動的シャーディング

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自動ネットワーク拡張

交通量が多くなると自動的に新しい車線を建設する高速道路システムを想像してください。それが本質的にQuai Networkが動的シャーディングで行うことです - 需要が増加すると自動的に処理能力を追加します。 動的シャーディングとは？ プロトコルがネットワークが渋滞すると自動的に新しい実行シャード（処理チャネル）を作成し、人間の介入やネットワークアップグレードなしに容量を拡張します。 動作方法：

1. ネットワークが需要を監視：プロトコルがリアルタイムで渋滞指標を追跡
2. 自動拡張：閾値が満たされると、新しいリージョンとゾーンチェーンが作成
3. シームレス統合：新しいチェーンが既存のコンセンサスシステムにすぐに参加
4. バランス成長：すべてのリージョンがネットワーク調和を維持するために追加ゾーンを獲得

重要な利点： スケーリング時にハードフォークを必要としたりセキュリティを妥協したりする他のブロックチェーンネットワークとは異なり、Quaiは完全な分散化とセキュリティを維持しながら自動的に容量を追加します。

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ネットワークがいつ拡張するかを知る方法

プロトコルは、新しい容量が必要なタイミングを決定するために2つの重要な渋滞指標を監視します：

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1. アンクルブロック率

アンクルブロックとは？ アンクルブロックをマイニングの「交通渋滞」と考えてください。複数のマイナーが同時に有効なブロックを見つけると、1つだけがメインチェーンの一部になり、他は「アンクル」になります。 これが重要な理由：

• 高いアンクル率 = ネットワーク渋滞（限られたスペースを競合するマイナーが多すぎる）
• 効率低下 = マイニングエネルギーの無駄とより遅いトランザクション最終性
• 明確なシグナル = より多くの容量を追加する時期

Quaiの応答方法： アンクルブロックが一貫して閾値比を超えると、プロトコルは自動的に：

1. 新しいリージョンとゾーンチェーンを作成
2. それらをグローバルコンセンサスに統合
3. より多くのチェーンにマイニングパワーを分散
4. 渋滞を削減し効率を回復

結果：高いハッシュ効率が維持され、高速最終性が保持

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2. ガス制限使用率

ガス制限とは？ 各ブロックには最大計算容量（ガス制限）があります。ブロックが一貫してこの制限に達すると、需要が供給を超えていることを意味します。 他のネットワークでの手数料問題：

• Ethereumの例：ブロックが満杯になると、手数料がトランザクションあたり50ドル以上に達する可能性
• 入札戦争：ユーザーが限られたブロックスペースのためにより高い手数料を支払って競合
• ユーザーエクスペリエンス：トランザクションが高価で予測不可能になる

Quaiのソリューション： ブロックが一貫してガス制限に達すると、プロトコルは自動的に新しい実行シャードを追加し、以下を保証します：

• 手数料が0.01ドル未満を維持：容量増加が手数料競争を排除
• 入札戦争なし：需要を満たすのに常に十分なブロックスペース
• 予測可能なコスト：ユーザーがトランザクション手数料が手頃であり続けることを知る

結果：手頃さを妥協することなく無制限のスケーラビリティ

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唯一のトレードオフ：決済時間

ネットワーク拡張の動作方法：

• 3×3開始：3リージョン、各3ゾーン = 合計9ゾーン
• 最初の拡張：4×4レイアウト = 合計16ゾーン
• 成長パターン：5×5、6×6、7×7…無制限拡張

トレードオフは何か？ 容量追加の唯一のコストはグローバル決済までの時間の増加ですが、これはトランザクションの安全性や使いやすさには影響しません。

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決済対最終性：これが重要な理由

重要な区別：

• 最終性：トランザクションが永続的で安全になる時（Quaiでは秒）
• 決済：資金をクロスチェーンで使用できる時（分から時間）

実世界への影響：

• ✅ トランザクションは安全：最終性の後すぐに
• ✅ 受取人は支払いを信頼可能：決済を待つ必要なし
• ⏳ クロスチェーン支出：決済完了が必要

例のタイムライン：

1. 10秒：トランザクション最終化（安全で永続的）
2. 3,300秒：グローバル決済（他のリージョンで資金使用可能）

この設計が機能する理由： ほとんどのトランザクションは決済が高速な同じリージョン内で発生します。クロスチェーン操作はそれほど頻繁ではなく、ユーザーはそれに応じて計画できます。

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決済時間計算

公式： グローバル（プライム）決済への平均時間は以下の方程式で測定できます：

• TSₚ = グローバル（プライム）決済への平均時間（秒）
• nz = リージョンあたりのゾーン数
• nr = システム内のリージョン数
• tz = ゾーンブロック時間（秒） = 5

$$TS_{p} = n_{z}^2 * n_{r}^2 * t_{z}$$ これが意味すること：

• 決済時間はリージョン数とリージョンあたりのゾーン数の両方の二乗で増加
• 5秒：ゾーンブロック時間（ほとんどのトランザクションが発生）
• 総時間：ネットワークサイズと予測可能にスケール

リージョン数	リージョンあたりゾーン数	総ゾーン数	グローバル決済までの時間†
3	3	9	405秒
4	4	16	1,280秒
5	5	25	3,125秒
6	6	36	6,480秒
7	7	49	12,005秒
8	8	64	20,480秒

重要な注記：

• 決済時間は平均です - マイニングのランダムな性質により実際の時間は変動
• **トランザクションの約50%**が平均時間より高速に決済
• すべてのトランザクションが決済完了より十分前に最終で安全

分布の理解： 以下の図は、クロスチェーントランザクション時間がどのように分布されるかを示しています。平均グローバル決済が3,300秒であるにもかかわらず、トランザクションの半分はこれより高速に完了します。