シャーディングによる高速化?暗号通貨QuarkChain(QKC)とは?




みやちー(@yumiya_work)です

今回は、シャーディングを用いて1秒間に100万以上のトランザクション処理目指すQuarkChain(QKC)についてです。

暗号通貨(仮想通貨)の世界はイーサリアムを中心に技術動向が変化していると感じます。
そのイーサリアムにシャーディング(Sharding)、プラズマ(Plasma)が実装されますが、他のプロジェクトも同様に実装する流れです。
シャーディングを利用したZilliqa(ZIL)やプラズマを採用するLoomNetwork(LOOM)などが注目されていますよね。

そんなこんなで、今年は高速化・ハイスループット・スケーリングというワードが特に注目される年になりそうです。

QuarkChain(QKC)とは?

  • 公式サイト https://www.quarkchain.io/
  • QuarkChain(QKC)
  • ERC-20規格 後に独自チェーンに移行
  • Total supply 100億QKC(10,000,000,000 QKC)
  • Private Sale 1ETH = 39416QKC HardCap 16,000,000ドル
  • Public Sale 1ETH = 31533QKC HardCap 4,000,000ドル 1QKC = 0.00003171ETH
  • トークン販売20%、チーム15%、顧問5%、財団15%、マイニング/コミュニティ/マーケティング45%

 

パブリックセールは1ETH = 577.15ドルで行われました。
1QKC = 0.0183ドル、ちょうど2円になりますね。

 

 

 

 

QuarkChain(QKC)は、Ethereum仮想マシン(EVM)に対応のDappsプラットフォームです。

そしてQuarkChain(QKC)は、ブロックチェーンの主な3つの課題、セキュリティ、分散化、スケーラビリティの解決を目指します。
この3つの課題はトレードオフの関係にあり、例えばスケーラビリティを立てると、セキュリティと分散化が立たなくなるため、セキュリティと分散化を適切なレベルに保ちスケーラビリティを確保することが必要です。

その解決の方法として、シャーディングというトランザクションの一部を検証する技術が挙げられています。
従来は、100のトランザクションがあったとき全てのノードが100のトランザクションを検証していましたが、シャーディングでは、100のうち10のトランザクションはノードA,B、別の10トランザクションはノードC,Dのように、複数のノードグループで小分けにして検証します。

結果として、各ノードの処理能力に余裕ができるため、ネットワーク全体で見るとより多くのトランザクションを処理できることになります。
100,000TPSは既に達成できる見込みがあるようで、VISAの65,000TPSを超えています。
ノードが増えるほど遅くなる従来の方法と違い、シャーディングではノードが増えるほど速くなりますので、1,000,000TPS以上も可能だろうということがホワイトペーパーでは述べられています。

各ノードグループはシャードチェーンとして、ルートチェーンのサイドチェーンの機能をします。
ノードグループの数だけサイドチェーンがあり、その中でマイニングが行われるため、マイニングに巨大なハッシュパワーを必要としません。
これにより個人でもマイニングに参加が可能なため、マイニングプール等による寡占を防ぎより分散されたネットワークを構築できます。
分散されていれば51%攻撃などは難しくなりますので、セキュリティの高いネットワークとなります。

 

以上が、QuarkChain(QKC)の概要です。

私の勉強用にホワイトペーパーを日本語訳(Google翻訳)しましたので、詳しい説明はホワイトペーパーに譲ります。
また、公式の「よくある質問」も合わせて見れば理解が深まりやすいと思います。

ホワイトペーパーでは、イーサリアムは元々シャーディングを意識して設計された訳ではないので、完全な実装までには3~5年かかるかもしれないと述べられています。

先にシャーディングを実現するのはQuarkChain(QKC)になりそうです。
(2018年Q4にメインネットが立ち上がる予定です)
各ICO評価サイトでも上位の評価を受けており、テレグラムのメンバーは8万人超えですので、今後注目したいプロジェクトです。

以前、POA Networkの紹介をしましたが、ビジョンで言えばQuarkChain(QKC)の方が将来性があるのかもしれません。(POAは既に実現しているという点で優秀ですけどね!)

ホワイトペーパー日本語訳

ホワイトペーパーVersion 0.3.4を元に翻訳しました。
https://quarkchain.io/QUARK%20CHAIN%20Public%20Version%200.3.4.pdf
Google翻訳ですので、元の英文と合わせてセルフ補完してください。

Executive Summary
エグゼクティブサマリー

Recently, distributed ledger technologies – decentralized and trustless blockchains (e.g.Bitcoin, Ethereum), have started rewiring the nature of our current economy, communications,and knowledge.
最近、分権化され信頼できないブロックチェーン(例:ビトコイン、エテリアム)の分散型元帳技術が、現在の経済、コミュニケーション、知識の本質を再配線し始めました。

As the global financial transaction volume in all electronic payments grows, the low capacity of the current blockchain-based networks cannot cover the world’s commerce anytime.
すべての電子決済における世界的な金融取引量が増加するにつれて、現在のブロックチェーンベースのネットワークの容量が小さくても、いつでも世界の商取引をカバーすることはできません。

However, a simple pursuit of scalability usually sacrifices decentralization and security.
しかし、スケーラビリティの単純な追求は、通常、分散化とセキュリティを犠牲にします。

Therefore, the ultimate goal of blockchain is to extend the scalability as high as possible while keeping security and decentralization in an appropriate level.
したがって、ブロックチェーンの最終的な目標は、セキュリティと分散を適切なレベルに保ちながら、スケーラビリティをできるだけ高くすることです。

QuarkChain is an innovative permission less blockchain architecture that aims to meet the global-wise commercial standard.
QuarkChainは、世界規模の商用標準を満たすことを目指す革新的なアクセス権の少ないブロックチェーンアーキテクチャです。

It provides a secure, decentralized, and scalable blockchain solution to deliver 100,000+ on-chain TPS.
100,000以上のチェーン上のTPSを提供する、安全で分散化されたスケーラブルなブロックチェーンソリューションを提供します。

The main features of QuarkChain are:
QuarkChainの主な機能は次のとおりです。

①Reshardable two-layered blockchain:
QuarkChain consists of two layers of blockchains.
We apply elastic sharding blockchains (shards) as the first layer, and a root blockchain as the second layer that confirms the blocks from the first layer.
The first layer is flexible to be resharded as needed without changing the root layer.
①リハーサル可能な2層ブロックチェーン:
QuarkChainはブロックチェーンの2つのレイヤーで構成されています。
第1層として弾性シャーディングブロック(シャード)を適用し、第1層からブロックを確認する第2層としてルートブロックチェインを適用します。
最初のレイヤーは、ルートレイヤーを変更せずに、必要に応じて再作成できるよう柔軟性があります。

②Guaranteed security by market-driven collaborative mining:
To ensure the security of all transactions, a game-theoretic framework is designed for incentives, where at least 50% of overall hash powers are allocated to the root chain to prevent double spending attack on any transactions.
②市場主導のコラボレーティブなマイニングによるセキュリティの保証:
すべてのトランザクションのセキュリティを確保するために、ゲーム理論上のフレームワークはインセンティブのために設計されています。ハッシュ・パワーの少なくとも50%がルート・チェーンに割り当てられ、トランザクションに対する二重支出攻撃を防ぎます。

③Anti-centralized horizontal scalability:
In any blockchain network with a high TPS, a super-full node can be extremely expensive, which encourages centralization.
In contrast, QuarkChain allows multiple cheap nodes forming a cluster to replace a super-full node.
③反中央集中型水平スケーラビリティ:
高いTPSを持つブロックチェーンネットワークでは、スーパーフルノードは非常に高価になり、集中化が促進されます。
対照的に、QuarkChainは、クラスタを形成する複数の安価なノードがスーパーフルノードを置き換えることを可能にする。

④Efficient cross-shard transactions:
Cross-shard transactions in QuarkChain can be issued at any time, and confirmed in minutes.
The speed of cross-shard transactions increases linearly as the number of shards increases.
④効率的なクロスシャード取引:
QuarkChainのクロスシャード取引はいつでも発行することができ、数分で確認できます。
クロスシャードトランザクションの速度は、シャードの数が増えるにつれて直線的に増加します。

⑤Simple account management:
There is only one account needed for the entire blockchains (shards) in QuarkChain.
All cryptocurrencies from different shards are stored in one smart wallet.
⑤簡単なアカウント管理:
QuarkChainのブロックチェーン(シャード)全体に必要なアカウントは1つだけです。
異なるシャードからのすべての暗号化通貨は、1つのスマートウォレットに格納されます。

⑥Turing-complete smart contract platform:
the QuarkChain network supports Turingcomplete smart contracts and has adopted the Ethereum Virtual Machine (EVM) to allow for easy migration of existing EVM decentralized Apps onto the QuarkChain platform.
⑥チューリング完全スマート契約プラットフォーム:
QuarkChainネットワークはTuringcompleteスマートコントラクトをサポートしており、既存のEVM分散アプリケーションをQuarkChainプラットフォームに簡単に移行できるように、Ethereum仮想マシン(EVM)を採用しています。

1. Motivations and Vision
1.動機とビジョン

1 .1 Overview of Blockchain
1 .1ブロックチェーンの概要

Back to 1990’s, Kevin Kelly already alerted the world to the advent of widespread encryption – “crypto-anarchy: encryption always wins.”
1990年代になって、Kevin Kellyは、暗号化の普及の到来を世界に警告しました。「暗号不安:暗号化は常に勝ちます」

“Various criminal and foreign elements will be active users of CryptoNet. But this will not halt the spread of crypto anarchy.” said by Tim May, a retired Intel physicist (cited from “Out of Control” ).
「さまざまな犯罪や外来の要素がCryptoNetの活発なユーザーになるだろうが、これは暗号無秩序の普及を止めるものではない」 引退したインテルの物理学者ティム・メイ(「アウト・オブ・コントロール」から引用)によって述べられた。

Just as May and Kelly predicted, since the word “blockchain” was coined in the original source code of Bitcoin in 2008, the crypto-era has broken out.
MayとKellyが予測したように、2008年にBitchinの元のソースコードに “blockchain”という単語が組み込まれて以来、暗号化時代が勃発しました。

In the past several years, many companies have been looking into blockchain technology.
ここ数年、多くの企業がブロックチェーン技術を検討してきました。

Almost every major financial institution in the world is doing blockchain research at the moment.
世界のほとんどすべての主要金融機関は現時点でブロックチェーン研究を行っています。

Fig.1 shows that since late 2017, there is a hugejump of the number of transaction requests in Ethereum system.
図1は、2017年後半以降、Ethereumシステムにおけるトランザクション要求の数が膨大であることを示しています。

The transaction volume demanded is projected to keep increasing since more and more applications are/will be developing in the near future.
近い将来にますます多くのアプリケーションが開発されているため、要求されるトランザクション量は増加し続けると予測されています。

Fig.1 Transaction fee per day in Ethereum rises sharply (47 times higher than six months ago), due to a huge number of transaction requests. (source:etherscan.io).
図1 Ethereumの1日あたりの取引手数料は、膨大な取引要求のため急激に(6ヶ月前の47倍)上昇しています。 (source:etherscan.io)。

1.2 The Generations of Blockchain Technology
1.2ブロックチェーン技術の世代

First generation of blockchain is represented by bitcoin, which has started the digital currency technology revolution in the financial world.
ブロックチェーンの第1世代はビットコインに代表され、これは金融業界でデジタル通貨技術革命を開始しました。

The second generation of blockchain technology is led by Ethereum. Ethereum developed “smart contract” which made blockchain allow not only the cash-like tokens but also financial instruments, like loans or bonds.
第二世代のブロックチェーン技術は、Ethereumによって導かれています。エテリアムは、現金のようなトークンだけでなく、ローンや債券などの金融商品をブロックチェーンで作成する「スマート契約」を開発しました。

The Ethereum smart contract platform now has a market cap of around 65 billion dollars (source: https://coinmarketcap.com/).
Ethereumスマート契約プラットフォームは現在、約650億ドル(出典:https://coinmarketcap.com/)の時価総額を有している。

One important breakthrough of blockchain is called “proof of stake (POS)” .
ブロックチェーンの重要なブレークスルーの1つは、「ステークの証明(POS)」です。

Current generation blockchains are mostly secured by “proof of work (POW),” which requires significant amount of hash power (and thus electrical power) these days and is not so energy efficient.
現在の世代のブロックチェーンは、大部分が最近ではかなりの量のハッシュ・パワー(したがって電力)を必要とする「作業証明(POW)」によって保護されており、エネルギー効率はそれほど高くありません。

In contrast, the POS systems assign the block rewards to the holder of tokens proportionally, which significantly reduce the amount of energy to mine a block and is much more economically efficient.
対照的に、POSシステムはブロック報酬を比例的にトークン所有者に割り当てます。これにより、ブロックを採掘するエネルギー量が大幅に削減され、経済的に効率的になります。

Blockchain visionaries imagined that this technology would spark innovation in every industry and set off a massive restructuring of communications and transactions, but this is not possible in its current state.
Blockchainのビジョナリーは、この技術があらゆる業界のイノベーションを呼び起こし、通信やトランザクションの大規模なリストラを開始すると考えていましたが、現状では不可能です。

As the demands increase, as shown in Fig.1, another issue facing blockchain is scalability.
要求が増加するにつれて、図1に示すように、ブロックチェーンに直面する別の問題はスケーラビリティです。

Currently, major blockchains cannot even securely handle the volume of financial transactions that occur on centralized payment systems like Visa which claims to have 56,000 TPS on its network.
現在、主要なブロックチェーンはVisaなどの集中決済システムで発生する金融取引の量を、ネットワーク上に56,000 TPSと主張しているものにしっかりと対応させることはできません。

Bitcoin’s and Ethereums 10-20 TPS are many orders of magnitude away from this and even further from the TPS that IOT micropayments would require.
BitcoinとEthereums 10-20 TPSは、ITOマイクロペイメントが必要とするTPSから、これからさらに多くの桁違いに離れています。

The blockchain systems which do have this capacity have often sacrificed security and decentralization which are the key features that blockchain technology has to offer.
この能力を持つブロックチェーンシステムは、しばしばブロックチェーン技術が提供しなければならない重要な機能であるセキュリティと分散化を犠牲にしました。

For the speculation around blockchain to turn into real, widespread adoption, a network that can handle a large volume of transactions without compromising on security and decentralization must be developed.
ブロックチェーン周辺での投機的な導入が実際に普及するには、セキュリティと分散化を犠牲にすることなく大量のトランザクションを処理できるネットワークを開発する必要があります。

1.3 QuarkChain Vision
1.3 QuarkChainのビジョン

The QuarkChain Network introduces a novel sharding-based blockchain architecture that aims to meet the global commercial standard.
QuarkChain Networkは、世界的な商業規格に適合することを目指す、新しいシャーディングベースのブロックチェーンアーキテクチャを導入しています。

The technology behind the QuarkChain Network was inspired by the team’s extensive experience in developing large-scale distributed systems in the centralized world that can handle billions of transactions per second.
QuarkChain Networkの背後にあるテクノロジーは、毎秒数十億件のトランザクションを処理できる、集中化された世界の大規模分散システムを開発したチームの豊富な経験からインスピレーションを受けています。

The mechanisms from these experiences have been applied to blockchain to create a unique solution to its scalability problem.
これらのエクスペリエンスのメカニズムは、スケーラビリティの問題に対する独自のソリューションを作成するためにブロックチェーンに適用されています。

This approach aims to greatly expand the usability of blockchain technology without sacrificing its core features of security and decentralization.
このアプローチは、セキュリティと分散化の核となる機能を犠牲にすることなく、ブロックチェーンテクノロジのユーザビリティを大幅に拡張することを目指しています。

The QuarkChain Network is helping move blockchain into the next generation by increasing the current TPS capacity several-thousand fold of what it is now, to a projected about 100,000 TPS.
QuarkChain Networkは現在のTPS容量を現在の数千倍に拡大し、約100,000 TPSに達することでブロックチェーンを次世代に移行するのに役立っています。

The network being built is project to be free of congestion, making it affordable for all usage scenarios that demand speed and volume.
構築されているネットワークは、輻輳のないプロジェクトであり、速度と量を必要とするすべての使用シナリオで手頃な価格です。

We envision such a network applied to industries that demand higher TPS.
我々は、より高いTPSを要求する産業に適用されるこのようなネットワークを想定している。

Ultimately, the QuarkChain Network aims to build a high-throughput network to support applications such asdistributed social media, high frequency trading, Internet of Things (IoT), gaming, and payment.
結局のところ、QuarkChain Networkは、分散ソーシャルメディア、高頻度取引、IoT(Internet of Things)、ゲーム、支払いなどのアプリケーションをサポートするハイスループットのネットワークを構築することを目指しています。

2. The Challenges of Blockchain
2.ブロックチェーンの課題

The three main challenges of a blockchain: security, decentralization, and scalability.
ブロックチェーンの主な3つの課題は、セキュリティ、分散化、スケーラビリティです。

2.1 Security Issue
2.1セキュリティの問題

As a transactional platform, the first priority is always security.
トランザクションプラットフォームとして、最優先事項は常にセキュリティです。

A blockchain, as the name implies, is a chain of digitally connected “blocks”.
ブロックチェーンは、その名前が示すように、デジタル接続された「ブロック」の連鎖です。

Blockchain was generated to provide means of security by doing a “decentralized ledger”.
ブロックチェーンは、「分散型元帳」を行うことによって安全手段を提供するために生成されました。

Even though blockchain has some inherent properties for security, there still exist vulnerabilities, ill intentions, and malicious attacks that need to be considered when one selects the platform.
ブロックチェーンにはセキュリティに固有の特性がいくつか存在しますが、プラットフォームを選択する際に考慮する必要がある脆弱性、悪意、悪意のある攻撃が存在します。

In fact, blockchains are decentralized across peer-to-peer (p2p) networks that need
to be continually updated and kept in sync with a specific consensus algorithm (e.g.POW or PoS).
実際、ブロックチェーンはピアツーピア(P2P)ネットワーク上で分散化されており、
継続的に更新され、特定のコンセンサスアルゴリズム(例えば、POWまたはPoS)と同期して維持される。

A POW-based blockchain would require at least 51 % hash power of the network to perform double-spend attack that could revert any transaction.
POWベースのブロックチェーンでは、二重支出攻撃を実行するためにネットワークのハッシュ・パワーを少なくとも51%必要とし、これによりトランザクションを元に戻すことができます。

Such an attack highly depends on how decentralization the network is, i.e., the more the blockchain is decentralized, the harder it is for the attack to be performed.
このような攻撃は、ネットワークがどのように分散化されているかに大きく依存します。つまり、分散しているブロックチェーンが多いほど、攻撃を実行するのが難しくなります。

If the blockchain is sufficiently decentralized, reaching more than 51 % hash power will be extremely costly for a single entity (a miner or an owner of a mining pool).
ブロックチェーンが十分に分散化されていれば、単一のエンティティ(鉱山者または鉱山プールの所有者)にとって、51%を超えるハッシュ・パワーに達するには非常にコストがかかるでしょう。

2.2 Decentralization Issue
2.2地方分権問題

Since 2013, many decentralized trading platforms have been developed.
2013年以降、多くの分散型取引プラットフォームが開発されています。

Different from the centralized case, decentralized storage and trading allow for drastic reductions in pricing, so that any company or even person, not just the big ones, can leverage the technology.
集中化されたケースとは異なり、分散型ストレージと取引では価格設定の大幅な削減が可能であるため、大企業だけでなくあらゆる企業でも技術を活用できます。

As aforementioned, decentralization also gives blockchain security.
However, decentralization is also being challenged these days.
前述したように、分散化によってブロックチェーンのセキュリティも確保されます。
しかし、最近では地方分権も挑戦されている。

For example, a lot of mining pools are formed for POW-based blockchain so that a weak miner is able to collect its proportional share of block reward in a timely manner instead of waiting for a long period to collect a block reward.
たとえば、POWベースのブロックチェーンでは多くのマイニングプールが形成され、弱い鉱夫がブロック報酬を収集するのを待つのではなく、適時にブロック報酬の比例分を収集できるようになっています。

The mining pool encourages centralization and becomes a risk for decentralized POW blockchains.
鉱山プールは集中化を促し、分散化された捕虜収容所ブロックチェーンのリスクとなる。

For example, as of 2013 the top six mining pools consist of 75% of overall Bitcoin hash power.
たとえば、2013年現在、上位6つの鉱山プールはBitcoinハッシュ・パワー全体の75%で構成されています。

2.3 Scalability Issue
2.3スケーラビリティの問題

In the following subsections, the existing approaches for scalability issue are reviewed.
以下のサブセクションでは、スケーラビリティの問題に対する既存のアプローチをレビューします。

2.3.1 Multiple Blockchains
2.3.1複数のブロックチェーン

One approach to scaling is splitting up different transactions across multiple blockchains (e.g. Bitcoin, Litecoin, Ethereum, etc.).
スケーリングに対する1つのアプローチは、複数のブロックチェーン(Bitcoin、Litecoin、Ethereumなど)にわたって異なるトランザクションを分割することです。

But while this makes for lower transactional demand on each blockchain, it also means a lower hash power operating each blockchain.
しかし、これは各ブロックチェーンでのトランザクション要求がより少なくなる一方で、各ブロックチェーンを操作するハッシュ・パワーが低いことを意味します。

On smaller chains, it is easy for someone to gain enough of the hash power to perform a double-spend attack.
小さなチェーンでは、誰かが二重の攻撃を行うのに十分なハッシュパワーを得るのは簡単です。

While it offers some degree of scalability, it sacrifices security for scalability and is not a long-term solution.
それはスケーラビリティの程度を提供しますが、スケーラビリティのためにセキュリティを犠牲にし、長期的な解決策ではありません。

Having multiple blockchains also limits cross-chain transactions to cryptocurrency exchanges which charge trading fees, have long processing times, and are notoriously unsecure.
複数のブロックチェーンを持つことで、クロスチェーントランザクションが、取引手数料を徴収し、処理時間が長く、安全でないことが知られている暗号化交換に制限されます。

Additionally, users need to maintain an address in each of the networks which introduces private key management issues and further security concerns.
さらに、ユーザーは各ネットワークにアドレスを保持する必要があり、秘密鍵管理の問題とセキュリティ上の懸念が生じます。

2.3.2 Lightning Network
2.3.2雷ネットワーク

Another approach to alleviate the blockchain scalability problem is by Lightning
Network.
ブロックチェーンのスケーラビリティの問題を緩和するもう1つの方法は、Lightning
ネットワーク。

The basic idea is to defer frequent transactions among a fixed group of parties until all parties are finalized with the transactions.
基本的な考え方は、すべての当事者が取引で確定するまで、固定された当事者グループ間で頻繁な取引を延期することです。

Then one of the parties wouldjust post the final result without incurring multiple historical transactions on chain.
その後、当事者の1人は、チェーン上で複数の履歴トランザクションを発生させることなく、最終結果を投稿します。

A lightning network generally requires two transactions to create/destroy a payment channel, which accepts off-chain transactions.
雷ネットワークは、一般に、オフ・チェーン・トランザクションを受け入れる支払いチャネルを作成/破棄するために2つのトランザクションを必要とする。

The number of off-chain TPS could be infinite in theory.
オフチェーンTPSの数は、理論的には無限になり得る。

However, the Lightning Network is only suitable for frequent transactions among a fixed group of parties, while it is inefficient if a user’s transaction target is random and happens sporadically.
しかし、雷ネットワークは、固定された当事者間の頻繁な取引にのみ適していますが、ユーザーの取引対象がランダムであり、散発的に発生する場合は非効率です。

Transparency is another concern because transactions are tracked through lightning channels rather than the main blockchain.
トランザクションはメインのブロックチェーンではなく、雷チャンネルを通じて追跡されるため、透過性も重要です。

Some off-chain solutions rely on trusted third parties, such as Paypal or Alipay with blockchain features.
オフラインソリューションの中には、PaypalやAlipayなどの信頼できるサードパーティーにブロックチェーン機能を使用するものがあります。

This prompts the question of whether it is necessary to build another centralized payment method when there are already many out there.
これにより、すでに多数の支払い方法が存在する場合に、別の集中支払方法を構築する必要があるかどうかの質問が表示されます。

2.3.3 Sharding
2.3.3シャーディング

Originally, sharding technique from database means partitioning data in a large database into smaller parts.
もともと、データベースからのシャーディング技術は、大規模なデータベースのデータをより小さな部分に分割することを意味します。

It is one of the most common ways in centralized systems to address the scalability problem.
これは、スケーラビリティの問題に対処するための集中システムにおける最も一般的な方法の1つです。

For instance, BigTable and Cassandra are two examples in the non-blockchain world to be born to solve large throughput issues.
例えば、BigTableとCassandraは、大きなブロックスループットの問題を解決するために生まれた非ブロックチェーンの世界の2つの例です。

Notably, Ethereum has adopted sharding technology to scale out, and its phase one development is near completion.
特に、エテリアムはスケールアウト技術を採用しており、フェーズ1の開発はほぼ完了しています。

However, to adopt sharding on an existing blockchain is complicated, and it is estimated to have 3 to 5 more years to go before Ethereum can fully support other fundamental sharding features, such as cross-shard transactions.
しかし、既存のブロックチェーンのシャーディングを採用するのは複雑で、Ethereumがクロスシャード取引などの他の基本的なシャーディング機能を完全にサポートするには3〜5年もかかると推定されています。

The main challenges for sharding include cross-shard transactions, security issues like single shard take-over, and further scalability issues.
シャーディングの主な課題には、クロスシャードトランザクション、シングルシャードテイクオーバーなどのセキュリティ問題、さらに拡張性の問題があります。

There are also different proposals such as OmniLedger which claims to reach about 100,000 TPS by introducing intricate consensus protocols.
また、複雑なコンセンサスプロトコルを導入して約10万TPSに達すると主張するOmniLedgerなど、さまざまな提案もあります。

In some other cases, a user account is partitioned by introducing sharding; as a result, users may end up having multiple accounts in order to make transactions with others.
他の場合では、シャーディングを導入してユーザーアカウントを分割します。その結果、ユーザーは他のユーザーとの取引を行うために複数のアカウントを持つ可能性があります。

2.4 Tradeoffs
2.4トレードオフ

Although security, decentralization, and scalability are all important for a blockchain, there are some tradeoffs among them.
ブロックチェーンでは、セキュリティ、分散、スケーラビリティはすべて重要ですが、その中にはいくつかのトレードオフがあります。

As shown in Fig. 2, if one wants to increase the security/privacy, a larger amount of data are needed for each transaction.
図2に示すように、セキュリティ/プライバシーを高めることを望むならば、より多くの量のデータが各トランザクションに必要とされる。

This means lower transaction speed and larger storage.
これは、トランザクション速度が遅くなり、ストレージが大きくなることを意味します。

Fig.2 Illustration of the tradeoff between security and scalability (TPS)
(Source: Danny Yang, Jack Gavigan, Zooko Wilcox, “Survey of Confidentiality and Privacy Preserving Technologies for Blockchains, ” R3, Nov. 2016)
図2セキュリティとスケーラビリティ(TPS)のトレードオフの図
(出典:Danny Yang、Jack Gavigan、Zooko Wilcox、「ブロックチェーンの機密性とプライバシーの保護技術に関する調査」、R3、2016年11月)

3.The Technology of The QuarkChain Network
3.QuarkChainネットワークの技術

3.1 Design Principle
3.1設計原理

QuarkChain’s design is based on the following principles:
QuarkChainの設計は、以下の原則に基づいています。

  • Enhancing the scalability while ensuring security and decentralization
    セキュリティと分散化を確保しながらスケーラビリティを強化する
  • Enabling seamless cross-shard transaction for user quality of experience (QoE)
    ユーザーのQoE(Quality of Experience)に対するシームレスなクロスシャードトランザクションを実現
  • Simple account management for clients
    クライアントの簡単なアカウント管理
  • Open standard to support various Dapp
    さまざまなDappをサポートするオープンスタンダード
  • Incentive-driven ecosystem
    インセンティブ駆動エコシステム

Some blockchain designs trade off security with scalability.
ブロックチェーン設計の中には、セキュリティをスケーラビリティとトレードオフするものがあります。

For example, OmniLedger claims to reach about 100,000 TPS by only handling 1% adversarial power (Source: Fig. 6 in “OmniLedger: A Secure, Scale-Out, Decentralized Ledger via Sharding” from https://eprint.iacr.org/201 7/406.pdf).
たとえば、OmniLedgerは、1%の敵対的なパワーを処理するだけで、約100,000のTPSに達すると主張している(出典:https://eprint.iacr.org/の「OmniLedger:Sharedによる安全でスケールアウトされた分散型元帳」の図6 201 7 / 406.pdf)。

Since the demands have increased tremendously, the ultimate goal of blockchain is to extend the scalability as high as possible while keeping security and decentralization in an appropriate level.
要求が激増しているため、ブロックチェーンの最終的な目標は、セキュリティと分散化を適切なレベルに保ちながら、スケーラビリティを可能な限り高くすることです。

3.2 System Architecture
3.2システムアーキテクチャ

Fig. 3 Illustration of the two-layered blockchains of the QuarkChain Network, where each minor blockchain (shard) processes a sub-set of all transactions, while the root blockchain confirms the blocks in all shards by including the block headers in the root blocks.
図3各マイナーブロックチェイン(シャード)がすべてのトランザクションのサブセットを処理するQuarkChainネットワークの2層ブロックチェーンの図であり、ルートブロックチェーンはブロックヘッダーをルートブロックに含めることによってすべてのシャード内のブロックを確認します 。

For current blockchain technology, there are two basic functionalities in each block within the chains:
現在のブロックチェーン技術では、チェーン内の各ブロックに2つの基本機能があります。

  • Ledger, which includes current ledger state, performs transactions, and records results.
    To be data-intensive is the key property of a ledger – both current ledger and transactions details including source, destination, amount, execution code, etc, need to be maintained.
    The limited size of data that can be packed into a block is one of the bottleneck of current blockchains.
    現在の元帳状態を含む元帳は、取引を実行し、結果を記録します。
    現在の元帳とソース、宛先、金額、実行コードなどの取引の詳細の両方を維持する必要があるため、データ集約的なことは元帳の重要な特性です。
    ブロックにパックできるデータのサイズは限られているため、現在のブロックチェーンのボトルネックの1つです。
  • Confirmation, which confirms the result of the transactions from ledger and then mines the block to reach desired difficulty (POW).
    This ensures an attacker is economically inefficient to revert a transaction by mining another fork.
    Confirmation itself is a computational-intensive task.
    確認:これは、元帳からの取引の結果を確認し、ブロックを希望の難易度(POW)に達するまで鉱山します。
    これにより、攻撃者は、別のフォークをマイニングしてトランザクションを元に戻すことは経済的に効率的ではありません。
    確認自体は計算集約的な作業です。

Based on the observation, the QuarkChain Network adopts the divide-and-conquer idea to separate the two main functions in two layers and thus enhance the scalability while guaranteeing the security.
QuarkChain Networkは、この見解に基づいて、2つの主要機能を2つのレイヤーに分けてセキュリティを保証しながらスケーラビリティを向上させるために、分割統治の考え方を採用しています。

The detailed design is given as follows.
詳細設計は以下のように与えられる。

  • The QuarkChain Network contains an elastic sharding blockchain layer, which contains a list of minor blockchains (shards).
    Each shard processes a sub-set of all transactions independently.
    Therefore, as the number of shards increases, shards can process more transactions concurrently.
    As a result, the system capacity increases as the number of shards increases.
    QuarkChain Networkには、弾性ブロックブロックチェーンが含まれています。このブロックチェーンブロックには、マイナーブロックチェーン(シャード)のリストが含まれています。
    各シャードは、すべてのトランザクションのサブセットを独立して処理します。
    したがって、シャードの数が増えると、シャードはより多くのトランザクションを同時に処理できます。
    その結果、シャードの数が増えるにつれてシステム容量が増加します。
  • The QuarkChain Network has a root blockchain (rootchain) that confirms all blocks from sharded blockchains.
    The root blockchain does not process any transactions (since it is not economically efficient), but its block has sufficiently strong difficulty so that reverting any transaction, i.e., the transactions in root blockchain, is not economically efficient.
    QuarkChain Networkには、シャードされたブロックチェーンからすべてのブロックを確認するルートブロックチェーン(ルートチェーン)があります。
    ルートブロックチェーンは、(経済的に効率的ではないため)トランザクションを処理しないが、そのブロックは十分に困難であるため、トランザクション、すなわちルートブロックチェーン内のトランザクションを元に戻すことは経済的に効率的ではない。
  • The QuarkChain Networkis also designed to support additional shards in an active network.
    Adding more shards is easy and fast, while users barely sense this (the users may feel faster processing of transactions if the network is congested before adding shards).
    QuarkChain Networkはまた、アクティブなネットワーク内の追加のシャードをサポートするように設計されています。
    シャードを追加するのは簡単で簡単ですが、ユーザーはほとんど気付かず(シャードを追加する前にネットワークが輻輳していると、ユーザーは処理の高速化を感じるかもしれません)。

Table 1 Structure of the QuarkChain Network
表1 QuarkChainネットワークの構造

3.3 Collaborative Mining
3.3協調鉱業

The goal of collaborative mining is to design incentive mechanisms and difficulty algorithms so that
コラボレーティブ・マイニングの目標は、インセンティブ・メカニズムと難解なアルゴリズムを設計して、

  • Hash powers are incentivized to distribute evenly among shards.
    This ensures that all shards are mined evenly and thus the system throughput (i.e., TPS) increases as the number of shards increases.
    ハッシュ・パワーは、シャード間で均等に分配されるようインセンティブを与えられます。
    これにより、すべてのシャードが均等に採掘されることが保証され、したがって、シャードの数が増えるにつれてシステムスループット(すなわち、TPS)が増加する。
  • The root chain has a significant large portion (over 50%) of hash power over the whole hash power of the network.
    This prevents double-spend attack, and a malicious miner needs at least 50% * 50% = 25% power to perform an attack.
    ルートチェーンは、ネットワークのハッシュパワー全体にわたって、ハッシュパワーのかなりの部分(50%以上)を占めています。
    これは二重支出攻撃を防ぎ、悪意のある鉱夫は少なくとも50%* 50%= 25%の攻撃力を必要とします。

Note that a network using the system of the QuarkChain Network has several minor blockchains (shards) and one root blockchain.
QuarkChain Networkのシステムを使用するネットワークには、複数のマイナーブロックチェーン(シャード)と1つのルートブロックチェーンがあります。

Each blockchain offers different incentives and difficulties.
ブロックチェーンごとに異なるインセンティブと難点があります。

Miners could choose any blockchain at an optimal price of their hash power.
鉱夫は、ハッシュ・パワーの最適な価格でブロックチェーンを選択できます。

This creates an open market economic model, where a blockchain is a seller with goods being the block reward, while a miner is a buyer with hash power being their currency.
これは、ブロックチェーンが商品がブロック報酬である売り手であり、鉱夫がハッシュ・パワーが通貨である買い手である、開放市場経済モデルを作り出す。

It is desirable that a marketing model is designed with features ensuring that though each party in the market pursues their own interests, the collective behaviors of each party can benefit all.
マーケティングモデルは、市場の各当事者がそれぞれの利益を追求するものの、各当事者の集団行動がすべてに利益をもたらすことを保証する特徴を持つように設計されることが望ましい。

Fig 4. Illustration of collaborative mining, where the blocks in root chain have sufficiently large incentive and difficulty to protect the blocks (and thus transactions) in all shards, while all shards are incentivized to have even hash powers.
図4.ルートチェイン内のブロックが十分に大きなインセンティブを持ち、すべてのシャード内のブロック(したがってトランザクション)を保護するのが困難なコラボレーティブなマイニングの図であるが、すべてのシャードはハッシュパワーを持つようインセンティブを与えられている。

3.4 Consensus Algorithm
3.4コンセンサスアルゴリズム

To protect all transactions, the root chain and the shards in systems of the QuarkChain Network run the following consensus algorithm:
すべてのトランザクションを保護するために、QuarkChain Networkシステムのルートチェーンとシャードは、次のコンセンサスアルゴリズムを実行します。

  • The root chain runs the POW algorithm, which is the same as Bitcoin and Ethereum.
    This means when two forks happen on root chain, the fork with the longest length (or total difficulty) will survive.
    ルートチェーンはPOWアルゴリズムを実行します。これはBitcoinとEthereumと同じです。
    これは、ルートチェーン上で2つのフォークが発生した場合、最長のフォーク(または完全な難易度)が生き残ることを意味します。
  • Each shard runs a consensus called root-chain-first POW algorithm.
    Given two forks on a shard, to determine which fork to survive, a node would compare their corresponding root chains before comparing the forks.
    If a fork has longer root chain, then the fork will survive no matter how long another fork is.
    With such consensus algorithm, a double-spend attacker has to create (see Figure 5):
    各シャードは、ルートチェーンファーストPOWアルゴリズムと呼ばれるコンセンサスを実行します。
    シャード上に2つのフォークがある場合、どのフォークが生存するかを判断するために、ノードはフォークを比較する前に対応するルートチェーンを比較します。
    フォークがより長いルートチェーンを持つ場合、フォークは、フォークがどれだけ長くても存続します。
    そのようなコンセンサスアルゴリズムでは、2倍の攻撃者が作成する必要があります(図5参照)。

(a) the minor blocks that revert the transaction; and
(b) a longer root chain fork that includes the minor block headers.
(a) 取引を元に戻すマイナーブロック。 そして
(b) マイナーブロックヘッダーを含む長いルートチェーンフォーク。

Such attack is much harder to perform because the attacker must acquire at least 50% (hash power on root chain) * 51% = 25% hash power of overall network.
そのような攻撃は、攻撃者が全体のネットワークの少なくとも50%(ルートチェーン上のハッシュパワー)* 51%= 25%のハッシュパワーを取得する必要があるため、実行するのがはるかに難しくなります。

Fig. 5 Illustration for double-spend attack
図5二重支出の図解

3.5 Early Verification of the QuarkChain Network
3.5 QuarkChainネットワークの初期検証

Since the system of the QuarkChain Network is sophisticated and highly dynamic, an analytic solution could be hardly available.
QuarkChain Networkのシステムは高度でダイナミックなので、分析ソリューションはほとんど利用できません。

To design such a system to achieve the targeted goals, the QuarkChain team has resorted to using network simulation to simulate a 18-node and 8-shard network.
目標を達成するためにこのようなシステムを設計するために、QuarkChainチームはネットワークシミュレーションを使用して18ノードと8シャードのネットワークをシミュレートしました。

This potentially allows verification of the incentive mechanism and difficulty algorithm in early stage.
これにより、インセンティブメカニズムと難易度の検証が早期に可能になる可能性があります。

Fig. 6 illustrates a snapshot of simulation results of collaborative mining. There are 18 miners (nodes) in the simulation, where two miners have 100x hash power than the rest of 16 miners.
図6は、共同採鉱のシミュレーション結果のスナップショットを示す。 シミュレーションには18人の鉱夫(ノード)があり、2人の鉱夫が16人の残りの鉱夫よりも100倍のハッシュ・パワーを持っています。

The system of the QuarkChain Network has 8 minor blockchains with target block duration 10s and a root blockchain with target block duration 150s.
QuarkChain Networkのシステムには、ターゲットブロックの持続時間が10秒の8つのマイナーブロックチェーンとターゲットブロックの継続時間が150秒のルートブロックチェーンがあります。

Some interesting comments are discussed as follows:
興味深いコメントは次のように述べられています。

  • The heights of all minor blockchains are about 3800s, and they are very close to each other.
    In addition, all of them have similar work (i.e., the expected hashes to generate a block), and their block intervals are very close to 10s.
    This means that all minor blockchains are mined evenly and thus the system throughput is about 8x more than the single shard case.
    すべてのマイナーブロックチェーンの高さは約3800秒で、互いに非常に近いです。
    さらに、それらの全ては同様の作業(すなわち、ブロックを生成するために予想されるハッシュ)を有し、それらのブロック間隔は10秒に非常に近い。
    これは、すべてのマイナーブロックチェインが均等にマイニングされることを意味し、システムスループットはシングルシャードの場合の約8倍です。
  • The wor of the root blockchain is about 1.6M, which is close to the expected value 1.8M (half of the hash power of the network because all minor chains have 15K work every 10 seconds, and a root blockchain block rate is about 15 times longer than the minor chains).
    ルートブロックチェインの最悪値は約1.6Mで、期待値1.8Mに近い値です(ネットワークのハッシュ・パワーの半分で、すべてのマイナー・チェーンは10秒ごとに15Kの作業を行い、ルート・ブロックチェーン・ブロック・レートは約15倍です マイナーチェンジよりも長い)。

4. The Positioning of the QuarkChain Network in Blockchain Society
4.ブロックチェーン協会におけるQuarkChainネットワークの位置づけ

The QuarkChain Network reveals a brand new path for blockchain design.
QuarkChain Networkは、ブロックチェイン設計のためのまったく新しい経路を明らかにしています。

This section discusses its relationship with other existing blockchains and positions it in the blockchain society.
このセクションでは、他の既存のブロックチェーンとの関係について説明し、ブロックチェーン社会におけるそのブロックチェーンの位置づけについて説明します。

4.1 Relationship with Single-Blockchain or Multiple-Blockchain Systems
4.1単一ブロックチェーンまたは複数ブロックチェーンシステムとの関係

The 50% hash power allocation on the root chain of the QuarkChain Network is reconfigurable (e.g., 25% or 75%).
QuarkChainネットワークのルートチェーン上の50%ハッシュ電力割り当ては、再設定可能である(例えば、25%または75%)。

By adjusting the hash power, the QuarkChain Network can resemble existing blockchain systems.
ハッシュ・パワーを調整することにより、QuarkChain Networkは既存のブロックチェイン・システムに似ています。

  • If the hash power of the root chain is 100%, then the system of the QuarkChain Network becomes a single-blockchain system as there is no miner on shards and all miners will only mine the root chain and weak miners may join mining pool.
    In addition, the root chain could include as much minor blocks as possible, and thus a root block is essentially a unlimited-sized block as single-blockchain system
    ルートチェーンのハッシュパワーが100%の場合、QuarkChain Networkのシステムはシャードにマイナーがなく、すべてのマイナーがルートチェーンをマイニングし、マイナープールがマイニングプールに加わるため、シングルブロックチェーンシステムになります。
    さらに、ルートチェーンはできるだけ多くのマイナーブロックを含むことができるため、ルートブロックは本質的にシングルブロックチェーンシステムとして無制限サイズのブロックです
  • If the hash power of the root chain is 0%, then the system of the QuarkChain Network becomes a multiple independent blockchain system.
    Each shard of the QuarkChain Network can be treated as an independent blockchain.
    It is more scalable of course, and it is also more decentralized since a weak miner may not need to join a mining pool.
    However, it is very insecure due to the dilutionof hash power, e.g., a malicious attacker could easily perform a double-spend attack on one of the blockchain in a 100-shard system with only 1/200 hash power of overall network.
    ルートチェーンのハッシュパワーが0%の場合、QuarkChain Networkのシステムは複数の独立したブロックチェーンシステムになります。
    QuarkChain Networkの各シャードは独立したブロックチェーンとして扱うことができます。
    それはもちろんスケーラビリティがあり、弱い鉱夫が採掘プールに参加する必要がないかもしれないので、より分散化されています。
    しかし、悪意のある攻撃者は、全体のネットワークの1/200のハッシュ・パワーで100シャード・システムのブロックチェーンの1つに対して二重の攻撃を容易に行うことができるなど、ハッシュ・パワーの低下により非常に安全ではない。

4.2 Security, Decentralization, and Scalability Position of The QuarkChain Network
4.2 QuarkChainネットワークのセキュリティ、地方分権、スケーラビリティの位置

The 50% hash power allocation on the root chain of the QuarkChain Network enhances system security besides scalability.
QuarkChain Networkのルートチェーン上の50%のハッシュ・パワー割り当ては、スケーラビリティのほかにシステム・セキュリティを強化します。

In addition, the QuarkChain Network is more decentralized than single-blockchain system so that the QuarkChain Network is also secure.
さらに、QuarkChainネットワークは単一ブロックチェーンシステムよりも分散型であるため、QuarkChainネットワークも安全です。

  • Dramatically scale the throughput of the network.
    Advanced sharding technologies have been used to improve the system capacity and could easily increase system capacity to process more transactions per second as needed.
    ネットワークのスループットを大幅に拡大します。
    高度なシャーディング技術は、システム容量を改善するために使用されており、システム容量を容易に増やして、必要に応じてより多くのトランザクションを毎秒処理することができます。
  • More decentralized than single-blockchain network.
    As the hash power of a single-blockchain network increases, the expected return time of weak miners grows significantly, and they have to join a mining pool to collect their incentives in a timely manner.
    This greatly encourages centralization and hurts the core value of a blockchain.
    The QuarkChain Network is designed to be more decentralized because a weaker miner does not need to join a mining pool to collect its reward.
    単一ブロックチェーンネットワークよりも分散化されています。
    単一ブロックチェーンネットワークのハッシュパワーが向上するにつれて、弱い鉱夫の予想される復帰時間が大幅に増加し、適時にインセンティブを収集するために鉱山プールに加わる必要があります。
    これは集中化を大いに促進し、ブロックチェーンの中心的な価値を傷つけます。
    QuarkChain Networkは、より弱い鉱夫が報酬を集めるために鉱山プールに参加する必要がないため、より分散化するように設計されています。
  • Security.
    All transactions in the QuarkChain Network are protected by 50% of the overall hash power of the network, and a double-spend attack requires at least 25% hash power.
    This is smaller than single-blockchain’s 50%, but since the QuarkChain Network is more decentralized, a miner will be much harder to collect 51% hash power in our network than that of single-blockchain.
    セキュリティ。
    QuarkChainネットワーク内のすべてのトランザクションは、ネットワークの全体的なハッシュ・パワーの50%で保護されており、二重使用攻撃では少なくとも25%のハッシュ・パワーが必要です。
    これは単一ブロックチェーンの50%よりも小さくなりますが、QuarkChainネットワークがより分散化されているため、シングルブロックチェーンよりもネットワークで51%のハッシュ・パワーを収集するのがはるかに難しくなります。

5. The Core Features of the QuarkChain Network
5. QuarkChainネットワークのコア機能

Unlike many existing approaches that attempt to address the scalability problem by enhancing existing systems, the QuarkChain Network is designed for scalability from the beginning – similar to its centralized counterpart.
既存のシステムを拡張してスケーラビリティの問題に対処しようとする既存のアプローチの多くとは異なり、QuarkChain Networkは最初からスケーラビリティのために設計されています。

The QuarkChain Network is developed according to the following important values: usability (fast, simple), decentralization (public participation), safety (reliable).
QuarkChain Networkは、ユーザビリティ(高速、シンプル)、地方分権(公衆参加)、安全(信頼性)という重要な価値に従って開発されています。

Features of the QuarkChain Network are listed below.
QuarkChain Networkの機能を以下に示します。

5.1 Anti-Centralized Horizontal Scalability Expansion
5.1アンチ中央集中型水平スケーラビリティ拡張

To build a peer-to-peer network that is impervious to malicious attack, traditional blockchain technologies require every node to fully validate all blocks and reject any block that is invalid.
悪意のある攻撃に影響されないピアツーピアネットワークを構築するには、従来のブロックチェーン技術では、すべてのブロックを完全に検証し、無効なブロックをすべて拒否する必要があります。

Similarly, the node in the QuarkChain Network that validates all minor blocks and root chain blocks is called super-full node.
同様に、すべてのマイナーブロックとルートチェーンブロックを検証するQuarkChain Networkのノードは、スーパーフルノードと呼ばれます。

If every node in the QuarkChain Network runs as super-full node, the QuarkChain Network could have the same safety level as traditional blockchains.
QuarkChainネットワークのすべてのノードがスーパーフルノードとして動作する場合、QuarkChainネットワークは従来のブロックチェーンと同じ安全レベルを持つことができます。

However, running a super-full node could be very expensive in a high-throughput blockchain system.
しかし、スーパーフルノードの実行は、ハイスループットのブロックチェーンシステムで非常に高価になる可能性があります。

For example, 1M TPS with each transaction being 250 bytes would require 2 GBps network bandwidth, which becomes a huge barrier to many users.
たとえば、各トランザクションが250バイトである1M TPSには2 GBpsのネットワーク帯域幅が必要です。これは多くのユーザーに大きな障壁となります。

In addition, the traffic would generate about 20 Terabytes data per day or 7 Perabytes data per year.
さらに、トラフィックは、1日あたり約20テラバイトのデータまたは1年当たり7ペラバイトのデータを生成します。

The high requirements on CPU, storage, memory, and network bandwidth of super-full node impose a significant barrier, and such requirements may be only acceptable by powerful parties (e.g., company uses powerful workstation in their data center).
スーパーフルノードのCPU、ストレージ、メモリ、ネットワーク帯域幅に対する高い要件は大きな障壁となります。そのような要件は強力な関係者だけが受け入れることができます(たとえば、企業はデータセンターで強力なワークステーションを使用します)。

This greatly discourages decentralization and hurts the core values of blockchain.
これは地方分権化を大いに妨げ、ブロックチェーンの中核的価値を傷つけます。

Fig. 7(A) illustration of horizontal scalability of the QuarkChain Network, where four super-full nodes (left) are replaced by four clusters of nodes (right), where the nodes in each cluster are honest to each other. (Solid line indicates honest connections, and dash line indicates unreliable connections)
図7(A)は、4つのスーパーフルノード(左)を4つのノードクラスタ(右)に置き換えたQuarkChainネットワークの水平スケーラビリティの図で、各クラスタのノードは互いに正直です。 (実線は正直な接続を示し、破線は信頼性の低い接続を示します)

Fig. 7(B) illustration of high availability of a cluster with 2 shards run on the QuarkChain Network, where the cluster could still fully validate the network even any single node is crashed (right). For example, suppose there are 2 shards in the system, A validates shards 1-2 , B validates shards 2 and root chain, and C validates shards 1 and root blockchain, and A,B,C are honest to each other, then A,B, C could form a cluster that is able to fully validate any blocks.
図7(B)は、QuarkChainネットワーク上で実行される2つのシャードを持つクラスタの高可用性を示しています.1つのノードがクラッシュしてもクラスタが完全にネットワークを検証できる(右)。 たとえば、システムに2つのシャードがあり、Aがシャード1-2を検証し、Bがシャード2とルートチェーンを検証し、Cがシャード1とルートブロックチェーンを検証し、A、B、Cが正直であるとすると、A 、B、Cは、すべてのブロックを完全に検証できるクラスタを形成できます。

The QuarkChain Network addresses the concern by allowing multiple honest nodes in a cluster to run as a super-full node.
QuarkChain Networkは、クラスタ内の複数の正直なノードをスーパーフルノードとして実行できるようにすることで、問題に対処します。

Each node in the cluster only validates a sub-set of chains.
クラスタ内の各ノードはチェーンのサブセットのみを検証します。

As long as the union of their sub-sets cover root blockchain and minor blockchains, it can be shown that they are able to fully validate the whole blockchains without acquiring an expensive machine.
そのサブセットの集合体がルートブロックチェーンとマイナーブロックチェーンをカバーする限り、高価なマシンを購入することなくブロックチェーン全体を完全に検証できることがわかります。

In addition, if one of the nodes crashes in the cluster, the rest nodes are still able to fully validate any blocks since any two of them form another cluster, enabling high availability of such clusters.
さらに、クラスタ内のノードの1つがクラッシュした場合でも、残りのノードはいずれか2つのクラスタが別のクラスタを形成し、そのようなクラスタの高可用性を実現するため、ブロックを完全に検証できます。

Furthermore, to encourage forming such clusters in the network, the QuarkChain Network will have incentives for miners to answer a puzzle about the information of random blocks (e.g., 64-bit xor on random blocks in a randomly-selected shard or root blockchain).
さらに、ネットワーク内にそのようなクラスタを形成することを奨励するために、QuarkChain Networkは、鉱夫がランダムブロック(ランダムに選択されたシャードまたはルートブロックチェーン内のランダムブロック上の64ビットxorなど)に関する情報に困惑するようなインセンティブを与えます。

The puzzle will perform over a large amount of blocks and it is memory or storage intensive, and thus downloading the random blocks ondemand from the network will be inefficient.
パズルは大量のブロックにわたって実行され、メモリまたはストレージが集中しているため、ネットワークからオンデマンドランダムブロックをダウンロードするのは非効率的です。

5.2 Efficient and Secure Cross-Shard Transaction
5.2効率的かつ安全なクロスシャード取引

In the system of the QuarkChain Network, the transactions can be classified into two categories:
QuarkChain Networkのシステムでは、トランザクションは2つのカテゴリに分類できます。

  • In-shard transactions, where the input and output addresses of the transaction are in the same shard.
    トランザクションの入力アドレスと出力アドレスが同じシャード内にあるシャドー内トランザクション。
  • Cross-shard transactions, where the input and output addresses are in different shards.
    入力および出力アドレスが異なるシャードにあるクロスシャード・トランザクション。

In-shard transactions are simple, since a shard already contains complete ledger information of the shard.
シャード内取引は、シャードが既にシャードの完全な元帳情報を含んでいるため、簡単です。

Cross-shard transactions are more difficult because of the synchronization between two shards.
2つのシャード間の同期化のために、クロスシャードトランザクションはより困難です。

The QuarkChain Network fully supports cross-shard transactions as first-class citizen, in a sense that:
QuarkChain Networkは、ファーストクラスの市民としてのクロスシャード取引を完全にサポートしています。

  • Any user could issue any cross-shard transaction at any time
    任意のユーザがいつでもクロスシャード取引を行うことができます
  • Cross-shard transactions can be confirmed in minutes
    クロスシャード取引は数分で確認できます
  • The throughput of cross-shard transactions could be scaled linearly as the number of shards increases
    クロスシャード・トランザクションのスループットは、シャードの数が増加すると線形にスケーリングされる可能性があります

Fig. 8 Illustration of cross-shard transactions, where the output of the transaction can be spent as long as the crooss-shard transaction is confirmed by the root chain.
図8クロスシャード取引の図解。クロースシャード取引がルートチェーンによって確認されている限り、取引の出力を費やすことができます。

These key features of the QuarkChain Network have the potential tp create a world in which anyone will be able to easily perform any transaction in a cost-effective manner.
QuarkChain Networkのこれらの重要な機能は、誰でも費用効果の高い方法で簡単に取引を実行できる世界を創造する可能性を秘めています。

5.3 Simple Account Management
5.3簡単なアカウント管理

Fig. 9 Illustration of simple account management, where an account with a private key is able to perform transaction on any shards.
図9単純な口座管理の図で、秘密鍵を持つアカウントが任意のシャード上でトランザクションを実行できます。

Unlike other sharding solutions in which a user may need to create multiple accounts in different shards in order to interact with al l users/smart contracts in the network, the system of the QuarkChain Network greatly simplifies account management – a user only needs to have one account to manage all addresses in all shards and is able to interact with all users seamlessly.
QuarkChainネットワークのシステムは、ユーザがネットワーク内のユーザ/スマート契約者と対話するために、異なるシャード内に複数のアカウントを作成する必要があるかもしれない他のシャーディングソリューションとは異なり、アカウント管理を大幅に簡素化します。ユーザは、 アカウントを使用してすべてのシャードのすべてのアドレスを管理し、すべてのユーザーとシームレスに対話できます。

In addition, a smart wallet application will be created which will automatically perform cross-shard or in-shard transactions (including smart contract) for a user, and the user may not be even aware of sharding in the system.
さらに、スマート・ウォレット・アプリケーションが作成され、ユーザーに対してクロスシャードまたはスマート・トランザクション(スマート・コントラクトを含む)を自動的に実行し、ユーザーはシステム内のシャーディングを意識しなくてもよい。

Some users may choose advanced way to manage their addresses, e.g., allowing payments always via in-shard transactions, and thus a merchandise is able to receive a payment from all users in seconds.
一部のユーザは、アドレスを管理するための高度な方法を選択することができます(たとえば、シャード内取引での支払いを常に許可するなど)。そのため、商品は数秒ですべてのユーザから支払いを受け取ることができます。

5.4 Cross-Chain Transaction
5.4クロスチェーン取引

With this design architecture, cross-chain transaction becomes approachable.
この設計アーキテクチャでは、クロスチェーン・トランザクションが容易になります。

Since the QuarkChain Network only maintains one root chain, the transaction from another blockchain can be implemented by converting the tokens by an adapter and then performing the transaction like a cross-shard transaction from the point of view of the QuarkChain Network side.
QuarkChainネットワークは1つのルートチェーンしか維持しないので、別のブロックチェーンからのトランザクションは、アダプタによってトークンを変換し、QuarkChainネットワーク側の観点からクロスシャードトランザクションのようなトランザクションを実行することによって実装できます。

Another way is to accommodate the other chain as a subchain (or shard) so that cross-chain becomes cross-shard transaction.
別の方法は、他のチェーンをサブチェーン(またはシャード)として扱い、クロスチェーンがクロスシャードトランザクションになるようにすることです。

6. The System Operational Aspects of The QuarkChain Network
6. QuarkChainネットワークのシステム運用面

6.1 On-Chain and Off-Chain Transactions
6.1オン・チェーンおよびオフ・チェーン・トランザクション

Even as the QuarkChain Network supports high scalability, it can also accommodate off-chain transactions.
QuarkChain Networkは高いスケーラビリティをサポートしていますが、オフチェーンのトランザクションに対応することもできます。

Some applications need both on-chain and off-chain handling.
アプリケーションによっては、オンチェーン処理とオフチェーン処理の両方を必要とするものがあります。

For example, some transactions need to access external data (not on the blockchain).
たとえば、一部のトランザクションは外部データにアクセスする必要があります(ブロックチェーン上ではありません)。

The two-layer sharding structure of the QuarkChain Network makes this on-chain and off-chain handling very flexible.
QuarkChain Networkの2層シャーディング構造により、このチェーンとオフチェーンの取り扱いが非常に柔軟になります。

This opens more opportunities and applications.
これにより、より多くの機会とアプリケーションが開かれます。

6.2 Smart Contract
6.2スマート契約

The QuarkChain Network will support smart contracts via Ethereum virtual machine (EVM).
QuarkChain Networkは、Ethereum仮想マシン(EVM)を介してスマートな契約をサポートします。

EVM is the most widely used execution engine for smart contracts.
EVMはスマートな契約の最も広く使用される実行エンジンです。

Most of the existing dApps built on top of EVM can be directly deployed on the platform of the QuarkChain Network.
EVMの上に構築された既存のdAppのほとんどは、QuarkChain Networkのプラットフォームに直接配備できます。

In addition, to utilize high-scalability feature of the QuarkChain Network, an additional scalability-aware interface will be provided with features such as which shard the contractis being executed and sending smart contract specific data via different shards.
さらに、QuarkChain Networkの高スケーラビリティ機能を利用するために、スケーラビリティを意識したインターフェイスが提供され、コントラクトが実行され、スマート契約固有のデータが異なるシャードを介して送信されるなどの機能が提供されます。

6.3 Account Management
6.3アカウント管理

Since a user can manage all addresses in all shards via a private key, a user will essentially have the same number of addresses as the number of shards.
ユーザは秘密鍵を介してすべてのシャード内のすべてのアドレスを管理できるので、ユーザは本質的にシャード数と同じ数のアドレスを持つことになる。

If the number of shards is large (e.g., thousands or tens of thousands), a user may have multiple balances in multiple shards, and thus managing all balance in all shards can be inconvenient.
シャードの数が多い場合(例えば、数千または数万)、ユーザは複数のシャード内に複数のバランスを有することができ、したがって、すべてのシャード内のすべてのバランスを管理することは不便なことがある。

The account management of the QuarkChain Network has been further simplified by defining the following two types of accounts:
QuarkChain Networkのアカウント管理は、次の2つのタイプのアカウントを定義することによってさらに簡単になりました。

  • Primary account: Primary account is the address of the user in a default shard
    プライマリアカウント:プライマリアカウントは、デフォルトのシャード内のユーザーのアドレスです
  • Secondary account: Secondary account manages the rest of the addresses of the user in the rest of the shards.
    セカンダリアカウント:セカンダリアカウントは、残りのシャード内のユーザーの残りのアドレスを管理します。

To simplify management, most transactions of a user will be initiated from the primary account, temporarily move to an address in the secondary account if the transaction requires it (e.g., smart contract in different shards), and if there is remaining balance in secondary account after the transaction, the balance will be moved back to the primary account.
管理を簡素化するために、ユーザーのほとんどのトランザクションは、プライマリアカウントから開始され、トランザクションが要求する場合は一時的にセカンダリアカウントのアドレスに移動します(別のシャードのスマートな契約など)。 取引後、残高はプライマリアカウントに戻されます。

This ensures that the balance of the user should be in the primary account most of time, and thus the user does not need to manage the balances in the addresses of secondary account.
これにより、ユーザーの残高がほとんどの場合プライマリアカウントに収まるようになり、セカンダリアカウントの住所の残高を管理する必要がなくなります。

This feature is enabled by smart wallet, which will be provided by QuarkChain team as an open source project.
この機能は、QuarkChainチームがオープンソースプロジェクトとして提供するスマートウォレットによって有効になります。

6.4 Smart Wallet
6.4スマートウォレット

There are two typical transactions on the QuarkChain Network:
QuarkChain Networkには、次の2つの典型的なトランザクションがあります。

  • Transfer some tokens associated with an address to another address which may be in the same shard or not
    アドレスに関連付けられたトークンを同じシャード内にある可能性のある別のアドレスに転送する
  • Execute a smart contract in a specific shard
    特定のシャードでスマートな契約を実行する

Smart wallet will simplify account management when using these transactions so that a user does not need to be aware of the underlying detailed in-shard/crossshard operations:
スマートウォレットは、これらのトランザクションを使用する際のアカウント管理を簡素化します。そのため、ユーザーは、詳細なシャッド/クロスシャードの基本的な操作に気づく必要はありません。

  • For a transfer transaction, smart wallet will automatically detect the primary account of a user (the address of the user in a default shard) and perform the inshard/cross-shard transaction accordingly;
    転送トランザクションの場合、スマートウォレットは、ユーザーのプライマリアカウント(デフォルトシャードのユーザーのアドレス)を自動的に検出し、それに応じてinshard / cross-shardトランザクションを実行します。
  • For a smart contract transaction, if the smart contract does not exist in the same shard of the primary account of a user, smart wallet will automatically transfer the token to the secondary account of the user in the shard that smart contract belongs to.
    The smart wallet will perform the smart contract transaction in the shard.
    If there is remaining balance in the secondary account, smart wallet will (optionally) automatically transfer the balance from the secondary account to the primary account of the user.
    スマート契約トランザクションの場合、スマート契約がユーザーのプライマリアカウントの同じシャードに存在しない場合、スマートウォレットはスマート契約が属するシャード内のユーザーのセカンダリアカウントにトークンを自動的に転送します。
    スマートウォレットは、シャード内でスマートな契約トランザクションを実行します。
    セカンダリアカウントに残高がある場合、スマートウォレットは、セカンダリアカウントからユーザーのプライマリアカウントにバランスを自動的に転送します(オプション)。

7. The Ecosystem of The QuarkChain Network
7. QuarkChainネットワークのエコシステム

7.1 Token Economics
7.1トークン経済学

7.1 .1 Properties and Usages of Token
7.1 .1トークンのプロパティと使用法

The native digital cryptographically secured utility token of the QuarkChain Network (QKC) is a major component of the ecosystem on the QuarkChain Network, and is designed to be used solely as the primary token on the network.
QuarkChain Network(QKC)のネイティブデジタル暗号化ユーティリティトークンは、QuarkChainネットワーク上のエコシステムの主要コンポーネントであり、ネットワーク上のプライマリトークンとしてのみ使用されるように設計されています。

QKC will initially be issued by the Distributor as ERC-20 standard compliant digital tokens on the Ethereum blockchain, and these will be migrated to tokens on the blockchain of the QuarkChain Network when the same is eventually launched.
QKCは当初ディストリビューターからEthereumブロックチェーン上のERC-20標準に準拠したデジタルトークンとして発行され、これらは最終的に開始されたときにQuarkChainネットワークのブロックチェーン上のトークンに移行されます。

As discussed above, the main goal of the QuarkChain Network is to solve scalability problem of the current blockchain based systems.
上述のように、QuarkChain Networkの主な目標は、現在のブロックチェーンベースのシステムのスケーラビリティ問題を解決することです。

QKC is a non-refundable functional utility token which will be used as the unit of exchange between participants on the QuarkChain Network.
QKCは、QuarkChain Network上の参加者間の交換単位として使用される払い戻し不可能な機能ユーティリティトークンです。

The goal of introducing QKC is to provide a convenient and secure mode of payment and settlement between participants who interact within the ecosystem on the QuarkChain Network.
QKCを導入する目的は、QuarkChainネットワーク上のエコシステム内で対話する参加者間で、便利で安全な支払い方法と決済方法を提供することです。

QKC does not in any way represent any shareholding, participation, right, title, or interest in the Foundation, its affiliates, or any other company, enterprise or undertaking, nor will QKC entitle token holders to any promise of fees, dividends, revenue, profits or investment returns, and are not intended to constitute securities in Singapore or any relevant jurisdiction.
QKCは、財団、その関連会社、または他の企業、事業体または事業体への株式、参加、権利、権原、または関心をいかなる形でも表すものではなく、QKCは、トークン保有者に報酬、配当、 利益または投資収益率であり、シンガポールまたは関連する管轄区域において有価証券を構成することを意図しない。

QKC may only be utilised on the QuarkChain Network, and ownership of QKC carries no rights, express or implied, other than the right to use QKC as a means to enable usage of and interaction with the QuarkChain Network.
QKCはQuarkChainネットワーク上でのみ利用でき、QKCの所有権はQuarkChainネットワークの使用と相互作用を可能にする手段としてQKCを使用する権利を除き、明示的または黙示的な権利を持ちません。

The key application scenarios of the QuarkChain Network will focus on financial tech areas and game industries.
QuarkChain Networkの主要なアプリケーションシナリオは、金融技術分野とゲーム業界に焦点を当てます。

The Token of the QuarkChain Network (QKC) will play very important roles, as the medium of exchange for the QuarkChain Network.
QuarkChain Network(QKC)のトークンは、QuarkChain Networkの交換の媒体として非常に重要な役割を果たします。

There are several detailed areas of application for QKC.
QKCの詳細な適用分野はいくつかあります。

Value carrier
バリューキャリア
The essence of the virtual currency is the value carrier, which is the most important attribute of QKC.
仮想通貨の本質は、QKCの最も重要な属性である価値キャリアです。

Transaction currency
取引通貨
QKC is required as virtual crypto “fuel” for using certain designed functions on the QuarkChain Network, providing the economic incentives which will be consumed to encourage participants to contribute and maintain the ecosystem on the QuarkChain Network.
QKCは、QuarkChainネットワーク上で特定の設計機能を使用するための仮想暗号「燃料」として必要とされ、参加者がQuarkChainネットワーク上で生態系に貢献し、維持するように促す経済的インセンティブを提供します。

Computational resources are required for running various applications and executing transactions on the QuarkChain Network, as well as the validation and verification of additional blocks / information on the blockchain, thus providers of these services / resources would require payment for the consumption of these resources (i.e. “mining” on the QuarkChain Network) to maintain network integrity, and QKC will be used as the unit of exchange to quantify and pay the costs of the consumed computational resources.
QuarkChain Network上でさまざまなアプリケーションやトランザクションを実行したり、ブロックチェーン上の追加ブロック/情報の検証や検証を行うためには、計算リソースが必要です。これらのサービス/リソースの提供者は、 QuarkChain Networkの “マイニング”)を使用してネットワークの整合性を維持し、QKCは消費された計算リソースのコストを定量化して支払うための交換の単位として使用されます。

Similar to Ethereum, each transaction on the QuarkChain Network needs to pay transaction fee.
Ethereumと同様、QuarkChain Network上の各取引は取引手数料を支払う必要があります。

Since the QuarkChain Network has powerful transaction processing capability, transaction fee will be very low.
QuarkChain Networkは強力なトランザクション処理機能を備えているため、取引手数料は非常に低くなります。

Transaction fee only can be paid by QKC. The QuarkChain Network supports smart contracts.
取引手数料はQKCによってのみ支払うことができます。 QuarkChain Networkはスマートな契約をサポートしています。

A smart contract transaction of the QuarkChain Network is completed by sending a message to the contract address.
QuarkChain Networkのスマートな契約トランザクションは、契約アドレスにメッセージを送信することで完了します。

Contribution incentives
寄付インセンティブ
As a peer-to-peer system, using economic means to produce positive feedback can promote the continuous development of the system.
ピアツーピアシステムとして、経済的手段を使用して肯定的なフィードバックを生成することは、システムの継続的な発展を促進することができる。

QKC will be distributed as incentives to incentivise the community to make continuous contributions towards the system.
QKCは、システムに継続的に貢献するためにコミュニティにインセンティブを与えるインセンティブとして配布されます。

Users of the QuarkChain Network and/or holders of QKC which did not actively participate will not receive any QKC incentives.
積極的に参加していないQuarkChain NetworkおよびQKCの保有者は、QKCインセンティブを受け取りません。

QKC is an integral and indispensable part of the QuarkChain Network, because without QKC, there would be no incentive for users to expend resources to participate in activities or provide services for the benefit of the entire ecosystem on the QuarkChain Network.
QKCがなければ、QuarkChainネットワーク上のエコシステム全体の利益のために、ユーザーがアクティビティに参加するためのリソースを費やしたり、サービスを提供するインセンティブがないため、QKCはQuarkChain Networkの不可欠かつ不可欠な部分です。

7.2 Business Development
7.2事業開発

7.2.1 Mobile Decentralized Applications (DApps2go)
7.2.1モバイル分散アプリケーション(DApps2go)

The QuarkChain Network is built according to the belief that a DAPP built upon on mobile devices is more applicable and has more ecosystem value, based on the fact that 4.47 billion people are using mobile phones and there is 68% mobile phone internet user penetration worldwide in 2018.
QuarkChain Networkは、携帯電話を使用しているDAPPは、4,470億人が携帯電話を使用しており、世界中で68%の携帯電話のインターネットユーザーが世界中に浸透しているという事実に基づいて、より適用性が高く、生態系価値が高いという考えに基づいて構築されています 2018。

Mobile based DApps are very limited today due to the low capacity of mobile networks which cannot deal with blockchain data flow.
モバイル・ベースのDAppは、ブロック・チェーン・データ・フローを処理できないモバイル・ネットワークの容量が小さいため、今日は非常に限られています。

The QuarkChain Network has robust infrastructure to fully support mobile DApps (Dapps2go), and its infrastructure design is mobile-oriented.
QuarkChain Networkは、モバイルDApp(Dapps2go)を完全にサポートする堅牢なインフラストラクチャを備えており、そのインフラストラクチャ設計はモバイル指向です。

Furthermore, onchain developer tools will be provided to create an Android-friendly environment, making DApps2go development as simple as possible.
さらに、Android対応環境を構築するためにonchain開発ツールを提供し、DApps2go開発を可能な限り簡単にします。

A significant amount of QKC as incentives for developers who adopt and build their DApps on the QuarkChain Network.
QuarkChain Network上でDAppsを採用し、構築する開発者にインセンティブとしてのQKCの相当量。

Our easy scale-out blockchain technology makes social network, online storage, gaming and sharing economic platforms on blockchain possible.
私たちの簡単なスケールアウトブロックチェーンテクノロジーは、ソーシャルネットワーク、オンラインストレージ、ゲーム、ブロックチェーン上の経済プラットフォームの共有を可能にします。

For instance, developers could build a completely decentralized peer to peer share riding DAPP on the QuarkChain Network.
たとえば、開発者はQuarkChain Network上でDAPPに完全に分散されたピアツーピアシェアを構築することができます。

It can easily handle 7.4-billion rides per year—a number completed by the largest ride sharing company in the world in 2017—while removing the ride sharing central authority to lower the cost of using ride sharing for customers.
2017年に世界最大の乗車分担会社によって完成された1年当たりの乗車数は、乗車分担の中央権限を取り除いて乗客の乗車分担を減らすことができます。

The QuarkChain Network is projected to be an ideal platform to build sharing economy businesses.
QuarkChain Networkは、経済的なビジネスを共有するための理想的なプラットフォームになると予測されています。

7.2.2 Minimum Viable Products with Onchain Fast Evolution
7.2.2 Onchain Fast Evolutionを使用した最小限の実行可能な製品

The QuarkChain Network aims to shorten product development cycles by adopting build-measure-learn feedback loop from the lean startup methodology.
QuarkChain Networkは、リーンスタートアップメソドロジからのビルドメジャーラーニングフィードバックループを採用することにより、製品開発サイクルを短縮することを目指しています。

Thus, developers have been allowed to run minimal viable products on-chain.
したがって、開発者はチェーン上で実行可能な最小限の製品を実行できるようになりました。

With great support from the high transaction processing capability of the QuarkChain Network, developers can deploy and test their products on the main-net with quick feedback collection.
開発者は、QuarkChain Networkの高いトランザクション処理能力を十分にサポートし、迅速なフィードバック収集によってメインネット上に製品を導入してテストすることができます。

An Onchain Demo Show zone on the main-net of the QuarkChain Network will provide ultra- smooth and fast testing experience to help product managers and developers of DApps validate their ideas rapidly.
QuarkChain NetworkのメインネットのOnchain Demo Showゾーンは、DAppsのプロダクトマネージャーと開発者が自分のアイデアを迅速に検証できるよう、非常にスムーズで高速なテスト体験を提供します。

7.2.3 Demand Oriented Business Scenario
7.2.3需要指向のビジネスシナリオ

The QuarkChain Network brings real business into blockchain world.
QuarkChain Networkは実際のビジネスをブロックチェーンの世界にもたらします。

Such businesses must have strong needs for high throughput blockchain, and be able to solve existing customer or business demands.
そのようなビジネスでは、ハイスループットのブロックチェーンのニーズが強く、既存の顧客やビジネスの要求を解決できる必要があります。

A good scenario is authentication, which is full of challenging and cost-inefficient. Existing technologies, such as high anticounterfeiting technologies behind the national identification documents, can be too expensive for small to medium business to adopt.
良いシナリオは、挑戦的でコスト効率の低い認証にあります。国識別文書の背後にある高い偽造防止技術などの既存の技術は、中小企業が採用するには高価すぎる可能性があります。

With the help of the decentralized ledger and advanced cryptographic protected private key of the QuarkChain Network it is believed that there can be DApps to support small business owners by providing an affordable and easy handling anti-counterfeit solution.
分散型の元帳とQuarkChain Networkの高度な暗号化保護された秘密鍵の助けを借りて、手頃な価格で扱いやすい偽造防止ソリューションを提供することで中小企業のオーナーをサポートするDAppsが存在すると考えられています。

This solution can also be used for education systems for validating diplomas and laboratory raw data. The QuarkChain Network will always be open and collaborative with such businesses, and will partner with them to leverage and scale up their business.
このソリューションは、卒業証書や実験室の生データを検証するための教育システムにも使用できます。 QuarkChain Networkは、常にそのようなビジネスとオープンで共同作業を行い、ビジネスを活用して拡大するためにパートナーとなります。

With the lean start-up philosophy in mind, we carefully select business partners from 2-5 different industries where high-throughput blockchain can maximize its utilization.
リーンスタートアップの哲学を念頭に置いて、ハイスループットブロックチェーンがその利用を最大化できる2〜5の異なる業界からビジネスパートナーを慎重に選択します。

The current business partners are listed below:
現在のビジネスパートナーは以下の通りです:

7.2.4 The QuarkChain Network for Internet of Things
7.2.4インターネットのためのQuarkChainネットワーク

Although it is still under investigation, blockchain has shown a great potential to be applied for Internet of Things (IoT).
まだ調査中ですが、ブロックチェーンはInternet of Things(IoT)に適用する大きな可能性を示しています。

Using blockchain can reduce the cost of money transfer and also helps the rapid realization of the value of IOT transfer.
ブロックチェーンを使用することで、金銭の授受コストを削減することができ、IOT移転の価値を迅速に実現するのにも役立ちます。

However, IOT usually contains a large number of devices and there may be a large number of transactions simultaneously.
しかし、IOTは通常、多数のデバイスを含み、多数のトランザクションが同時に発生する可能性があります。

The QuarkChain Network will play an important role as a platform to support IOT applications with a large number of low-cost devices and speedy transactions.
QuarkChainネットワークは、多数の低コストデバイスと迅速なトランザクションを備えたIOTアプリケーションをサポートするプラットフォームとして重要な役割を果たします。

The usage of smart contracts can also realize the automatic data collection and processing and thus build more applications.
スマートコントラクトの使用は、自動データ収集と処理を実現し、より多くのアプリケーションを構築することもできます。

7.2.5 The QuarkChain Network for Al and Big Data
7.2.5 AlおよびBigデータ用のQuarkChainネットワーク

Blockchain provides a digital platform for economic transactions and thus it is highly related to artificial intelligence (Al).
Blockchainは、経済的な取引のためのデジタルプラットフォームを提供するため、人工知能(AI)と非常に関連しています。

There are many aspects that blockchain can use Al technologies.
ブロックチェーンがAlテクノロジを使用することができる多くの側面があります。

For example, through reinforcement learning, sharding can be more efficient so that the common trading clients can be allocated in one shard or at least closer shards to reduce the transaction cost.
たとえば、強化学習によって、シャーディングがより効率的になり、共通の取引クライアントを1つのシャードに配置するか、少なくともシャードに近く配置して、トランザクションコストを削減することができます。

However, this requires the blockchain design to include the reshardable functionality and the QuarkChain Network offers this function exactly.
ただし、ブロックチェインのデザインには再構成可能な機能が含まれている必要があり、QuarkChain Networkはこの機能を正確に提供します。

Blockchain genuinely relates to big data and it generates temporal and space domain data.
ブロックチェーンは真に大きなデータに関連し、時空間領域データを生成します。

As blockchain grows, the amount of data increases fast.
ブロックチェーンが成長するにつれて、データ量が急速に増加します。

No matter it is private chain or public chain, these data will generate great value for the company or the whole world’ s economy.
プライベート・チェーンやパブリック・チェーンであっても、これらのデータは、企業や世界の経済にとって大きな価値を生み出します。

Built on the platform of the QuarkChain Network, many data mining algorithms can be developed and economic models can be developed.
QuarkChain Networkのプラットフォーム上に構築された多くのデータマイニングアルゴリズムを開発し、経済モデルを開発することができます。

The QuarkChain Network is open to collaborate with data analysts and economists to develop new economic models and also this analysis will bring back valuable feedback to further enhance the design of the QuarkChain Network with higher efficiency.
QuarkChain Networkは、データアナリストやエコノミストと協力して新しい経済モデルを開発するために公開されています。また、この分析によって貴重なフィードバックが得られ、QuarkChainネットワークの設計をさらに効率化します。

8. Roadmap and Timeline
8.ロードマップとタイムライン

Q4 2017: Started drafting white paper;
Q4 2017:白書の起草を開始。

Feb. 2018: Delivered a version of white paper and developed verification code 0.1 which mainly serves as proof of concept for our system;
2018年2月:ホワイトペーパーのバージョンを提供し、主にシステムの概念実証に役立つ検証コード0.1を開発しました。

Mar. 2018: Released Testnet 0.1 with Wallet 0.1 . Testnet 0.1 supports basic transactions including both in-shard and cross-shard transactions.(Projected plans below)
2018年3月:Wallet 0.1でTestnet 0.1をリリースしました。 Testnet 0.1は、シャード内取引とクロスシャード取引の両方を含む基本取引をサポートしています(下記の計画)

Q2 2018: Release Testnet 1.0 with smart contract support.
Q2 2018:スマート契約をサポートするTestnet 1.0をリリースします。

Q4 2018: Release QuarkChain Core 1.0, Mainnet 1.0, together with Smart Wallet 1.0. QuarkChain Core 1.0 will provide basic functionalities of the QuarkChain Network and basic optimization. There is a plan to launch the mainnet at the same time.
Q4 2018:Smart Wallet 1.0とともに、QuarkChain Core 1.0、Mainnet 1.0をリリースします。 QuarkChain Core 1.0は、QuarkChain Networkの基本機能と基本的な最適化機能を提供します。 同時にメインネットを起動する計画があります。

Q2 2019: Release QuarkChain Core 2.0, Mainnet 2.0, together with Smart Wallet 2.0. QuarkChain Core 2.0 will further optimize QuarkChain Core 1.0 and enable clustering feature so that a group of small scale nodes can form a cluster and run as a full node.
Q2 2019:Smart Wallet 2.0とともに、QuarkChain Core 2.0、Mainnet 2.0をリリースしました。 QuarkChain Core 2.0は、QuarkChain Core 1.0をさらに最適化し、クラスタリング機能を有効にして、小規模なノードのグループがクラスタを形成し、完全なノードとして実行できるようにします。

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