一文でポルカを簡単に理解する

この記事は10月23日にブルーフォックスノートに掲載され、著者はブルーフォックスです。

パブリックチェーンは万億ドル規模の市場です。新しいパブリックチェーンは、次世代の新技術であると主張します。しかし、最終的にパブリックチェーンが長期的に成功するかどうかは、総合的な要因によって決まります。第一に、創業チームの気質です。先進的で実現可能な技術と理想主義があり、これはプロジェクトの持続可能性の重要な部分です。このようなチームは、市場の変動によって構築を停止することはありません。第二に、コミュニティです。保有者の支持や開発者の支持があり、本当にエコシステムが存在することで、パブリックチェーンの価値は高まり、市場価値も大きくなり、より安全になり、正の循環に向かいます。

パブリックチェーンは、暗号分野で最も魅力的な市場であるだけでなく、最も成功が難しい分野でもあります。イーサリアム以外に、どのパブリックチェーンがチャンスを持っているのでしょうか？これは開発者や投資家が非常に注目している焦点です。ポルカドットは、イーサリアム以外で最も注目されているパブリックチェーンの一つです。ポルカドットについての紹介もたくさんありますが、ブルーフォックスノートでも以前に何度も言及しています。この記事では、ポルカドットを簡単に紹介し、初心者がポルカドット（Polkadot）を理解する手助けをします。今後、より多くの基礎的な記事を公開する予定です。

1. ポルカドットとは

ポルカドット（Polkadot）はパブリックチェーンですが、特別なパブリックチェーンであり、複数のチェーンで構成されています。なぜ一つのチェーンではないのでしょうか？それは、スケーラビリティ、速度、コストの問題を解決し、より多くの個性を持ったブロックチェーンの存在を許可し、チェーン間の相互運用性とアップグレードを可能にし、チェーンの自己ガバナンスを許可することを試みているからです。

（出典：Polkadot.network）

ポルカドットはトークンの移転をサポートするだけでなく、異なるチェーン間でのデータの伝達もサポートしています。その最終的な目標は、クロスチェーンのネットワークプロトコルとなり、クロスチェーンの登録とクロスチェーンの計算を可能にすることです。

2. ポルカドットのアーキテクチャとスケーラビリティ

現在、ビットコインのTPSは約7であり、イーサリアムは約15です。これにより、取引体験が非常に悪く、速度が遅く、コストが高くなります。これは以前のマイニングのピーク時に特に顕著でした。そのため、イーサリアムは徐々にLayer 2の探索に向かっています。特にRollupシリーズの実践が進んでいます。また、イーサリアムのシャーディングも進行中ですが、これには長い時間がかかります。下の図は、V神がイーサリアムのスケーラビリティの展望を示しており、15 TPSから100,000 TPSへの道のりを示しています。

（出典：Vitalik Buterin）

一方、ポルカドット（Polkadot）は異種シャーディングブロックチェーンの道を進んでいます。異種とは、異なるブロックチェーンの「連携」を指します。対照的に、イーサリアムのシャーディングは同種であり、すべてイーサリアムブロックチェーンの一部です。

ポルカドットには、すべてのブロックチェーンを接続する中心的なチェーン、すなわち「リレーチェーン」があります。そして、「リレーチェーン」に接続されているのがパラレルチェーンです。

（出典：Polkadot.network）

このリレーチェーン+パラレルチェーンのアーキテクチャが、ポルカドット（Polkadot）がスケーラビリティを得る理由です。複数のチェーンが並行して取引を処理できるため、一つの道路で待機する必要がありません。このように、現在のイーサリアムと比較して、ポルカドット（Polkadot）はより高いスループット、より速い速度、より低いコストを実現できます。

（出典：Polkadot.network）

将来的なポルカドットの計画では、リレーチェーン上にリレーチェーンを追加し、チェーン内のチェーンを実現することも可能です。この方法で、さらに大きな拡張を試みています。また、ポルカドットのパラレルチェーンはCosmosのチェーンとは異なり、共有のセキュリティを持っています。これも、開発者がポルカドット上にパラレルチェーンを構築する重要な理由です。なぜなら、ブロックチェーンにとって、ゼロからセキュリティを構築することは非常に難しいからです。

3. ポルカドットパラレルチェーンのセキュリティ

ブロックチェーンのセキュリティは、コンセンサスが信頼できるかどうかに依存します。これが、コンセンサスメカニズムがブロックチェーンの最も重要な構成要素の一つである理由です。チェーン上の状態が変化すると、すべてのノードがコンセンサスに達する必要があります。そして、コンセンサスに達するメカニズムが、ブロックチェーンがセキュリティを実現できるかどうかの鍵です。

ポルカドットはPoSメカニズムを採用しており、BABEとGRANDPAを組み合わせています。従来のPoWメカニズムでは、人々は作業量証明を通じて記帳権を得ますが、PoSメカニズムでは、人々はトークンをステーキングする必要があります。ステーキング者は検証者であり、利害関係者でもあります。彼らはパラレルチェーンの状態変化証明を検証し、これらの証明の有効性に基づいてリレーブロックを生成する必要があります。

BABE（Blind Assignment for Blockchain Extension）は、検証ノード間で動作するブロック生成メカニズムであり、新しいブロックの生成者を決定します。ある程度、BABEはOuroboros Praosと比較できますが、チェーン選択ルールやスロット時間の調整において大きな違いがあります。BABEは、ステーキングされたトークンの量とポルカドットのランダム周期に基づいて、検証者にブロック生成のスロットを割り当てます。

GRANDPA（GHOST-based Recursive ANcestor Deriving Prefix Agreement）は、ポルカドットの「最終性ツール」であり、ポルカドットのリレーチェーンにサービスを提供します。2/3のノードが誠実であり、非同期設定で1/5のビザンチンノードを処理できる場合、部分的に同期されたネットワークで正常に機能します。GRANDPAは、チェーン上でコンセンサスを達成します（ブロック上に対して）。これは、長期的なネットワーク分割や他のネットワーク障害に直面しても、より迅速に最終性を達成するのに役立ちます。

検証者は、DOTトークンをステーキングすることでリレーチェーンのセキュリティを維持し、Collatorからの証明を検証し、他の検証者とコンセンサスを達成します。検証者の共謀を防ぐために、彼らはステーキングされたDOTトークンの数に基づいてランダムに選ばれます。彼らが割り当てられたパラレルチェーンの状態変化を正確に報告すれば、DOTの報酬を得ます。もし彼らが不誠実であれば（他のノードによって発見された場合）、彼らのステーキングされたトークンは減少します。

ポルカドットには「漁師」と呼ばれる役割があります。彼らは不誠実な検証者を報告することができ、漁師はコレクターや検証者にもなります。検証者はすべての取引をポルカドットのリレーチェーンに公開するわけではなく、公開するのは状態変化の証明だけです。したがって、リレーチェーンはパラレルチェーン上の実際の取引については知らないが、現在の状態が有効かどうかを検証できます。また、検証者はランダムに変化し、特定のパラレルチェーンに固定されることはありません。彼らはパラレルチェーンの一部ではなく、リレーチェーンの一部です。

（出典：Polkadot.network）

ポルカドットにはNominatorとCollatorの役割もあり、これもリレーチェーンに参加する重要な役割です。Nominatorは直接検証者にはなりませんが、検証者を選ぶことで検証に参加し、DOTの報酬を得ることができます。もちろん、選ばれた検証者が罰せられた場合、彼らも減少します。Collatorは、パラレルチェーン上のユーザーの取引を収集し、検証者に状態変化の証明を提供してパラレルチェーンを維持します。Collatorはリレーチェーンのフルノードを維持し、特定のパラレルチェーンのフルノードも維持します。

4. ポルカドットパラレルチェーンの相互運用性

現在、一つのチェーンが全てを支配する可能性は低いです。ポルカドットのクロスチェーン設計には、将来的に多くのチェーンが共存する世界が前提となっています。異なるブロックチェーンは独立しており、設計が異なるため、直接コミュニケーションを取ることはできません。異種チェーン間には相互運用性の問題があります。例えば、人々はビットコインのチェーン上でETHやERC20トークンを取引することができず、BTCもイーサリアム上で直接取引することができず、イーサリアムのDeFiに直接参加することもできません。現在、ビットコインがイーサリアムのDeFi活動に参加するためには、まずBTCを包装する必要があります（例えばwBTCなど）。

ポルカドットのパラレルチェーンは相互に接続されており、相互運用性を実現できます。ポルカドットのパラレルチェーン設計の出発点は、ポルカドットがブロックチェーンは個性化されるべきであり、異なるチェーンが特定の分野に集中できると考えていることです。最終的に、各チェーンは異なるニーズにサービスを提供します。例えば、取引に特化したもの、貸し出しに特化したもの、資産管理に特化したもの、ゲームに特化したものなどです。これらのパラレルチェーンが異なる分野に特化することで、より良いパフォーマンスを発揮する可能性があります。

開発者がパラレルチェーンを構築しやすくするために、ポルカドットはブロックチェーンを構築するためのフレームワークであるSubstrateを提供しています。これにより、開発者は短期間でカスタマイズされたブロックチェーンを立ち上げて運用することができます。Substrateは、開発者が自分のニーズに応じて、レゴブロックを組み立てるようにブロックチェーンを構築することをサポートします。Substrateを使用して構築されたブロックチェーンは、ポルカドットの他のパラレルチェーンと相互運用するだけでなく、トークンブリッジを介して他のブロックチェーン（例えばイーサリアム）との接続も実現できます。

5. ポルカドットのアップグレードとガバナンス

ブロックチェーンのアップグレードとガバナンスは常に大きな問題です。これはブロックチェーンが分散型ネットワークであることに関連しています。アップグレードがガバナンスによってうまく解決できない場合、ハードフォークがブロックチェーンで一般的な現象となります。イテレーションのために、プロジェクトの開発者やノードオペレーターなどは多くの作業を行う必要があります。

しかし、ポルカドットのパラレルチェーンはハードフォークの問題を心配する必要はありません。ポルカドットはガバナンスシステムとコードレベルでこの問題を解決しています。ポルカドットのコードは、その投票システムに基づいて更新され、このコードはブロックチェーン自体の一部でもあります。ポルカドットネットワークはコアコードを更新し、これはスマートコントラクトをデプロイするのと同様にトランザクションを公開します。これにより、ハードフォークなしでイテレーションの更新が実現され、ノードも追加の操作を行う必要がありません。

もちろん、これはポルカドットのトークンDOTの保有者が非常に重要であることを意味します。DOTの保有者がポルカドットの将来の方向性を決定します。

ポルカドットのガバナンスには、積極的にガバナンスに参加するDOT保有者、理事会、技術委員会が含まれています。提案の票数が特定の投票基準を超えると、提案が通過します。

提案は一般的に普通の保有者または理事会から提案され、最終的にはDOTトークン保有者の投票によって決定されます。普通の保有者の提案では、ユーザーは一定期間内に最小限の数量のトークンを預け入れることで提案を開始できます。他の人がその提案に同意すれば、同じ数量のDOTを預け入れて支持します。最も多くのDOTトークン量で支持された提案が全体投票提案として選ばれます。理事会の提案については、すべての理事会メンバーが全員同意した場合、それは全体投票提案となります。これは適応的な法定人数通過メカニズムを採用しており、ステーキング投票の数が少ないほど、通過に必要な数も少なくなります。多数の理事会メンバーが同意した提案も全体投票提案となることができますが、そのハードルは高く、決議を通過させるためには多数票が必要です。

（出典：Polkadot.network）

理事会はポルカドットのガバナンスにおいて重要な意味を持ち、DeFiの純粋なコミュニティガバナンスとは異なります。ポルカドットの理事会は、13から24名のメンバーで構成されており、理事会にはいくつかの相対的に特別な権利があります：全体投票と緊急投票を行うこと、議論のあるまたは悪意のある全体投票を取り消すこと、技術委員会を選出すること、全体投票においてより大きな重みを持つことです。

6. ポルカドットのトークン経済メカニズム

DOTはポルカドットネットワークのネイティブトークンであり、ETHがイーサリアムのネイティブトークンであるのと同様です。その最小単位はPlanckであり、イーサリアムのWeiに似ています。

DOTの用途は主に以下の通りです：

*DOTはネットワークガバナンスに役立ちます

DOTを保有することで、提案の投票権を得る機会があり、ネットワークの手数料の決定、パラレルチェーンの追加または削除などの提案の決議に参加できます。

*DOTはネットワークのセキュリティに役立ちます

DOTはポルカドットネットワークのコンセンサスメカニズムを支える役割も果たします。コンセンサスを達成するために、参加者はDOTトークンをステーキングする必要があります。これはDOTの最も重要な役割であり、ポルカドットネットワークのセキュリティを担っています。

*DOTはパラレルチェーンに役立ちます

ポルカドットネットワークのパラレルチェーンになるためには、一定期間内に一定量のDOTをバインドする必要があります。バインド期間中、DOTは継続的にロックされます。これは、ポルカドットエコシステムが開発者に好まれる場合、限られたポジションを競うためにDOTが人気になることを意味します。

以上のメカニズムから見ると、DOTのトークンメカニズムはポルカドットネットワークと深く結びついており、ガバナンス、セキュリティ、用途と深く結びついています。ポルカドットエコシステムが発展すれば、そのガバナンス、セキュリティ、用途はDOTに対する大きな需要を生み出します。つまり、DOTの価値自体はポルカドットエコシステムの発展と非常に関連性が高いのです。

いくつかのパブリックチェーンは発展が良好かもしれませんが、そのトークンが必ずしもエコシステムの発展に比例した価値を捕らえるわけではありません。この観点から、DOTのトークン設計メカニズムはその将来の価値の捕獲に有利です。

7. ポルカドットのパブリックチェーンの道

パラダイムの観点から、ポルカドットは依然としてスマートコントラクトプラットフォームの範疇です。イーサリアムのエコシステムの下で、ポルカドットはどこに向かうのでしょうか？イーサリアムを超えるのでしょうか？それともイーサリアムの重要な補完となるのでしょうか？

これは開発者、コミュニティ、パブリックチェーン自体の進化に依存します。イーサリアムのLayer 2やシャーディングが将来的に重要な役割を果たすことができるのか、Layer 2間やシャーディング間がどのように相互接続されるのか？イーサリアムのスケーラビリティの道は順調なのか？ポルカドットのクロスチェーンモデルはより良い道なのか、開発者の支持を得ることができるのか？他のパブリックチェーン、例えばソラナは一席を得るチャンスがあるのでしょうか？

これらには明確な答えはありませんが、確かなことは、パブリックチェーンが暗号分野の最も重要な基盤インフラであり、将来のパブリックチェーンの進化が暗号分野全体の発展方向を直接決定するということです。