亜空間ネットワークとは何ですか?亜空間ネットワークの基本情報

亜空間ネットワークの概要 

開発のインスピレーション

ブロックチェーンのエネルギー効率、公平性、分散化を図るため、多くの新しいプロトコルでは Proof of Capacity (PoC) ベースのコンセンサス アルゴリズムが使用され、既存のマイニング アルゴリズムが置き換えられています。コンピューティング リソースの過剰利用とは、ストレージにシステム リソースを過剰に使用することを意味します。 

Subspace Network開発チームは、PoCコンセンサスプロトコルが「オペレーターのジレンマ」(農家のジレンマ)と呼ばれるかなり明確な構造的課題に直面していることを発見しました。これは、現在の研究がオンチェーンアクティビティのインセンティブメカニズムと実際には互換性がないことを示唆しています。 

簡単に言うと、ファーマーは、(1) チェーンの履歴と状態の維持、または (2) コンセンサス プロトコルの提供に注力する余裕のあるストレージ スペースの最大化の間で、希少なストレージを割り当てることを決定する必要があります。通常、マイナーは常に後者を選択しますが、システムが常にスムーズに動作することが彼らにとって最善のことであり、最も危険なことは、少数の信頼できる人々だけを残してプールを離れることです。

このジレンマを解決するために、同社は PoC ブロックチェーンである Subspace を開発しました。この場合、マイナーはチェーンの状態や履歴を維持する必要がなく、完全なノードのセキュリティ属性と分散型の利点を維持できます。Subspace のコンセンサスは、メインのブロックチェーンの歴史のコピー証明アーカイブに基づいています。マイナーは、各人が許可されたストレージ制限内でできるだけ多くのコピーを保存し、集合的な履歴を何度も保存します。 

その後、コンセンサスと計算が分離されるため、マイナーはトランザクションの注文を提案するだけで済み、実行ノードは状態を維持してスイッチを計算します。この分離により、イーサリアム スタイルのモデルであっても、マイニング ノードの操作に必要なストレージと計算能力が大幅に削減され、より主流のハードウェアでは通常のコンセンサス ネットワークへのユーザーの高度な参加が可能になります。

ブロックチェーンのマイニングの現状

ビットコインやイーサリアムなどのナカモト スタイルのブロックチェーンは、最長チェーンのフォーク選択ルールとPoW (Proof of Work) マイニングパズルを組み合わせています。これらのシステムは基本的に安全であると同時に、採掘者の大多数が非常に誠実であるため、活発なオンチェーン活動が確保されています。Byzantine Fault Tolerant (BFT) コンセンサス アルゴリズムとは異なり、ユーザーは許可なくネットワークに参加でき、チェーンのスケーラビリティは非常に高くなります。 

これらの属性は、現在のすべてのブロックチェーン コンセンサス プロトコルの基礎となっている標準です。残念ながら、PoW のセキュリティにはエネルギーの面で高額な代償が伴います。全体として、ビットコインとイーサリアムのマイナーは現在、中規模国と同じくらい多くのエネルギーを消費しており、システムにますます多くの資本が流入するにつれて、その数は着実に増加しています。これは、地球温暖化に影響を与えることなく暗号通貨が大量に普及できるかどうかという重要な疑問を引き起こします。

さらに、マイニングは当初、「1 CPU 1 票」ルールを備えた民主的で平等なプロセスとして構想されていましたが、すぐに非常に商業的かつ集中的なものになりました。現在、ビットコイン マイニングへの参加は「すべての ASIC (ビットコイン マイニング デバイス) が 1 票」に置き換えられています。これは、各マイナーが低コストの電力にもアクセスできる必要があることを意味します。 

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イーサリアムのマイニングには、「投票ごとに 1 つの GPU」を適用するという代替アプローチもありますが、これも特別なハードウェアを必要とし、依然として電力料金が最も安い地域に集中する傾向があります。これは、既存の暗号通貨が本当に分散化されているのか、それとも単に信頼できるサードパーティ (金融機関) を別のパーティ (マイニング プール) に置き換えているだけなのか、という別の重要な疑問を引き起こします。

これらの課題は、ナカモト氏の民主的で分散化された未来のビジョンに忠実な持続可能なブロックチェーンの設計を模索するハッカー、研究者、ソフトウェア エンジニアの多様なグループを惹きつけています。この問題に対する最も有名な解決策は、プルーフ オブ ステーク (PoS)です。これは、1 コイン (またはトークン) が 1 票であるというルールに従って、個人の富に基づく仮想マイニング システムを使用します。PoS は持続可能性の問題を解決しますが、ナカモトのビジョンとは一致しません。その代わりに、現在提供されている代替案では、ユーザーが参加する権限を得る必要があり、これも集中化への強い傾向を表しています。

実際、PoS システムは仮想通貨における既存の貧富の格差を拡大しており、その格差はすでに世界の法定資産史上最大の格差よりも大幅に拡大しています。その代わりに、現在必要とされているのは、すでに市場に広く普及しており、専用のハードウェアの介入を必要としない、リソースを大量に消費する基本的な暗号検証システムです。 

次に、コンピューティング パワーを乱用しているマイニングを、最大 1 台のハード ドライブを使用したスト​​レージ ファーミングに置き換える、Proof of Capacity (PoC) ストレージ コンセプトに移ります。ストレージ ハードウェアは長い間消耗品として構成されており、消費電力は無視でき、デバイスに大量に存在するため、ハード ドライブに依存するコンセンサス プロトコルは実行可能なソリューションであると思われます。実際、これまで生き残っているチェーンの数が少ないことからもわかるように、許可モデルを使用せずに PoW に戻らないように PoC を実装することは決して簡単ではありません。さらに、現在のすべての PoC ブロックチェーン設計は、すぐに分析するメカニズムの重大な問題に対処できていません。

農民のジレンマ (農民のジレンマ)

定義上、どの PoC ブロックチェーンでも、マイナー (ファーマー) はコンセンサスのためにできるだけ多くのストレージ リソースを割り当てるよう動機付けられていることがわかります。一方、ブロックチェーンの現在の状態と履歴の両方を維持するために、すべてのノードがストレージを保存することを望んでいます。これらの矛盾した要件は、マイナーに課題をもたらします: マイナーはシステムの望ましいメカニズムに準拠し、チェーンの状態と履歴を保存しますか? それともチェーンのシェアを最大化する方法を見つけなければなりませんか? すべてのストレージ容量をコンセンサスプロトコル? 

このジレンマに直面した場合、マイナーは常に後者を選択し、スムーズかつ効率的に動作しますが、同時にネットワークのセキュリティと分散化の両方が低下します。これは、PoC ブロックチェーンが最終的には、PoW チェーンや PoS チェーンよりもさらに速い速度で 1 つの大きなマイニング プールに統合されることを意味します。

ナカモト スタイルのブロックチェーンでは、新しいコンセンサス ノードが実際に最長の有効なチェーン上にあることを保証するには、新しいコンセンサス ノードがオリジンからのチェーンの状態を同期する必要があり、これは常に利用可能であることを意味します。大部分のノードが履歴を保存している場合、このデータは常に利用可能であり、ネットワークは分散化されていると考えることができます。ただし、時間が経ち、履歴が増大するにつれて、すべてのノードのストレージ負荷も増加し、一部のノードは履歴を切り捨て、代わりにチェーンの現在の状態のみを保存することを選択する場合があります。この傾向は、2014 年にはビットコイン ネットワークで明らかでした。 

フルノードに履歴が保存されない場合、新しいノードは初期同期をストレージ ノードまたはサードパーティのデータ ストアに依存する必要があり、その結果、ネットワークがより集中化されます。PoC ブロックチェーンでは、マイナーは履歴を保存しても何も得られませんが、検証の実行時にブロック報酬を失う可能性があることは明らかです。特に歴史が進むにつれて、より多くのデータをドライブに保存する必要があります。

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最長のチェーンを延長して有効なトランザクションに課金するには、マイナーはチェーンのニーモニック状態を維持する必要があります。多くの場合、状態はメモリに保持するには大きすぎるため、貴重なハード ドライブ トラフィックにコンセンサス プロトコルを実装する必要性と競合する必要があります。UTXO スタイルの低スループット シーケンスではおそらく重要ではありませんが、状態ストレージは、EVM スタイルの文字列や基本クラスの拡張を目的とした文字列には意味があります。 

さらに、検証プロセスの一環として、すべてのマイナーは新しいブロックごとに状態遷移を計算する必要もありますが、計算コストは​​小さくなく、マイニング変数の要求に反して軽いタスクになります。このマイナーのジレンマは、検証の機会費用を増大させることにより、検証者のジレンマをさらに悪化させます。

マイナーがより弱いセキュリティ モデルを採用する意思がある場合は、信頼できるマイニング プールに参加し、トランザクションの検証と提案された機能のブロック実行を単一のオペレーター ノードに委任することができますが、マイナーはブロックの評価のみに集中します。これには、コンセンサスへの参加に必要な計算コストが大幅に削減されるという追加の利点があり、自宅のコンピューターの未使用のストレージ領域のみを使用する多くの小規模マイナーにとって理想的です。 

マイナーはブロックに対する有効な解決策を見つけると、それをプールのオペレーターノードに送信します。オペレーターノードは、ブロック作成ボーナスのシェアと引き換えに新しいブロックを鋳造します。料金が内部ブロック生成の機会費用よりも低い限り、合理的なマイナーは常にプールへの参加を選択します。PoW ブロックチェーンでは、ファーミング プールへの参加とは異なり、マイニング プールへの参加はシェアの総数、つまり個人の報酬を増加させないため、この選択はよりスムーズな報酬関数への要望によって大きく左右されます。

このモデルの主な問題は、分散化されていないことです。実際のコンセンサスプロトコルで使用されるハードウェアは、既存の PoW マイニングプールと比較して高度に分散されていますが、マイナーは依然として、PoS プロトコルのバリデーターのように、承認または指名された 1 か所に集中しています。しかし、少なくとも不正行為に対して重い罰則を与えるPoSシステムは、これまでのところ実際に機能している。 

プール モデルのマイナーは軽量である場合に最適に機能するため、悪意のあるマイナーまたは共謀したマイナーの到達範囲はブロックチェーン上よりもはるかに高くなります。オペレーターの大部分が正直であると仮定すると、運用ノードのほとんどが正直であることも意味します。その仮定が間違っている場合、マイナーとほとんどのユーザーは、最長のチェーンで発生する有効なトランザクションと不正なトランザクションを区別できなくなり、マイナーがどこからともなくお金を生み出したり、運営者やユーザーのお金を自分の意図で使用したりする可能性があります。

PoC ブロックチェーンの設計は、このジレンマの核心で行き詰まっているようです。一方で、マイナーに履歴を保持させるという目標を放棄する一方で、完全なノードを十分に実行する機会コストが依然として重要ではないように、状態維持の負担を最小限に抑えるためにできる限りのことを行い、やる気のないマイナーがプールできるようにすることもできます。上のようなマイニングプールに入れます。これにより、完全な状態のスマート コントラクトが除外される、より制限的な構造が得られ、基本クラスのスケーラビリティさえも最小限に抑えられます。 

一方で、ブロックチェーンの大部分が PoW および PoS コミュニティに実装されているため、ナカモトのビジョンを放棄し、プールされたコンセンサスを必要な欠点として受け入れることもできますが、参加が公平かつ持続可能になったという事実には少なくとも可能な限り満足しています。

このプロジェクトでは、TraderH4 は、ネットワークのセキュリティや分散化を犠牲にすることなく、マイナーのジレンマを打破する、次のように構成された 3 番目のオプションを提示します。

  • マイナーが履歴を破棄するのを防ぐために、Subspace はブロックチェーン独自の履歴ストレージ証拠に基づいて新しい PoC コンセンサス プロトコルを構築します。このファイルには、各オペレーターが割り当てられたディスク領域にチェーン履歴の多数の個別のコピーを保存します。
  • 履歴を常に利用できるようにするために、マイナーは分散ストレージ ネットワークを形成し、履歴が完全に回復可能で、負荷分散され、効率的に取得できるようにします。
  • 状態の維持や冗長な計算におけるマイナーの負担を軽減するために、Subspace は、コンセンサスと計算を分離する古典的な手法を分散システムに適用します。マイナーはトランザクションの順序付けのみを担当し、実行ノードの別の層が状態を維持し、新しいブロックごとに転送トランザクションを計算します。
  • 執行者が自らの行為に対して責任を負い続けることを保証するために、当社はステーキング デポジット システム、検証可能な計算、および相互運用不可能な不正行為の証拠を使用しています。

これを実現するために、TraderH4 は、ブロック ヘッダー内のすべてのアカウントの状態を定期的にコミットする包括的なプログラム可能なアカウントベースのブロックチェーンの Polkadot モデルで、Subspace がこのソリューションにどのようにアプローチするかを実証します。一般に、ナカモトスタイルのブロックチェーンに適用されます。

亜空間ネットワークとは何ですか?

Subspace Network は、Subspace Labs (サンフランシスコ ベイエリア、シリコン バレー、西海岸に拠点を置く) によって構築された、Polkadot に焦点を当てた製品です。この研究ベースのプロジェクト イニシアチブは、もともと 2018 年に米国国立科学財団から資金提供を受けており、現在は Substrate フレームワークを使用して構築されています。Subspace は、プロトコル ハッカー、ブロックチェーン開発者、ソフトウェア エンジニアを含むグローバルな開発チームで構成されています。彼らの目標は、暗号通貨業界が分散型のルーツに戻ることができるように、持続可能性、拡張性、公平性に関するブロックチェーン空間の体系的な課題に対処することです。

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Subspace は、マイナーのジレンマ、つまり現在の PoC ブロックチェーンがユーザーのネットワークに参加する動機と実際には互換性がないことを示すメカニズムの一連の複雑な設計課題を解決する最初の PoC ブロックチェーンです。

マイナーのジレンマにより、どの PoC ブロックチェーンでも、コンセンサス ノードはブロックチェーンの状態と履歴を維持するか、コンセンサス プロトコルのバインディングにコミットするスペースの量を最大化するかのどちらかを選択する必要があります。言い換えれば、PoW や PoS ネットワークとは異なり、PoC ネットワークにはユーザーがフルノードを運用するための強力な経済的インセンティブがなく、より集中化された状況につながります。

Polkadot エコシステムでは、Subspace が 03 の重要な問題を解決します。

  • このプラットフォームでは、すべてのパラチェーンの共通の履歴が可能になります。Relay チェーンは共有セキュリティを提供しますが、各パラチェーンはその履歴を維持する責任があります。Subspace は、各パラチェーンの履歴が無期限に保持され、標準の取得 API でアクセス可能な状態を維持する標準ストレージ層を提供します。
  • このプロジェクトでは、シンプルなオフチェーン ストレージが可能になります。パラチェーンは、不変性と可用性を確保しながら、NFT 関連のビデオや画像ファイルなどの非必須のコントラクト状態をわずかなコストでオフロードできます。
  • サブスペースにより、パラチェーンの非同期クロスストレージが可能になります。XCMP テクノロジーを使用することで、パラチェーンはスナップショットを取得し、スマート コントラクトの状態をサブスペースにオフロードし、計算に必要なコントラクトの状態を取得できます。

Proof of Capacity (PoC) コンセンサスプロトコルの本質

Proof of Capacity (PoC) は、Proof of Work (PoW) および Proof of Stake (PoS) ベースのコンセンサス プロトコルに代わる主要な代替手段です。PoC ブロックチェーンでは、コンピューティング能力の乱用的なマイニングは、ストレージ (ハードドライブ) を使用する集中的なファーミングに置き換えられます。主な利点は、PoS よりも PoW と同じセキュリティ特性を維持しながら、省エネ マイニング (環境に優しく持続可能) であることです。マイニングは ASIC 耐性も備えているため、一般ユーザーが主流のハードウェアとのコンセンサスに参加できますが、これは基礎となるプルーフ オブ ステークの実装に大きく依存します。

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基板のPoCプロトコル

Substrate を使用すると、Subspace が Polkadot 上のパラチェーンになります。Substrate は、簡単に統合できるコンセンサス プロトコルをサポートし、現在一般的なアルゴリズムである Proof of Stake、Proof of Authority、proof of work (Proof of Work) を提供します。W3F Grants 助成金のおかげで、Subspace プロジェクトは上記のリストを拡張して、より多くの Proof of Capacity をサポートすることができました。この目標を達成するために、Subspace は PoC コンセンサス プロトコルをサポートする一連の Substrate モジュールを開発しました。これらのモジュールは、基礎となる PoC と基板パレットの間のミドルウェア層として機能するように設計されており、オンチェーン固有のロジックを包括的に定義します。

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チェーンの安全性とダイナミズムの確保

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最近、Subspace はセキュリティ アナリストに焦点を当てた Spartan V3 を提供しました。以下にいくつかの前提条件を示します。

  • Spartan (および Subspace) は、ナカモト スタイルのコンセンサス プロトコルの安全な拡張、または PoW によってビットコインから派生し、(ほとんどの場合) BABE で実装され、Spartan PoC 用にリファクタリングされたように、PoS を使用してウロボロス プラオスに拡張された最長チェーンと考えることができます。 。
  • プロット (より具体的には BST) の評価は、PoW のハッシュ関数評価や PoS の検証可能ランダム関数 (VRF) 評価と同様に、ランダム オラクルとしてモデル化できます。
  • 上記の対策により、シビル攻撃、シミュレーション、飼いならし、時空交換、圧縮、および遠隔攻撃に対するセキュリティが提供されます。

会社概要と亜空間ネットワークプロジェクトの開発チーム

サブスペース・ラボ株式会社

Subspace Labs は、Subspace Network プロジェクトの研究開発を専門とする分散型企業です。彼らは米国カリフォルニア州パロアルトに本拠を置きながら、プロトコルハッカーと暗号愛好家で初期ラインナップを構成したグローバルなリモート開発チームです。

Subspace プロジェクトは、大規模な分散アプリケーションの構築に適したレイヤー 2 ネットワークのアイデアをもとに数年前に始まりました。その過程でチームは、暗号空間の根本的な問題は、安全性と分散性を維持しながら、公平で持続可能なレイヤーを設計することにあることに気づきました。他の多くのプロジェクトを調査した結果、開発チームは既存のソリューションと提案されたソリューションがすべて不十分であると感じました。彼らは過去数年間、これらの理想に沿った新しいプロトコルを研究、設計、開発することに費やしてきました。

Subspace Network は、任意のレイヤーと完全に相互運用可能なレイヤー 0 プロトコルであり、Web 3.0 エコシステム全体のインフラストラクチャ層として機能します。長年の研究開発に基づいた Subspace は、ブロックチェーンの 3 つのジレンマを真に解決し、ストレージとコンピューティングの両方にオープンでスケーラブルなプラットフォームを提供する最初のプロトコルです。Subspace は現在、Polkadot、Kusama、および近い将来さらに多くのネットワークをサポートしています。

開発チーム

Subspace Network プロジェクトの 2 人の共同創設者は、Jeremiah Wagstaff と Nazar Mokrynskyi です。 

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ジェレマイア・ワグスタッフは、米国カリフォルニア州パロアルト出身で、テキサス州兵に8年以上勤務した退役軍人です。軍隊に入る前、2006 年に科学博士号の防衛に成功しました。

Jeremiah Wagstaff は、2018 年 4 月から Subspace Labs で働き始め、現在に至るまで共同創設者兼 CEO として働いています。以前は、Omni Builds、Board Game Island、3rdeye MobileVision を設立して運営していました。 

彼はプロトコル侵入の分野におけるベテランハッカーの一人でもありました。ジェレマイアは、ビジネスとテクノロジーの知性を見事に融合させた、才能と忍耐強い起業家でもあります。彼の長年にわたる取り組みは、ユーザーが自分のデータの所有権を取得できるようにすることで、ユーザーがピアツーピア サービスのプロデューサーおよびコンシューマーになれるよう支援しています。 

彼は、別のサードパーティを探すことなく人々が互いに助け合えるテクノロジーを構築しています。彼はテクノロジー開発に対して実践的なアプローチをとっている人物でもあり、今日の新たなセキュリティ テクノロジーと標準の実現可能性と意図については常にある程度懐疑的です。

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ナザール・モクリンスキー、ウクライナ、キエフシュカ州キエフ出身。彼は自動化テクノロジーを専攻し、会社を設立するために卒業間近だった 2014 年にウクライナ国立航空大学を中退しました。

Nazar Mokrynskyi は、2018 年 8 月から Subspace Labs に勤務しており、現在は共同創設者兼最高技術責任者の職にあります。さらに、以前は Ecoisme を共同設立し、最高技術責任者およびバックエンドおよびフロントエンド開発エンジニアとして働いていました。Subspace Labs に入社する前は、チーフ ソフトウェア エンジニアとして Restream 社のチームを 3 年以上率いていました。

2010 年 7 月から 2020 年 1 月まで、Nazar は CleverStyle チームのメンバーでもあり、オープンソース Web プロジェクトと一部のシステム管理ツールのハッキングに情熱を持っていました。

Detox 分散ネットワーク プロジェクトと、ES-DHT や Ronion などの追加の基盤テクノロジーは、おそらく彼が構築したテクノロジーの中で最も興味深いものです。さらに、Nazar は Emscripten などの多くのツールを改良し、その過程で (jQuery や Linux カーネルなどの人気ライブラリへの貢献から) いくつかの暗号化ツールをオープン ソース コミュニティにもたらしました。アプリケーションの。

その他の Subspace Labs 開発チームのメンバーおよびメンター

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  • 共同創設者兼 CEO – ジェレマイア・ワグスタッフ
  • 共同創設者兼 CTO – ナザール・モクリンスキー
  • リード プロトコル エンジニア – Liu-Cheng Xu
  • プロトコルエンジニア – Ozgun Ozerk
  • 研究アシスタント – Srivatsan Sridhar
  • コミュニティ サポート マネージャー – ジャスティン ヒル
  • デジタル マーケティング マネージャー – Diana Pertseva
  • フルスタック エンジニア – Serge Kovbasiuk
  • フルスタック エンジニア – Leonardo Salgado
  • 広報マネージャー – Yeweon Park
  • コンプライアンスマネージャー – Todd Ruoff
  • ビジネス開発マネージャー – Skyler Vondra
  • テクニカルアドバイザー – デビッド・ツェー博士
  • 財務アドバイザー – Jianming Liu、博士
  • ビジネスアドバイザー – Lawson Baker

亜空間ネットワークプロジェクトへの資金調達ラウンドと投資家

Subspace Labsは2回のラウンドを経て合計450万ドルの資金を調達した。彼らの最新の資金調達は2021年2月6日にシードラウンドから調達されました。Subspace Labs は 14 人の投資家によって資金提供されています。NEO Global Capital (NGC) と Cabin VC が最近の投資家です。

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その中で、02ラウンドに参加する投資家は次のとおりです。

  • プレシードラウンド (2021 年 5 月 2 日): IOSG Ventures
  • シードラウンド(2021年6月2日):Hypersphere VenturesとStratos Technologiesが主導し、Consensys Mesh、IOSG、Republic Labs、D1、OKEx Blockdream、Gate Labs、NGC、Candaq、Krypital、Dealian、Cabin VC、DefinanceXが参加。

亜空間ネットワークプロジェクト開発計画

現在、亜空間ネットワーク プロジェクトは、コミュニティ サービスの一形態として、Kusama ネットワーク全体のすべての新しいブロックのバックアップを実行し、エコシステムのさらなる発展に貢献しています。 

Aries Testnet でホストされているネットワークには次のものがあります。

プロジェクトの開発計画には、ネットワークの 3 つのフェーズが含まれます。

  • Spartan 開発者向けのパブリック ネットワーク。2021 年第 3 四半期には、基礎となるコンセンサス プロトコルと安全な Proof of Capacity (PoC) を使用します。
  • Aries テストネットは、Proof of Archival Storage (PoAS) コンセンサス プロトコルを採用しており、現在はこのプロトコルが稼働しています。
  • Gemini は 2022 年第 1 四半期に、分離実行を通じてスケーラブルなスマート コントラクトを採用します。

まとめ

Proof of Capacity を通じたコンセンサス メカニズムにより、Subspace はユーザーが真に分散型で最も公平で環境に優しいネットワークに参加できるようにします。その中で、人々は「CPU/GPU で投票」や「お金で投票」する代わりに、「自分のハードドライブで投票」できるようになり、ストレージデバイスが徐々に安くなり、大多数のユーザーに徐々に浸透しているという現状があります。独自に設計されたチャレンジ メカニズムのおかげで、Subspace はコンセンサスと計算プロセスを切り離すことでマイナーのジレンマを解決します。さらに、Subspace は、ブロックチェーンベースのアプリケーションのスケーラブルな分散型メモリ内トランザクションにデータを直接埋め込む簡単な方法をユーザーに提供します。

読者が亜空間ネットワーク プロジェクトについてさらに詳しく知りたい場合は、プロジェクトのコミュニケーション チャネルにアクセスしてください。

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