差分

このページの2つのバージョン間の差分を表示します。

--- ホワイトペーパー:v01:3_システムアーキテクチャ:1:start [2025/12/24 06:41] – ↷ ホワイトペーパー:3_システムアーキテクチャ:1:start からホワイトペーパー:v01:3_システムアーキテクチャ:1:start へページを移動しました。 d.azuma
+++ ホワイトペーパー:v01:3_システムアーキテクチャ:1:start [2025/12/24 08:01] (現在) – d.azuma
@@ 行 1: / 行 1: @@
-====== 3.1 ネットワークインフラストラクチャ ======
+====== 3.1 ネットワークインフラ (Network Infrastructure) ======
-[cite_start]Qubic のインフラストラクチャは、**ブロックチェーントランザクションと AI トレーニングの両方の計算要件**に対処するように設計されています。 [cite: 433]
+Qubicのインフラは、ブロックチェーン取引とAIトレーニングの両方の計算要件に対処するように設計されています。以下のセクションでは、ハードウェアの直接運用と最適化された通信が、ネットワークの効率性とセキュリティにどのように貢献するかを探ります。
-[cite_start]次のセクションでは、**直接的なハードウェア操作と最適化された通信**が、ネットワークの**効率とセキュリティ**にどのように貢献するかを探ります。 [cite: 434]
-====3.1.1 ベアメタルデプロイメント====
+{{page>./1/}}
-[cite_start]**背景と特定された問題** [cite: 436]
+{{page>./2/}}
-[cite_start]従来のブロックチェーンネットワークは、通常、ノードインフラストラクチャを管理するために**ソフトウェア層のオペレーティングシステム (OS)** に依存しています。 [cite: 437]
-[cite_start]これにより、特に**高トランザクション負荷の下で、遅延を引き起こし、ハードウェア効率を低下させるアーキテクチャ**が作成されます。 [cite: 438]
-[cite_start]**ハードウェアとアプリケーションの間の追加の層**は、パフォーマンスのボトルネックになるか、**セキュリティ管理の複雑さ**を増す可能性があります。 [cite: 439]
-[cite_start]**ベアメタルデプロイメントの理由** [cite: 440]
-[cite_start]Qubic は、**仮想マシンや従来のオペレーティングシステムに依存するのではなく**、**コアソフトウェアをベアメタルハードウェア上で実行**することにより、**パフォーマンスとセキュリティ**を向上させます。 [cite: 441]
-[cite_start]このアーキテクチャ上の決定は、**オペレーティングシステムレベルの抽象化を排除**し、それにより**ハードウェア機能**を直接使用して、**ブロックチェーン操作、通信プロトコル、スマートコントラクトの実行、およびトランザクション処理**に必要な**高いパフォーマンス**を満たします。 [cite: 442]
-[cite_start]**ベアメタルデプロイメントの利点**: [cite: 443]
-  * [cite_start]**信頼性**: **UEFI シェルを基本的な機能に使用**することで、**簡素化された制御された環境**が提供され、それにより**複雑なオペレーティングシステムに関連する可能性のある攻撃ベクトル**が減少します。 [cite: 445] [cite_start]**サードパーティのソフトウェアプラットフォームへの依存を排除**することにより、Qubic は**信頼性を向上**させ、**予期しない更新や互換性の問題**によって引き起こされる**潜在的な中断を減らします**。 [cite: 446]
-  * [cite_start]**有効性**: **従来のオペレーティングシステムの欠如**は、**計算オーバーヘッドと遅延を減らし**、Qubic が**ハードウェア機能を効率的に活用**できるようにします。 [cite: 447] [cite_start]UEFI シェルは、**より高速な起動時間と簡素化されたハードウェアレベルのアクセス**を促進し、**リアルタイムのトランザクション処理**を含む**高スループットを必要とするアプリケーション**で不可欠です。 [cite: 448]
-qubic whitepaper
-qubic.org
-//PAGE 29//
-  * [cite_start]**セキュリティ**: **ソフトウェアスタックを最小限に抑える**ことにより、Qubic は**潜在的な攻撃対象領域を大幅に削減**し、**オペレーティングシステムレベルのエクスプロイト**に対する**強力な保護**を提供します。 [cite: 452] [cite_start]ベアメタルデプロイメントアプローチは、**インターネットを介して一般的に標的とされる脆弱性を排除**することにより、**リモート攻撃のリスクをさらに軽減**します。 [cite: 453] [cite_start]代わりに、ベアメタルシステムを侵害するには、**ハードウェアへの物理的なアクセス**が必要となり、**リモート攻撃者にとって著しくより困難なタスク**となります。 [cite: 454] [cite_start]これは、**複雑さを減らし、不要なシステム層を削除することが脆弱性を最小限に抑えるための鍵**であるという Shostack の原則と連携しています。 [cite: 455]
-    [cite_start]さらに、ベアメタルノードを設定および維持するために必要な労力は、**自然な参入障壁**を作成し、**システムを深く理解している献身的な参加者のみ**がネットワークの一部になることを保証します。 [cite: 456] [cite_start]これは、**より安全で回復力のあるエコシステム**に貢献します。 [cite: 457]
-[cite_start]**支持する研究と引用** [cite: 458]
-[cite_start]分散システムおよび高性能コンピューティングにおける研究は、**ベアメタルデプロイメント**が、特に**リアルタイム環境**において、**重要なアプリケーションのシステム応答性を向上させ、遅延を減らす**ことを示しています。 [cite: 459]
-[cite_start]ブロックチェーンプラットフォームで発生するような**重いトランザクション負荷**に対処する非中央集権型ネットワークシナリオでは、ベアメタルアーキテクチャは**スループットの増加と遅延の削減**という**実質的な利点**を提供します。 [cite: 460]
-[cite_start]**定量的メトリックとパフォーマンスの向上** [cite: 461]
-Qubic のベアメタルインフラストラクチャは、**最適化されたスマートコントラクト実行環境** (セクション 3.2 を参照) とともに、**大幅なパフォーマンスの改善**を示しています:
-[cite_start]スマートコントラクトのベンチマーク結果によると、**トランザクション遅延が減少し**、**スループットの向上**により、**1 秒あたり最大 5500 万 QUBIC コインの転送**が可能になります。 [cite: 462]
-====3.1.2 ノード通信====
-[cite_start]**背景と特定された問題** [cite: 464]
-[cite_start]すべての非中央集権型ネットワークでは、**コンセンサスの維持、データの整合性、およびタイムリーなトランザクション処理**のために、**ノード間の通信が重要**です。 [cite: 465]
-[cite_start]従来のブロックチェーンは、**非効率な通信プロトコル**のために**ボトルネック**を経験することが多く、**トランザクション時間の遅延とスケーラビリティの低下**につながります。 [cite: 469]
-[cite_start]**ネットワーク遅延と帯域幅の制限**は、コンセンサス機構を妨げ、**全体的なネットワークパフォーマンス**に影響を与える可能性があります。 [cite: 470]
-qubic whitepaper
-qubic.org
-//PAGE 30//
-[cite_start]**最適化されたノード通信** [cite: 471]
-[cite_start]Qubic は、**カスタムの伝送制御プロトコル (TCP) ベースの通信プロトコル**を実装することにより、これらの課題に対処します。これは、**低遅延と高スループット**のために最適化されています。 [cite: 472]
-[cite_start]このプロトコルは、ネットワーク全体での**迅速なメッセージ送信**を保証し、**トランザクションとコンセンサス関連データの効率的な伝播**を促進します。 [cite: 473]
-[cite_start]**クォーラムベースのコンセンサスモデル** (セクション 3.2.1 を参照) は、**Computors の大多数が迅速に合意に達する**ことを可能にし、**トランザクションファイナリティの遅延を最小限に抑え**、**ノード障害に対するネットワークの回復力を向上**させます。 [cite: 474]
-[cite_start]Qubic は、ネットワークの**より良いスケーラビリティと信頼性**を達成するために、**通信プロトコルとコンセンサス機構の両方を最適化**するように設計されています。 [cite: 475]
-[cite_start]**通信プロトコルに関する洞察** [cite: 476]
-[cite_start]**効果的な通信プロトコル**は、**分散ネットワークにおけるトランザクション速度の向上とシステム信頼性の実現**に不可欠です。 [cite: 477]
-Nguyen et al. (2016) [cite_start]や Decker & Wattenhofer (2013) によって実施されたような**主要な研究**は、**高性能コンピューティング設定における遅延の最小化とスループットの強化**における**調整された TCP 実装の重要性**に注目しています。 [cite: 478, 479]
-[cite_start]**定量的メトリックとパフォーマンスの向上** [cite: 480]
-[cite_start]Qubic の通信プロトコルにより、ノードは**サブ秒間隔でコンセンサスを達成**できます。 [cite: 481]
-[cite_start]この改善により、Qubic は、**リアルタイムアプリケーション**や**即時のトランザクションファイナリティを必要とするサービス**にとって重要な**高頻度トランザクション**を処理できます。 [cite: 482]
-[cite_start]**ピア共有** [cite: 483]
-[cite_start]**ピア** (ネットワーク内の物理ノード) は、ピア共有のコンテキストで **IPv4 アドレス**によって識別されます。 [cite: 484]
-[cite_start]それらはソースコードで「**public peers**」と呼ばれています。 [cite: 485]
-[cite_start]各ノードは、**既知のパブリックピアの初期セット** (理想的には少なくとも 4) を必要とします。 [cite: 486]
-[cite_start]**自身の IP アドレス**は、通常のピアとして**既知の Public Peers に含める**必要があります。 [cite: 487]
-[cite_start]ピアは、**検証済み**または**未検証**の状態を持つことができます。 [cite: 491]
-[cite_start]**検証済みのピア**は、他のピアと共有されます。 [cite: 491]
-[cite_start]既知の PublicPeers の IP は、**デフォルトで検証済みのステータス**を取得します。 [cite: 492]
-[cite_start]ピアは、**Qubic ノードのハンドシェイク**と見なすことができる **Exchange PublicPeers メッセージ**を通じて共有されます。 [cite: 493]
-[cite_start]メッセージは、**新しい接続が確立された後**に送信されます (ノードはランダムに選択されたパブリックピアに接続します)。 [cite: 494]
-[cite_start]共有する IP は、**検証済みのピア IP の中からランダムに選択**されます (ただし、Exchange PublicPeers メッセージに**重複した IP が含まれる場合**があります)。 [cite: 495]
-[cite_start]ピアのリストに**検証済みのピアがない場合**は、Exchange PublicPeers とともに IP として "**0.0.0.0**" を送信する必要があります。 [cite: 496]
-[cite_start]**検証済みのピアへの送信接続が拒否された場合**、そのピアは**検証済みステータスを失います**。 [cite: 497]
-[cite_start]**未検証のピアへの送信接続が拒否された場合**、そのピアは**ピアのリストから削除**されます。 [cite: 498]
-[cite_start]**未検証のピアへの送信接続が受け入れられ、Exchange PublicPeers メッセージが受信された場合**、そのピアは**検証済みステータスを取得**します。 [cite: 499]
-[cite_start]通信中に**プロトコル違反が検出された場合** (リモートエンドが Qubic ノードではない何かを実行していると想定できる場合)、**検証済みであっても IP は削除**されます。 [cite: 500]
-[cite_start]IP は、**リストに少なくとも 10 のエントリが残っている場合**、かつ**初期の既知の PublicPeers にない場合**にのみ、ピアのリストから削除されます。 [cite: 501]
-qubic whitepaper
-qubic.org
-//PAGE 31//