ブロックチェーン技術はクラウドコンピューティングの将来のトレンドに統合される

ブロックチェーンの数多くの利点により、既存のテクノロジーが直面しているボトルネックの問題を効果的に解決できます。これらの利点を従来のクラウド コンピューティング テクノロジと組み合わせることで、ブロックチェーンに基づく分散型クラウド コンピューティングの分野でいくつかのブレークスルーとアプリケーションが促進され、大規模アプリケーションの基盤が築かれます。

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近年、ブロックチェーンは新興技術として広く注目を集めています。ブロックチェーンは、決済、身元認識、クラウドコンピューティング、商品の追跡、ゲーム、投票、医療など、幅広い分野に応用できます。多くの従来の技術もブロックチェーン技術と組み合わせることで、より大きな役割を果たすことができます。たとえば、従来のクラウドコンピューティング分野では、クラウドコンピューティングとブロックチェーンを組み合わせることで、より効率的で経済的、安全で信頼性の高い分散型クラウドコンピューティングを実現できます。

クラウドコンピューティングとそれが直面する問題

クラウドコンピューティングは、インターネットをベースにしたコンピューティング方法です。このようにして、共有されたハードウェアおよびソフトウェアのリソースと情報は、必要に応じてさまざまなコンピュータ端末やその他のデバイスに提供できます。クラウド コンピューティングは、1980 年代のメインフレーム コンピュータからクライアント サーバーへの移行に続くもう 1 つの大きな変化です。ユーザーは、クラウド内のインフラストラクチャの詳細を理解したり、関連する専門知識を持ったり、直接制御したりする必要がなくなります。クラウド コンピューティングは、通常、インターネット経由で動的にスケーラブルで仮想化されたリソースの使用を伴う、新しいインターネット ベースの IT サービスの追加、使用、および配信モデルを表します。

しかし、クラウド コンピューティング テクノロジの開発には多くの問題点もあります。

現在のクラウド コンピューティング市場は極めて集中化されており、独自の高度に集中化されたサーバー リソースに依存する少数のテクノロジー大手によって市場シェアが独占されています。彼らは市場力を活用して高い利益を享受しており、それがコンピューティング サービスの価格高騰につながっています。 BOINC (Berkeley Open Network Computing) は現在最も主流の分散コンピューティング プラットフォームであり、数学や物理学などの分野の多くのプロジェクトで使用されています。しかし、世界中に分散したボランティアのコンピューティング リソースに基づく分散コンピューティング プラットフォームであるため、コンピューティング能力を提供するボランティアが不足しています。

分散クラウドコンピューティングに適したプラットフォーム

デスクトップ グリッドのアイデアは、インターネット上で十分に活用されていないコンピュータ リソースを収集し、分散仮想スーパーコンピュータ上で大規模な並列分散アプリケーションを非常に低コストで実行することです。

デスクトップ グリッド コンピューティング テクノロジには、完全に分散されたクラウド コンピューティングに適したプラットフォームとなる 3 つの機能があります。1 つ目は回復力です。一部のノードに障害が発生した場合、計算は他の稼働中のノードで引き続き実行できます。 2つ目は効率性です。コンピューティング ノードが多様であっても、アプリケーションは最高のパフォーマンスを得ることができます。 3つ目は、導入が簡単なことです。ネットワークのエッジにあるノードであっても、特別な構成なしで任意のノードを使用できます。これにより、従来の高性能コンピューティング クラスター、クラウド インフラストラクチャ、パーソナル コンピューターなどのコンピューティング リソースを含むデスクトップ グリッドが、複合ハイブリッド インフラストラクチャに最適なソリューションになります。

しかし、デスクトップ グリッドには、ネットワークへの各ノードの貢献度を計算するのが難しい、インセンティブ メカニズムが不足している、需要とコンピューティング リソースを一致させることが難しいなど、いくつかの重要な問題が依然として残っています。

ブロックチェーン技術の出現により、貢献証明プロトコルを通じて証明可能なコンセンサス、追跡可能性、クレジットメカニズムを提供するなど、これらの問題をうまく解決できます。

ブロックチェーンに基づく分散クラウドコンピューティング

ブロックチェーンに基づく分散型クラウド コンピューティング インフラストラクチャにより、最も競争力のあるコンピューティング インフラストラクチャへのオンデマンド、安全、低コストのアクセスが可能になります。分散アプリケーション (DApps) は、分散クラウド コンピューティング プラットフォームを通じて、アプリケーション、データ、サーバーなどの必要なすべてのコンピューティング リソースを自動的に取得、検索、提供、使用、解放できます。分散型クラウド コンピューティングでは、サーバーへのアクセス方法が簡素化されるため、データ センターの熱損失が大幅に削減され、データ プロバイダーと消費者が必要なコンピューティング リソースを簡単に入手できるようになります。

ビットコインやイーサリアムなどの従来のブロックチェーンは、プルーフ・オブ・ワーク (PoW) メカニズムに依存して、ブロックチェーン上の参加者間で発生するトークン取引が、多数のノードによって採用された暗号化チャレンジによって検証されることを保証します。ブロックチェーンに基づく分散型クラウド コンピューティングでは、貢献証明プロトコルを採用できます。このプロトコルは、データセットの提供、ファイルの転送、計算の実行、専門サービスのリアルタイムでの提供などのオフチェーン動作を通じて、参加者間のトークン取引をトリガーします。

したがって、貢献が正確に行われたことを証明し、対応するトークン取引をブロックチェーン上で実行できる新しいプロトコルが必要です。私たちはこのコンセンサスメカニズムを「貢献の証明」と呼んでいます。 GridCoin、FatCom、FileCoin など、ブロックチェーンとオフチェーン リソース間でコンセンサスを確立できる同様のプロトコルを使用するプラットフォームがいくつかあります。たとえば、GridCoin は、生物医学研究や宇宙探査などの優れた科学的計算にコンピューター時間の一部を寄付するボランティアに報酬を与える Proof of Research を提案しています。それに比べて、貢献の証明はより一般的なものとなり、より多くのアクションを検証できるようになります。

マッチング アルゴリズムは、分散システムで使用され、関連付けられた説明を通じてリソース要求とリソース提供をマッチングします。分散クラウド プラットフォームを設計する場合、マッチング アルゴリズムはリソース構成の基本的な構成要素となります。基本的に、「このタスクをこのマシンで実行できますか?」という疑問を解決します。 iEx.ec ブロックチェーンを使用して、メモリ容量、CPU タイプ、ディスク容量などのコンピューティング リソースの特性を記述するスマート コントラクトを保存します。一部のコントラクトでは、タスクを実行したり仮想マシン インスタンスを展開したりするための要件 (最小ディスク容量、メモリ、GPU 要件、予想されるハイパーバイザーなど) を記述します。マッチング記述言語はいくつかの学術論文で説明されており、ソフトウェアにも応用されています。

分散システムでは、スケジューリング アルゴリズムによって、関連するコンピューティング リソース上で実行されるいくつかのタスクが割り当てられます。スケジューラは分散コンピューティング システムの重要なコンポーネントであり、アプリケーション実行のパフォーマンスは主にその有効性に依存します。スケジューラが直面する特定の課題は、コンピューティング リソースを選択してタスクをスケジュールするための複数の戦略が 1 つのアルゴリズムに含まれている、複数の基準スケジュールを設計することです。

ブロックチェーンに基づく分散クラウドコンピューティングの技術は、理論上だけに存在するものではありません。 Golem、iExe、cSONM など、これらのテクノロジを採用した多くのアプリケーション プロジェクトが、ある程度の進歩を遂げています。 Golem は、Ethereum 上に分散型 GPU コンピューティング リソース レンタル プラットフォームを構築したいと考えています。 cSONM は汎用分散型スーパーコンピュータを構築しています。フランスのブロックチェーン技術企業 iExec は、コンピューティング リソース関連のあらゆるサプライヤー (コンピューティング サービス プロバイダー、データ サプライヤー、アプリケーション サプライヤー) 向けに、リソース共有トランザクションのための信頼できるプラットフォームを提供しています。独自の貢献証明コンセンサス プロトコルと Intel の最新のセキュア トラスト テクノロジー (Intel SGX) を組み込んでおり、プラットフォームの信頼性とプラットフォーム上のデータのセキュリティを確保し、高性能コンピューティングからモノのインターネットに至るまで、複数の分野のアプリケーションをサポートします。

ブロックチェーンの数多くの利点により、既存のテクノロジーが直面しているボトルネックの問題を効果的に解決できます。これらの利点を従来のクラウド コンピューティング テクノロジと組み合わせることで、ブロックチェーンに基づく分散型クラウド コンピューティングの分野でいくつかのブレークスルーとアプリケーションが促進され、大規模アプリケーションの基盤が築かれます。