Stateless blockchain（ステートレス・ブロックチェーン）とは、ノードがブロックチェーンの全体の状態（例えばアカウント残高やスマートコントラクトのデータ）を保持せずに、トランザクションやブロックの検証を行うことができるブロックチェーンの設計です。これにより、ネットワークのスケーラビリティと効率性を向上させることが期待されています。
詳細な解説：
背景
従来のブロックチェーン（ステートフル・ブロックチェーン）では、各ノードが全てのブロックとその結果生じる状態を保存し、ネットワーク上のトランザクションを検証します。しかし、時間の経過とともに状態データは増加し、ノードのストレージ要件が膨大になります。これにより、新規参加者がフルノードとしてネットワークに参加するハードルが高くなり、分散性とセキュリティに影響を及ぼす可能性があります。
Stateless blockchainの概念
Stateless blockchainでは、ノードはブロックチェーンの状態を保存する必要がありません。代わりに、トランザクションの検証に必要な最小限のデータ（「ウィットネス」と呼ばれる証拠データ）を使用して検証を行います。各トランザクションには、そのトランザクションが正当であることを証明するための必要な状態情報が含まれます。
メリット
- スケーラビリティの向上：ノードが全ての状態を保持しなくて済むため、ストレージ要件が大幅に削減されます。これにより、ネットワークの参加者が増え、全体のスループットが向上します。
- 分散性の強化：軽量なノードでもフルノードとして機能できるため、ネットワークの分散性とセキュリティが向上します。
- 効率性の改善：状態データの同期が不要になるため、新しいノードが迅速にネットワークに参加できます。
課題
- ウィットネスサイズの増加：トランザクションごとに必要な状態情報を含めるため、データサイズが増加し、ネットワーク帯域幅への負荷が懸念されます。
- 計算コスト：ウィットネスの生成と検証には追加の計算リソースが必要となる場合があります。
- 複雑性の増大：プロトコルの設計と実装が複雑になり、セキュリティリスクを慎重に管理する必要があります。
現在の取り組み
Ethereumなどの主要なブロックチェーンプロジェクトでは、Stateless blockchainの実現に向けた研究が進められています。特にEthereumでは、「Stateless Ethereum」というプロジェクトで、ステートレスなクライアントの開発やプロトコルの改良が検討されています。
まとめ
Stateless blockchainは、ブロックチェーンのスケーラビリティと分散性の課題を解決するための有望なアプローチです。状態を保持しないことでノードの負荷を軽減し、ネットワーク全体の効率性を高めることが期待されています。しかし、その実現には技術的な課題も多く、今後の研究と開発が重要となります。
