Bitrootの高性能パブリックチェーンの破局：400msの確認 + 25600 TPSの背後にある技術の秘密

問題の根源：なぜブロックチェーンはこんなに遅いのか

想像してみてください、ETHでトークンをスワップする際、確認に12秒待たなければならず、各取引の手数料が非常に高いのです。これは例外ではありません——これは業界全体の痛点です。

イーサリアムは1秒あたり15件の取引しか処理できず、従来のBFTコンセンサスメカニズムは一歩一歩逐次処理されるため、まるで単車線の高速道路のようです。あなたのスポーツカーの性能がどれほど優れていても、並んで走らなければなりません。

Bitrootはこの呪縛を打破する必要がある。 それは4つのコアイノベーション――Pipeline BFTコンセンサス、楽観的並列EVM、ステートシャーディング、BLS署名集約――を通じて実現された：

• 確認時間:400ms(イーサリアムの30倍)
• スループット：25,600 TPS（ソラナを基準とする）
• ガス代：Ethereumの1/10から1/50だけ
• 互換性：EVMを完全にサポートし、Ethereumエコシステムへのシームレスな移行

技術的必殺技1：Pipeline BFT——コンセンサスをパイプラインにする

従来のBFTの3大欠点

旧式BFTコンセンサスは工場の生産ラインが壊れたようなものです。各ブロックは前のブロックが完全に確認されるまで待たなければならず、直列依存が非常に厳しいです。Tendermintのようなスターソリューションでさえ、Propose→Prevote→Precommit→Commitの4つの段階を経なければならず、一歩ずつ進まなければならず、その間にほんの少しも加速することはできません。

さらに悪いことに、バリデーターが増えるほど通信コストは平方級で増加します。100のバリデーターは10,000のメッセージを意味し、各バリデーターは100の署名を検証しなければなりません。この時、署名の検証にかかる時間は合意に達する時間よりも長くなります。

Bitrootの解法：並行パイプライン

コアイノベーションは四字で表現できます：実行をずらす。

Bitrootは異なる高さのブロックを異なる段階で並行して進行させます：

• ブロックN-1はCommit（最終確認段階）を行っています
• ブロックNがPrecommit（コミット段階）を行っている
• ブロックN+1がPrevote（初步投票）を行う
• ブロックN+2はPropose（提案段階）を行っています

こうして複数のブロックが同時にパイプ内を流れ、すべてのプロセッサが満たされます。結果は？遅延が1秒から400msに減少し、スループットが3200 TPSから25600 TPSに急増しました。

BLS署名集約:暗号化ブラックテクノロジー

この革新に参加してください：バリデーターが何人いても、すべての署名が集約された後は常に96バイトで、検証には1回のペアリング演算だけが必要です。

ECDSA方式と比較して、100個の署名を検証するには100回のチェックが必要ですが、今では1回だけで済みます。これは、100人の検査員を1人に減らすようなもので、効率が爆発的に向上します。

技術殺招2：楽観的並行EVM——マルチコアプロセッサーがついに役立つ場に

EVMの永遠の難しさ:連続実行

EthereumのEVM設計は単一スレッドであり、すべての取引は一つずつ実行されなければなりません。たとえアリスがボブに送金し、チャーリーがデビッドに送金するという完全に独立した操作であっても、順番待ちしなければなりません。これはEVMが取引がどの状態にアクセスするか予測できないため、すべてを直列に処理することでリスクを回避しているからです。

しかし、現代のCPUはすべてマルチコアです。あなたの16コアプロセッサでは、1コアだけが働いていて、残りの15コアは無駄にしています。これはあまりにも無駄です。

3段階衝突検出:セキュリティを前提とした並列性

Bitrootの並列EVMは三段階でセキュリティチェックを行います：

第一段階：実行前のフィルタリング

• 改良されたブルームフィルターを使用して、2つのトランザクションが衝突するかどうかを迅速に判断する
• 貪欲法を用いて取引をグループ化し、同じ色の取引は並行して実行できます。

フェーズ 2: 実行中の監視

• 細粒度の読み書きロック（ストレージスロットレベルまで、全体のコントラクトではない）
• バージョン管理：読み取られた状態のバージョン番号を記録し、実行後にバージョン番号が変更されていないか確認する
• もし衝突が発生した場合、直接関連する取引のみをロールバックし、すべてをロールバックしない。

フェーズ3:実行後検証

• グローバル整合性チェック：状態ルートMerkleツリーを計算し、漏れた競合がないことを確認します。
• 二段階コミットプロトコルは原子性を保証します

実戦データが語る

• 簡単な送金シーン：16スレッド並列、性能が1200 TPSから8700 TPSに急増（7.25倍の加速）
• 複雑なDeFi契約：5-10%の衝突率で、16スレッドが5800 TPSに達する
• AI計算シーン：衝突率<0.1%、16スレッドで600 TPSから7200 TPSに増加（12倍の加速）

もう一つの細かい点：Bitworkはタスクスケジューリングを最適化し、CPUの利用率を68%から90%に引き上げました。NUMA認識スケジューリングはメモリ遅延を35%削減しました。

技術の殺招3：ステートシャーディング——横方向の拡張の究極のソリューション

ブロックチェーンの状態（すべてのアカウント、契約データ）は巨大な帳簿のようで、絶えず膨張しています。Bitrootの解決策は、この帳簿を複数のシャードに分割し、分散して保存および処理することです。

どう分けるの？ アカウントアドレスのハッシュ値に基づいて異なるシャードに割り当てられます。クロスシャードの取引は二段階コミットプロトコルで処理され、原子性が保証されます。

こうする利点は、ノードが増えるにつれて処理能力が線形に増加し、従来の全量検証のようなボトルネックがないことです。

競合他社に対するベンチマーク

なぜこれは重要なのか

高頻取引：400ms確認 + 25600 TPS、ついにCeFi取引所のようにスムーズになり、MEVボットもそれほど横行しなくなった。

ガス料金革命：10～50倍安くなり、DeFiの利益の薄さの問題が緩和される見込みです。

NFTとゲーム：低遅延+高スループットで、ブロックチェーンゲームのユーザー体験はWeb2ゲームに近づいています。

企業アプリケーション：サプライチェーン、アイデンティティ認証、データ取引、これらのビジネスシーンには、ついに利用可能なインフラストラクチャが整いました。

基礎となるロジック

Bitrootの成功の秘訣は特定の技術ではなく、システム思考にあります：

• コンセンサスと実行のデカップリング：実行がコンセンサスを待つのではなく、コンセンサスが継続的に進行し、実行がバックグラウンドで非同期に行われる
• 並行優先：各段階で並行度が最適化されており、コンセンサスのパイプラインからEVMのマルチスレッド、ストレージのシャーディングまで。
• 安全は妥協しない：三段階の衝突検出、二段階のコミット、状態検証。一見複雑な多重保護は、実際にはエンジニアリング手法によって得られた性能の利益です。

目の前の現実

これはPPTデザインではなく、テストデータは本物です：AWS c5.2xlarge標準環境で得られた25600 TPSと400msの確認がすべて検証されました。

重要な問題は：エコシステムは追いついていますか？ どんなに速いブロックチェーンでも、アプリケーションや流動性がなければ無駄です。しかし、良いニュースは、EVMが完全に互換性があるため、移行コストがほぼゼロになることです。

ちょっと待ってください——高性能パブリックチェーンの競争は始まったばかりです。