィットネス（状態証人）とは、ブロック生成者から発行される、ある状態を証明する証拠のようなものです。それは、バリデーターが台帳全体を保持することなく、トランザクション実行時のアカウント残高が十分であり、コントラクトの状態が有効であったことを証明します。その証拠には、特定のトランザクションを検証するために必要な情報だけが含まれており、それ以上のものは一切含まれません。

NEARのプロトコル仕様全体を通して使用される用語は、「ステート・ウィットネス」であり、「ステート・プルーフ」やその他のバリエーションではありません。技術仕様の詳細を知りたい読者は、NEAR Enhancement Proposals (NEPs) repository) を参照できます。

チャンクバリデーター対ブロックプロデューサー：ネットワーク参加の2つの階層

NEARにおけるチャンクバリデーターとは、ブロックプロデューサーから提供されたステートウィットネスを使用して、ローカルにシャードのフルステートを保存することなく、特定のトランザクションチャンクを検証するバリデーターノードのことです。

ブロックプロデューサーとチャンクバリデーターは、2層アーキテクチャを形成します。

• ブロックプロデューサーは、シャードのフルステートを維持し、ブロックを生成し、生成した各チャンクのステートウィットネスを作成します。シャードの状態を継続的に保存および更新する必要があるため、より高いハードウェア要件が求められます。
• チャンクバリデーターは、ブロックプロデューサーからステートウィットネスを受け取り、それを使用して特定のチャンク内のトランザクションを検証した後、ウィットネスを破棄します。永続的な状態を維持せず、ブロックを生成しません。

チャンクバリデーターはエポックごとにシャード間でランダムにローテーションされ、NEARでは各エポックは約12時間続きます。このローテーションにより、バリデーターが特定のシャードに他のバリデーターと結託したり、そのシャードに対する標的型攻撃の対象（アタックサーフェス）となったりするのに十分な期間、同じシャードに割り当てられるのを防ぎます。

チャンクバリデーターは永続的な状態を保存しないため、1基あたりの資本コストはブロック生成バリデーターノードの運用コストよりも大幅に低くなります。これにより、NEARネットワークのセキュリティ確保に参加できる対象が広がります。

ステートレスバリデーションが分散化とスケーラビリティにもたらすもの

ステートレスバリデーション（Stateless validation）は、NEARネットワークに相互に関連する3つの成果をもたらします。それは、さらなる分散化、スケーラビリティの向上、そしてブロックチェーンのトリレンマに対する目に見える進展です。

分散化。チャンクバリデータに対するハードウェア要件の緩和により、バリデータノードの運用にかかる資本の壁が低くなり、バリデータセットが拡大します。ブロックプロデューサーには依然として高いハードウェアスペックが求められますが、シャード数が増えるにつれて、チャンクバリデータがアクティブな検証作業の大部分を占め、その割合は増加し続けます。その結果、ネットワークセキュリティへの参加に向けた、より幅広くアクセスしやすい道が開かれることになります。

スケーラビリティ。 状態ストレージと検証作業を分離することで、NEARはバリデーターあたりのハードウェア要件を比例して増加させることなく、シャード数を増やすことができます。ネットワークは、フルシャーディングとステートレス検証により、100,000 TPS超を目標としていますが、これはアーキテクチャによって裏付けられた設計目標であり、現在のパフォーマンスを示すものではありません。検証スループットは、フェーズ1における主な制約であったステートストレージの入出力によってボトルネックになることはなくなりました。

ブロックチェーンのトリレンマの進展。 ブロックチェーンのトリレンマ（一般にヴィタリック・ブテリン氏に帰せられる）は、ブロックチェーンがスケーラビリティ、セキュリティ、分散化の3つのうち、同時に最大2つまでしか実現できないというものです。ステートレス・バリデーションは、これら3つすべてに一度に対処します。スケーラビリティは、シャードあたりのバリデーション・スループットの向上によって改善されます。分散化は、チャンク・バリデーターのハードウェア要件が低くなることで向上します。セキュリティは、特定のシャードに対する標的型攻撃を防ぐ、ランダムなチャンク・バリデーターのローテーションによって向上します。

主なポイント：

• ステートレスバリデーションとは、NEARのフェーズ2ナイトシェードアップグレードであり、チャンクバリデーターからステートストレージの要件を削除するものです。
• ブロックプロデューサーはステートウィットネスを生成し、チャンクバリデーターはそれらを使用してチャンクを検証した後、破棄します。
• チャンクバリデーターは完全なシャードステートを保存しません。これがステートフルバリデーションとの決定的な違いです。
• チャンクバリデーターのハードウェア要件の低減は、ネットワークセキュリティへの参加者を広げます。
• NEARはフルシャーディングにより100,000 TPS超を目指しており、ステートレスバリデーションは、その道のりにおける主要なボトルネックを解消します。

NEARのアプローチがイーサリアムやソラナの構築内容とどう比較されるかを理解するために、次のセクションでは、これら3つのネットワークにおけるアーキテクチャのトレードオフを考察します。

NEAR vs. Ethereum vs. Solana: アーキテクチャの比較

NEAR Protocol、Ethereum、およびSolanaは、大規模な環境での高いトランザクション・スループットの実現という、同一の主要課題に対して3つの異なるアーキテクチャ・アプローチをとっています。これらの違いを理解することは、いずれかが優れていると順位付けするのではなく、各プロトコルの設計におけるトレードオフを評価するのに役立ちます。

NEAR vs. Ethereum: 実行シャーディング vs. データ・シャーディング

NEARとEthereumは、シャーディングのアプローチ、ステートレスアーキテクチャの実装、開発者ツールの3つの根本的なアーキテクチャ上の側面において異なります。

シャーディングに関して、NEARはNightshadeを通じて実行シャーディングを追求しています。トランザクション処理ワークロード自体は並列シャードに分割され、各シャードがブロックに組み立てられるチャンクを生成します。Ethereumはdanksharding（Ethereumのデータ可用性シャーディングアプローチ）を通じてデータシャーディングを追求しており、これは基盤レイヤーでの実行シャーディングではなく、レイヤー2のロールアップ向けに安価なデータストレージを提供することに焦点を当てています。Ethereumの実行スケーリングは、基盤チェーン自体のパーティショニングではなく、基盤チェーン上に構築されたロールアップによって処理されます。

ステートレスアーキテクチャにおいて、NEARのステートレスバリデーションはフェーズ2の実装が進行中です。イーサリアムは、ステートトライ全体を保存することなくライトクライアントが状態を検証できるようにする暗号学的データ構造であるバークルツリーを中心に据えた、ステートレスクライアント向けのロードマップを策定しており、これは現在も開発が進められています。NEARとイーサリアムは両方ともステートレスアーキテクチャを追求していますが、そのレイヤーは異なります。NEARのアプローチは実行・検証レイヤーにあり、イーサリアムのステートレスクライアントに関する取り組みはデータアクセスレイヤーで実行されます。これらは同じ根本的な問題に対する並行するアプローチであり、同じ設計の競合する実装ではありません。

開発ツールについて、NEARはWebAssembly（WASC）をスマートコントラクト実行ランタイムとして使用し、RustおよびJavaScript/TypeScriptを主要なスマートコントラクト言語としています。Ethereumは、主要言語としてSolidityを備えたイーサリアム仮想マシン（EVM）を使用しています。NEARはAuroraを通じてEVM互換性を提供しており、これによりSolidity開発者はスマートコントラクト開発のためにRustまたはJavaScriptを学習する必要なく、アクセスできるようになります。

NEARとイーサリアムは、単一のパフォーマンス軸で直接比較されるものではなく、それぞれ異なるアーキテクチャ上のトレードオフを考慮して設計されています。イーサリアムの詳細なデータシャーディング・ロードマップについては、イーサリアムのDankshardingロードマップ. を参照してください。

NEAR vs. Solana：シャーディングによるスケール vs. シングルチェーンの速度

Solanaは、高スループット（高速処理）の実現に独自の道を選択しています。シャーディングを行わず、単一チェーンで全てのトランザクションを処理するアーキテクチャであり、ネットワークパフォーマンスを維持するため、バリデーターには高いハードウェア要件が求められます。この設計により、大幅なスループットが実現されますが、ネットワーク上の全てのバリデーターにハードウェアコストの負担が生じ、結果として経済的にバリデーターノードを運用できる独立した参加者の数が限定されます。

NEARのシャーディングアーキテクチャは、並列シャーディング全体にワークロードを分散させ、ステートレスバリデーションにより、チャンクバリデーターのバリデーターごとのハードウェア要件を削減します。設計思想の違いはトレードオフによるもので、Solanaは単一チェーンのパフォーマンスの一貫性を優先する一方、NEARはスループットがスケーリングするにつれてバリデーターのアクセス可能性を維持するために、シャーディング全体に負荷を分散させます。

NEARプロトコルとステートレス検証（Stateless Validation）に関するよくある質問

以下の質問は、NEAR Protocolとステートレスバリデーションに関する最も一般的な検索クエリに対応しています。

NEAR Protocolとは？

NEAR Protocolは、Nightshadeと呼ばれるシャーディングアーキテクチャを通じて高いスループットを実現するように設計された、レイヤー1のプルーフ・オブ・ステーク型ブロックチェーンです。バリデーターはNEARトークンをステーキングすることで、ブロック生成とネットワークのセキュリティに参加します。このプロトコルは、フルシャーディングの規模で10万TPS以上を目指しており、2020年4月にメインネットをローンチしました。そのステートレス検証のアップグレード（フェーズ2）は、バリデーターのハードウェア要件を軽減し、ネットワークへの参加を広げます。

NEARにおけるステートレス検証とは？

ステートレス・バリデーションは、NEARの「Nightshade（ナイトシェイド）」フェーズ2アップグレードであり、これにより、チャンク・バリデータはフル・シャード・ステートをローカルに保存することなく、トランザクション・チャンクを検証できるようになります。ブロック・プロデューサーは、各チャンクに対して「ステート・ウィットネス」と呼ばれる暗号データ・パッケージを生成します。チャンク・バリデータはこれらのウィットネスを受け取ってトランザクションを検証し、検証後はウィットネスを破棄します。その結果、バリデーションに必要なハードウェア要件が低減され、より参加しやすいバリデータ・モデルが実現します。

Nightshade シャーディングとは何ですか？

NightshadeはNEAR Protocolのシャーディングアーキテクチャであり、単一の論理的なブロックチェーンを維持しながら、並列化されたシャード間でトランザクション処理を分割します。各シャードはブロックごとにトランザクションのチャンクを生成し、すべてのチャンクは単一のブロックに組み立てられます。トランザクションはアカウントIDによってシャードに割り当てられます。2024年現在、NEARは6つのシャードを運用しており、フェーズ3以降では需要に応じてシャード数を拡張する動的リシャーディングが導入されています。

NEAR Protocolを創設したのは誰ですか？

NEARプロトコルは、2018年にIllia Polosukhin（イリヤ・ポロスヒン）とAlexander Skidanov（アレクサンダー・スキダノフ）によって共同設立されました。Polosukhin氏は、GPTを含む最新AIモデルの基盤となるTransformerアーキテクチャを導入した2017年の「Attention Is All You Need」論文の共著者です。Skidanov氏は、分散システムに関する専門知識を持つ元Googleのエンジニアです。プロトコルは2020年4月にメインネットでローンチされ、NEAR Foundationが非営利の運営主体を務めました。

チャンクバリデーターとは？

NEARのチャンクバリデーターは、ブロックプロデューサーから提供されるステートウィットネスを使用して、割り当てられたシャードのフルステートを保存することなく、ブロック内の特定のトランザクションチャンクを検証するバリデーターノードです。チャンクバリデーターはエポックごとにシャード間でランダムにローテーションされるため、共謀のリスクが軽減されます。永続的なステートストレージを必要としないため、ハードウェア要件はブロック生成バリデーターよりも大幅に低くなります。

ステートウィットネスとは何ですか？

ステート・ウィットネスは、ブロックプロデューサーが生成する各チャンクのために作成する暗号化されたデータパッケージです。各ウィットネスには、ステートトラインから取得された、そのチャンク内のトランザクションを検証するために必要なアカウント残高とコントラクトストレージの値が含まれています。チャンクバリデーターはウィットネスを使用してトランザクションの正当性をチェックし、その後破棄します。ステート・ウィットネスこそがステートレス検証を可能にしています。バリデーターが完全な台帳を保存する必要なく、検証に必要な状態情報のみを運ぶことができます。

NEAR Protocolはどれくらい速いですか？

NEARは約1秒ごとにブロックを生成しており、多くのレイヤー1ネットワークと比較してトランザクションのファイナリティ時間が短いのが特徴です。現在、アクティブなシャード全体の持続的なスループットは数千TPSと測定されていますが、フルシャーキングおよびステートレス・バリデーションの規模では100,000 TPS以上に達するように設計されています。NEARの速度には、スループット（全シャードのTPS）とレイテンシ（ファイナリティまでの時間）の2つの次元があり、Nightshadeモデルの下でシャード数が増えるにつれてその両方が向上します。

NEARのシャーディング・ロードマップは現在どのフェーズにありますか？

2024年後半の時点で、NEARはメインネットでアクティブなフェーズ2（ステートレスバリデーション）で稼働しています。フェーズ0（ステートシャーディングなしのメインネットローンチ）およびフェーズ1（バリデーターがステートを保持するステートシャーディング）はどちらも完了しています。フェーズ3以降（需要に基づいてシャード数がスケーリングされるダイナミックリシャーディング）は、現在活発に開発中です。現在のデプロイ状況とロードマップの更新については、near.org/blog.)でご確認ください。

NEARはEthereumとどう違うのですか？

NEARとEthereumは、主に3つの領域で異なります。第一に、シャーディングのアプローチです。NEARはトランザクション処理を分散するために実行シャーディング（Nightshade）を採用しています。一方、Ethereumはレイヤー2のロールアップをサポートするためにデータシャーディング（danksharding）を採用しており、実行スケーリングはこれらのロールアップに委ねられます。第二に、ステートレスアーキテクチャの状況です。NEARにはアクティブなステートレスバリデーションがありますが、EthereumのVerkleツリーを介したステートレスクライアントの作業はまだ開発中です。第三に、開発者ツールです。NEARのネイティブ環境はWASMとRust/JavaScriptを使用しますが、EthereumはネイティブにEVMとSolidityを使用します。

NEARプロトコルは良い投資先ですか？

本記事は投資助言を行うものではなく、NEAR Protocolを投資対象として評価することはできません。トークン価格およびネットワークの普及状況は急速に変化します。技術的なロードマップ情報については、NEAR Foundationの公式ウェブサイト（near.org）をご覧ください。投資判断を行う際は、現在の市場データおよび、資格を有するファイナンシャルアドバイザーによる独立した財務分析を参照してください。

--- ## 結論：NEARの将来におけるステートレスバリデーションの重要性

NEARプロトコルのステートレスバリデーション（状態を持たない検証）のアップグレードは、メインネットローンチ以来、Nightshadeアーキテクチャに対する構造的に最も重要な変更となります。ステートウィットネス（状態証拠）とチャンクバリデーター（チャンク検証者）を通じて、バリデーターの状態ストレージ（状態保存）とバリデーション（検証）作業を分離することにより、ステートレスバリデーションは、ブロックチェーンの成長とバリデーターのハードウェアコストの直接的な関連性を断ち切ります。これは、この記事の冒頭で提起されたブロックチェーンのトリレンマの課題に対する実践的な回答です。より多くの参加者が検証でき、より多くのシャード（分割されたブロックチェーン）を追加でき、ターゲットを絞ったシャード集中の攻撃に対してネットワークがより強固になります。

NEARのロードマップにおける次のマイルストーンは、フェーズ3+（動的シャーディング）です。これにより、手動でのプロトコルアップグレードを必要とせずに、ネットワーク負荷に応じてアクティブシャード数を自動的にスケーリングできるようになります。フェーズ2で構築されたアーキテクチャは、個々のバリデーターのハードウェア負荷を比例的に増加させることなく、その動的スケーリングが機能するための基盤を提供します。

さらに深く学びたい読者の方にとって、次のステップはそれぞれの視点によって異なります。

• 投資家および研究者： ロードマップのお知らせ、フェーズ3以降の開発アップデート、エコシステムニュースについては、near.orgのNEAR Foundation公式サイトおよびNEAR Foundationブログをフォローしてください。
• 開発者： docs.near.orgのNEAR開発者ドキュメントでは、NEAR SDK、RustおよびJavaScript/TypeScriptでのスマートコントラクトのデプロイ、Nightshadeの完全なテクニカルアーキテクチャを網羅しています。
• バリデーターおよびノードオペレーター： NEAR Protocolバリデータードキュメント では、バリデーターの要件、ステーキングの仕組み、およびステートレスバリデーションにおけるブロックプロデューサーとチャンクバリデーター両方のハードウェア仕様を詳しく説明しています。

ステートレス・バリデーションは、単なるパフォーマンスの微調整ではありません。それは、シャーディングされたブロックチェーンのセキュリティ維持に誰が参加できるかというアーキテクチャの再設計であり、その再設計によってNEAR Protocolは、中央集権化を加速させることなくスループットを拡張するための確実な道筋を得ることができます。