Supernova Coreの概要：Cosmos SDK体験の全面的革新

長い間、Cosmos SDK は開発者が相互作用とモジュール化をサポートし、完全に独立したアプリケーションブロックチェーンを作成するための最適なソリューションであり続けています。これにより、開発者はブロックチェーンのコアインフラをゼロから再構築することなく、構築、カスタマイズ、起動に必要なすべてのコンポーネントとフレームワークを網羅した一連の開発ツールを提供します。

Cosmos SDKは多くの分野で優れたパフォーマンスを発揮していますが、特にそのコアコンセンサスエンジンに関していくつかの課題にも直面しています。現在のCosmos SDKは実用的ビザンチン耐障害（pBFT）アルゴリズムに基づくCometBFTに依存しており、このアルゴリズムは1990年に提案されました。それ以来、コンセンサスメカニズムと暗号技術は著しい進歩を遂げており、CometBFTは明らかに時代遅れとなっています。さらに、CometBFTの展開にはスケーラビリティの制限、パフォーマンスのボトルネック、統合の複雑さなどの問題があり、これらはCosmosに基づいて構築された多くのブロックチェーンチームが初期の目標を達成する上での障害となっています。もちろん、Cosmosコミュニティもこれらの限界を認識しており、最近発表されたCosmos SDK v2バージョンの新しいコンセンサスエンジンのサポートを積極的に開発しています。

MeterはSupernova Coreを誇らしげに発表します：

これはCosmos SDKと完全に互換性のあるコンセンサスフレームワークであり、CometBFTの直接的な代替を目的としています。Supernova Coreは高性能のLayer 1（L1）ブロックチェーンと分散型のLayer 2（L2）に最適化されたソリューションを提供し、私たちの目標は今後登場するCosmos SDKチェーンの高性能と分散化を再定義することです。

なぜ私たちはCosmos SDKとの互換性を選んだのか

Cosmosは活気に満ちたエコシステム全体を持ち、コミュニティには革新的なプロジェクトを構築する開発者がますます増えています。Supernova Coreを通じて、開発者は相互作用とモジュール化の利点を享受しながら、パフォーマンスと分散化の程度を向上させるという二重の利点を実現できます。Supernova CoreをCosmos SDKに統合することで、開発者は元の開発ツールやモジュールを放棄することなく、私たちの高性能コンセンサスエンジンを利用してスムーズに移行することができます。この方法は学習曲線を大幅に低下させ、プロジェクト全体の開発サイクルを加速します。

私たちの主要なビジョンの1つは、ブロックチェーン技術コミュニティのより広範な応用と協調を促進し、高性能ブロックチェーンの開発をより便利にすることです。

実践的な試験：Meterネットワークでの4年間のアプリケーション

Supernova Coreは理論的な解決策ではなく、それはMeterのメインネットで検証されています。そのコアコードはMeterメインネットで4年間稼働しており、Meterメインネットには300人以上のバリデーターが存在し、ピーク時の処理能力は800万トランザクションに達します。特定の状況下では、リソース制限（AWSクラウドサーバーの制限されたインスタンスを使用）により、負荷がピークに達した際に20%のバリデータノードが同時にダウンしても、Meterネットワークはその完全性と高性能を維持しました。この実践的な展開は、Supernova Coreの堅牢性、安全性、効率性を示し、開発者や企業に私たちの技術を適用する自信を提供します。

現在のCosmos SDKが直面している課題

CometBFTに基づくCosmos SDKを使用している開発者は、以下の問題に頻繁に直面します：

1. スケーラビリティとパフォーマンスの制限

現在のコンセンサスメカニズムであるCometBFT（以前はTendermint）は、バリデーターの数が増加する際に高いトランザクションスループットに対応するのが難しいです。バリデーターの数が増えるにつれて、通信オーバーヘッドは二次的に増加し、ネットワークのスケーラビリティと分散化を大きく制限します。

2. P2Pネットワーク設計の非効率性

CometBFTは非構造化の一時的なネットワークを使用しており、バリデーターと一般ノードは同じP2P層を共有しています。ネットワーク負荷が高い場合、特にバリデーターが少ないと、大規模ネットワーク内でのブロック提案投票通信が著しく遅くなります。

3. トランザクションの順序付けと状態処理の密接な結合

Cosmosネットワークでは、トランザクションの順序付けと状態処理がコンセンサスエンジン内で密接に結合されており、トランザクションの順序がその実行結果とシステム状態に直接影響を与えるため、ブロックチェーン全体の速度を大幅に低下させ、パフォーマンスと柔軟性のボトルネックを引き起こします。

4. EVM互換性の問題

Evmosなどの類似プロジェクトは、Ethereum Virtual Machine（EVM）をCosmosアーキテクチャに直接統合する際に多くの困難に直面しました。従来のCosmosは完全なEVM互換性を欠いており、Ethereumの膨大な開発ツールとコミュニティを利用したい開発者に制限をかけています。

5. 時代遅れのコンセンサスアルゴリズム

CometBFTは1990年代に提案された実用的ビザンチン耐障害（pBFT）アルゴリズムに依存しています。pBFTは失敗または悪意のあるブロック提案者に対する解決策を提供していないため、CometBFTの前提条件はネットワークが正常に同期していることであり、ブロックチェーンが正確な時間のステップで動作することを強制します。この方法はバリデーターの数が増加する際に、一時的なネットワーク障害やパフォーマンスの問題を引き起こしやすくなります。

6. バリデーターのスケーラビリティ制限

通信オーバーヘッドと署名集約の問題がCosmosブロックチェーンのスケーラビリティを妨げ、150人以上のアクティブなバリデーターに効果的に拡張できず、ネットワークの分散化と安全性を大きく制限しています。

7. データベースのパフォーマンスボトルネック

高性能アプリケーションは、Cosmos SDKに基づくチェーン上でI/O制限に直面することがよくあります。キー/バリューのストレージアクセスパターンはキャッシュ効率を低下させ、データの取得を遅くし、ネットワーク全体のトランザクション処理速度に影響を与えます。

Supernova Coreがもたらすもの

1. BLS署名集約

現在のCosmosのコンセンサスメカニズムとは異なり、Cosmosではすべてのバリデーターの署名が各ブロックに含まれるため、ブロックデータが膨張し、通信オーバーヘッドが増加します。Supernova CoreはBoneh -- Lynn -- Shacham（BLS）署名集約技術を使用して、無制限のバリデーター署名を固定長の署名に統合し、ブロックサイズと通信オーバーヘッドを大幅に削減し、バリデーターの数が150人を超えても効率的に拡張できるようにします。

この技術は軽量クライアントの安全性を強化し、クロスチェーン通信（IBC）ブリッジの安全性とパフォーマンスを向上させます。

2. P2Pネットワーク設計の最適化

Supernova Coreは階層型ネットワークアーキテクチャを採用しています。一時的なP2P層は堅牢なブロック伝播を確保し、バリデーターはブロック提案者を中心とした直接冗長ツリーネットワークを通じて通信します。このアプローチは、時間に敏感なバリデーターのメッセージ伝送の効率性と信頼性を確保し、ネットワークの遅延を減少させ、全体的なパフォーマンスを向上させます。

3. 先進的なコンセンサスメカニズム

Supernova Coreは最新バージョンのHotStuff コンセンサスプロトコルに基づいており、以下を提供します：

• より高いスループット：従来のpBFT実装と比較して、スループットが3倍向上します；

• ネットワークの弾力性：設計上、ネットワーク障害や分断に対処できるようになり、耐障害性が向上します；

• 線形通信オーバーヘッド：通信オーバーヘッドはバリデーターの数に線形に拡張され（二次的に増加するのではなく）；

• 迅速な最終確定性：トランザクションはネットワークの条件に応じて迅速に確認されます。

4. EVMの完全サポート

これまで、EVMをCosmosに統合することは大きな課題でした。Supernova Coreは、Cosmos上でGeth **のようなEthereumネイティブクライアントを実行できるようにし、開発者がEthereumの成熟した開発ツールとエコシステムを利用できるようにします。これにより、以下が提供されます：

• シームレスな開発体験：開発者はCosmosチェーン上でSolidityスマートコントラクトを直接記述し、展開でき、大幅な変更を必要としません；

• 高性能と迅速な最終確定性：高いスループットと迅速な最終確定性の恩恵を受けて、DAppやDeFiプラットフォームのユーザー体験が大幅に向上します。

5. トランザクションの順序付けと状態処理の分離

Supernova Coreはトランザクションの順序付けと状態処理の解耦を可能にし、仮想マシン（VM）の実行をコンセンサスから独立させ、個別に拡張できるようにします。このアーキテクチャにより：

• 独立した拡張：コンセンサスと仮想マシンの実行をそれぞれ拡張することで、ネットワークパフォーマンスを最適化します。

• 柔軟性の向上：将来のLayer 2ソリューションは、分散型のバリデーターを使用して検閲耐性と公平性を確保し、より高いレベル（おそらくより集中化された実行ノード）を通じてVM実行のzk証明を検証できます。

• Layer 2ソリューションの改善：分散型のLayer 2は、ArbitrumやOptimismなどの現在の比較的集中化されたソリューションと同等、またはそれ以上のパフォーマンスを実現し、より迅速な最終確定性と高い安全性を備えています。

Supernova Coreのロードマップ：未来に向けて構築する

1. 並列EVM実行

従来のEVMはトランザクションを逐次処理するため、ネットワークのパフォーマンスを大きく制限します。Supernova Coreは将来的に並列EVM実行をサポートする予定です。これにより：

• スループットの向上：複数のCPUコアを利用してEVMのパフォーマンスを向上させます；

• ユーザー体験の改善：より迅速なトランザクション処理速度がDAppの応答能力を強化します；

• 競争力の維持：並列EVMを探求するプロジェクトと競争し、卓越したパフォーマンスを提供します。

2. EVM最適化のデータベース

EVMの従来のデータベースI/Oがボトルネックになる可能性があることを認識し、Supernova CoreはEthereumスタイルのキー/バリューストレージ（key/value stores）アクセスパターンの最適化を進めています。このデータベースの最適化により：

• I/Oパフォーマンスの向上：データ取得と保存時の遅延を減少させます；

• データベースサイズの削減：潜在的にデータベースの占有スペースを最大3分の1削減します；

• 全体的な効率の向上：トランザクション処理速度を大幅に向上させます。

これらの機能は、私たちの継続的な改善へのコミットメントの一部であり、今後の更新バージョンに統合されます。

業界の採用を促進する

Supernova CoreとCosmos SDKの互換性を通じて、私たちの目標はアプリケーションのハードルを下げることです。開発者は急な学習曲線に直面することなく、私たちの高性能コンセンサスエンジンをプロジェクトにシームレスに統合できます。私たちは、各開発者コミュニティや暗号業界を広く招待し、Supernova Coreを共に探求し、ブロックチェーン技術の可能性の境界を拡張する行列に参加していただきたいと考えています！

近日公開

Supernova Coreは年末までにテストネットを立ち上げる予定です。高性能のL1と分散型L2の開発はもはや恐れるべきものではありません。より明確で効率的なエンジンを持って、あなたのブロックチェーンプロジェクトを新たな高みへと導きます。

私たちと共に参加し、ブロックチェーン分野を革新しましょう。MeteのSupernova Coreと共に未来を築きましょう！

まとめ

コアの課題を解決することによって------スケーラビリティの制限、ネットワークの非効率性、開発の複雑さを含む------Supernova Coreは、スケーラブルで効率的かつ高性能なブロックチェーンを構築するための最適なソリューションとなることが期待されています。私たちのCosmos SDKとの互換性は、開発者がSupernova Coreをプロジェクトに簡単に統合できることを保証し、実践的に検証された技術と強力なCosmosエコシステムから利益を得ることができます。

新しいL1を開発する場合でも、L2のソリューションを改善する場合でも、Supernova Coreはあなたの成功を大いに助けるでしょう。私たちは、あなたがSupernova Coreと共に構築する新しいプロジェクトを見ることを楽しみにしています！

About Meter.io

Meterは、高性能のインフラストラクチャであり、スマートコントラクトが異なるブロックチェーン上で相互作用することを可能にします。MeterのメインネットはHotStuffコンセンサスを使用しており、327のバリデーターからのコミュニティによるセキュリティを提供しています（数千のノードに拡張可能）。Meterは、分散化の程度とパフォーマンスが最も高いEthereumサイドチェーンの1つでもあります。

Meterの公式サイトとコミュニティ

• 公式サイト：https://www.meter.io
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