クロスチェーンの双雄、Cosmos
マルチチェーン時代において、クロスチェーンはブロックチェーン業界の必需品です。出典：IOBC Capital
マルチチェーン時代において、クロスチェーンはブロックチェーン業界の必需品です。DeFi、GameFiなどのアプリケーションレイヤープロジェクトは、パブリックチェーン自体の性能要件が異なります：DeFiはコンポーザビリティの要求が高く、GameFiは同時実行性能の要求が高く、SocialFiはストレージの要求が高いです。したがって、最近ではGameFiに特化したRoninやSocialFiに特化したDESOなど、垂直分野に焦点を当てたLayer1またはLayer2が次々と誕生しています。
Cosmosのクロスチェーンモデルは、これらの垂直分野に特化したパブリックチェーンに非常に適しています。Cosmosはモジュール化されたブロックチェーンを提供することで、各アプリケーション開発者が自分に適したパブリックチェーンを利用できるようにしています。Cosmosエコシステムのアプリケーションとプロトコルは、IBC（Inter-Blockchain Communication Protocol）を使用して接続し、各独立したブロックチェーン間で資産とデータのクロスボーダー自由交換を実現します。
現在のクロスチェーン技術ソリューションには主に4つの種類があります：
公証人メカニズム（Notary Schemes）
サイドチェーン/リレー（Side Chains/Relays）
ハッシュロック（Hash-locking）
分散プライベートキー管理（Distributed Private Key Control）
Cosmosはリレー技術の典型的なケースであり、もう一つのケースはPolkadotです。CosmosはIBCプロトコルを通じて接続を確立し、クロスチェーンを実現しますが、PolkadotはXCMPプロトコルに基づいてスロットを介してクロスチェーンを実現します。
この記事では、Cosmosのクロスチェーンソリューションに重点を置いて紹介します。
1. Cosmosの概要
Cosmosは、Tendermintチームによって提供されるクロスチェーンインタラクションをサポートする異種ネットワークです。CosmosのICOは2017年4月に行われ、4870 BTCと24万ETHを調達しました。ATOMには上限がなく、最高20％の年インフレ率で発行されます。具体的なインフレ率はステーキング率と負の相関関係にあり、現在のステーキング率は186M/291M（63.9％）、年インフレ率は10.05％です。
Cosmosの最終目標は、大量の自主的で開発しやすいブロックチェーンが相互に拡張し、相互作用できるブロックチェーンインターネットを作成することです。Tendermintに基づいて開発され、Tendermintコンセンサスアルゴリズムは、ビザンチン耐障害性を使用するコンセンサスエンジンに似ており、高性能、一貫性、ビザンチン耐障害性などの特徴を持っています。CosmosはTendermintエンジンに基づいて、毎秒数千件のトランザクションを処理でき、VISAの取引速度に近づいています。
Cosmosのクロスチェーンネットワークには、3つのコアコンポーネントがあります：中心ネットワークHub、地域空間ネットワークZone、クロスチェーンプロトコルIBC。
中心ブロックチェーンネットワークHUBは、Cosmosの経済中心であり、クロスチェーンメッセージの信頼の中心です。これは多資産分散型台帳を担い、これらのトークン資産はIBCクロスチェーンプロトコルを介して、ある空間から別の空間に移動します。公式のCosmos Hubの他にも、IRISnetなどのクロスチェーンサービスを提供する複数のクロスチェーンHubがあります。
地域空間ネットワークZONEは、独立したブロックチェーンであり、Cosmos中心ネットワークHUBとIBCクロスチェーン通信、情報交換、資産交換を行うことができます。
IBCプロトコル、IBC（Inter-Blockchain Communication Protocol）は、Cosmosのブロックチェーン間通信プロトコルであり、Cosmosネットワーク向けに設計されており、その即時最終性の特性に依存して、HubとZone間のメッセージ伝達を行い、クロスチェーンの目的を達成します。IBCはCosmos SDKのモジュールの一つでもあります。
Cosmosのクロスチェーンのコアロジック：Cosmos Hubは、互換性のあるチェーンとのIBC接続を確立することで、資産とデータのクロスチェーン交換を実現します。Hubはクロスチェーンの集中市場に相当し、デジタル資産を保有し、複数のチェーンにまたがるアカウントを管理するのに最適な場所です。Hubは各Zoneの状態を追跡記録する必要があり、各Zoneは自らの新しいブロックをHubに報告し続ける義務があります。
ZoneがHubにIBC接続を確立すると、他のすべてのZoneに自動的にアクセスできます；ZoneがHubを介して他のZoneからトークンを受け取るとき、Hubを信頼するだけで、ネットワーク内の他のすべてのZoneを信頼する必要はありません。
IBCは実際にどのように機能するのでしょうか？例を挙げて説明します：ChainAからChainBに10 ATOMをクロスチェーン送金します。
ChainAとChainBはどちらもCosmos SDKをサポートし、CosmosエコシステムのZoneとなります。リレイヤーはオフチェーンリレーで、IBCデータパケットをポーリングおよびルーティングする役割を担っています。クロスチェーンの大まかな流れは次のとおりです：
ChainA------Relayer------Cosmos Hub------Relayer------ChainB
このプロセスにはいくつかのステップが含まれます：
トラッキング（Tracking）：ChainAとChainBのIBCモジュールは、常に相手のチェーンのブロックヘッダー情報を同期しています。この方法により、双方は相手のブロックチェーン上の検証者の集合の変化を追跡できます。本質的には、相互に相手のチェーンのライトノードを維持することです；
ボンディング（Bonding）：Cosmosでクロスチェーン送金を使用すると、AチェーンのIBCモジュールがその送金を記録し、ChainA上の10 ATOMはロック状態になります；
プルーフリレー（Proof Relay）：ChainAが10 ATOMをロックしたことを証明する「プルーフ」がChainBのIBCモジュールにルーティングされます；
バリデーション（Validation）：ChainBはChainAのライトノード情報を組み合わせて、このプルーフを検証し、ChainBは10 ATOM Voucher（バウチャー）を「鋳造」します。これらのバウチャーは後続の流通に使用できます。もちろん、これらのバウチャーも同じクロスチェーン方式でChainAに戻すことができ、その場合ChainAのロックされたATOMは解除操作を実行します。
2. Cosmosのコンセンサスメカニズム
Cosmosのコンセンサスアルゴリズムは、PoS（プルーフ・オブ・ステーク）とBFT（ビザンチン耐障害性）に基づくコンセンサスメカニズムです。HubのステーキングモジュールはTendermint BFTコンセンサスメカニズムに基づいており、ATOMトークンの保有者は自分のATOMをステーキングすることでCosmosブロックチェーンの安全性を保護し、取引手数料を得ることができます。
現在、Cosmos Hubブロックチェーン上には342のバリデーターが存在し、有効なバリデーターは150、平均ブロック時間は7.29秒です。
Cosmos TendermintのPoSルール
ABCの3人のバリデーターがそれぞれ1、2、3のトークンを担保にしています；
第一ラウンドではCの担保資産が最も多いため、Cが第一ラウンドの提案者に選ばれます；
第二ラウンドではCが前のラウンドで提案者に選ばれたため、彼のVotepowerはprevotingPower-(stakea+stakeb) つまり 3-(1+2)==0 となり、BのvotepowerはprevotingPower+stake つまり2+2==4となります。同様にAのvote_powerは2です。このラウンドではBが最も投票権が大きいため、Bが提案者に選ばれます；
第三ラウンドではAのvotepowerは3、Bのvotepowerは2-(2+0)==0、Cのvote_powerは0+3==3です。AはCの前に位置しているため、Aが提案者に選ばれます；
第四ラウンドではAのvote_powerは-1、Bは2、Cは6で、Cが提案者に選ばれます。
……このように続きます。
全体的に見て、担保資産が最も多い人が最初に提案者となり、その後は担保資産の数量に基づいて順番に交代します。
Cosmos TendermintのBFTルール
BFTはビザンチン耐障害性（Byzantine Fault Tolerant）の略で、このコンセンサスメカニズムはビザンチン将軍問題に遡ります。
ビザンチン将軍問題
ビザンチンは東ローマ帝国の首都であり、当時のビザンチンローマ帝国の領土は広大で、各軍隊の駐屯地は遠く隔てられており、将軍たちは使者を通じてメッセージを伝えるしかありませんでした。戦争が発生した際、将軍たちは統一された行動計画を策定しなければなりませんでした。
しかし、これらの将軍の中には裏切り者がいて、裏切り者は誤ったメッセージを伝えます。したがって、将軍たちは忠実な将軍全員が一致した行動を取るための事前の方法を持たなければなりません。本質的には、裏切り者のいる信頼できない環境でビザンチンの将軍たちが戦闘計画の合意を形成する必要があります。
Tendermintは理解しやすいBFTコンセンサスプロトコルであり、プロトコルはシンプルな状態機械の原理に従います。それでは、Tendermintは信頼できない環境でどのように合意を形成するのでしょうか？
プロトコルには2つの役割があります：
バリデーター：プロトコル内の役割またはノードであり、異なるバリデーターは投票プロセスで異なる権限（Vote Power）を持っています；
提案者：バリデーターの中から選出されます。バリデーター（提案者）はトランザクションのブロックを提案し、提案されたブロックに投票します。
ブロックがチェーンに提出され、各ブロックはブロックの高さを持ちます。しかし、ブロックが失敗することもあり、その場合、プロトコルは次のバリデーター（提案者になる）を選び、同じ高さで新しいブロックを提案し、投票を再開します。
プロセス：
提案（Propose）段階：提案者（Proposer）は全ネットワークにProposal（提案）をブロードキャストします；
予投票（Prevote）段階：各バリデーター（Validator）は、現在のラウンドで受け取ったProposal（提案）ブロックに署名し、Prevote（予投票）をブロードキャストします；
予提出（Precommit）段階：各バリデーター（Validator）は、2/3以上のPrevote（予投票）を収集した場合、そのブロックに署名し、Precommit（予提出）投票をブロードキャストします；2/3以上の空ブロック（Nil）のPrevote投票を収集した場合、以前にロックされたブロックを解放し、その後Propose段階に戻ります。2/3以上のPrevote投票を収集できなかった場合、いかなるブロックにもロックされません；
Precommit段階の後半で、バリデーターが2/3以上のPrecommit投票を収集した場合、バリデーターはCommit段階に入ります。そうでなければ、次のPropose段階に入ります；
- 提出（Commit）段階：バリデーターは全ネットワークでCommitされたブロックを受け取り、そのブロックに対してCommit投票をブロードキャストします；バリデーターは全ネットワークでPrecommitされたブロックに対して、2/3以上のCommit投票を収集する必要があります。全体のコンセンサスプロセスの中で、ノードが2/3のCommit投票を受け取ると、すぐにCommit段階に入り、CommitTimeを現在の時間に設定し、その後NewHeight段階（新しいブロック）に入ります。
簡単に言えば、ブロックを正常に提出するには、PrevoteとPrecommit段階でそれぞれ2/3以上のバリデーターの投票が必要です。1/3未満のバリデーターがビザンチンノードであれば、Tendermintは正常にブロックを生成できます。2/3を超えるバリデーターがビザンチンノードでない限り、Tendermintは悪意のあるブロックを生成しません。
では、Tendermintはどのようにして基盤となるコンセンサスを状態層に伝達するのでしょうか？
Tendermintは主に2つの部分から構成されています：Tendermint Core、ブロックチェーンコンセンサスエンジンで、ノード間のデータ伝送とビザンチンコンセンサスを担当します；ABCI、ブロックチェーンアプリケーションインターフェース（Application Blockchain Interface）もプロトコルであり、任意の言語のトランザクション処理実装をサポートします。
全体的に見て、Tendermintはモジュール化されたブロックチェーンソフトウェアフレームワークとして理解でき、開発者が自分のブロックチェーンを個別にカスタマイズすることをサポートし、コンセンサスやネットワーク伝送の実装を考慮する必要がありません。
Tendermintはブロックチェーンアプリケーション（状態）と基盤となるコンセンサスを分離し、コンセンサスエンジンとP2PネットワークをTendermint Coreにカプセル化し、ABCI（ブロックチェーンアプリケーションインターフェース）を介してCosmos SDKと相互作用します。このアーキテクチャに基づいて、アプリケーションの開発者は自分のブロックチェーンを簡単に実装できます。
Cosmos SDKはCosmos Hubのプログラムコードを含んでおり、同時に他のブロックチェーン開発者にいくつかの一般的な機能モジュールを提供するブロックチェーン開発フレームワークです。例えば：IBC、アカウント、ガバナンス、認証などです。その中でIBCはクロスチェーンの重要なプロトコルです：ブロックチェーン間通信プロトコルです。
CosmosはSDKの形式でコンセンサスアルゴリズムとネットワークモジュールをカプセル化し、すぐに使用できるブロックチェーン開発フレームワークを形成します。
以上から、理論的にはCosmosは現在の最も困難な3つのブロックチェーン問題を解決しました：
- 拡張性：Tendermintコンセンサスメカニズムは投票一致システムとして理解でき、PoSとBFTアルゴリズムに基づいており、PoSが提案者を選出し、BFTメカニズムの下で2/3のノードが誠実であれば、投票結果の一致が保証されます；
- 可用性：Cosmos SDKのようなモジュール化されたフレームワークは、相互運用可能でアプリケーション特化型のブロックチェーンを非常に簡単に構築できます；
- 相互運用性：CosmosはIBC通信プロトコルを介してHUBとZONE間のクロスチェーン通信を実現し、TCP/IPのような役割を果たしています。
3. Cosmosのクロスチェーンエコシステム
公式データによると、現在Cosmosエコシステムには12の大カテゴリで合計247のプロジェクトがあり、総時価総額は約1500億ドルに達し、Ethereumエコシステムに次ぐ第2のブロックチェーンエコシステムに成長しています。
Cosmosエコシステムの主要プロジェクトには、Osmosis、Cosmos、Stargaze、Juno、Umee、Terra、Chihuahua、Crypto.org、Injective、Cronos、Secret、Axelar、Sifchain、Akash、Comdex、Persistence、Gravity Bridge、Sentinel、Desmos、KiChainなどがあります。
Cosmos Hubのインフラストラクチャ
1. Gravity DEX
ユーザーがクロスチェーン全体からデジタル資産をシームレスに交換できるようにします。このプロトコルは、AMMメカニズムとオーダーブックを組み合わせたモデルを通じて既存の設計を改善し、より豊かで効率的な取引体験を提供します。
Gravity DEXは、Cosmosエコシステム内の実際のユーザーにとっては、コミュニティ内のコンビニエンスストアのようなものです。大規模な投資取引を行う際にはGravity DEXを選ばないかもしれませんが、クロスチェーンプロセスでいくつかの資産を設定する必要があるときには非常に便利です。
ただし、Cosmos Hubの「Credible Neutrality」の核心精神を維持するために、開発チームはGravity DEXを独立したブロックチェーンCrescent Networkに移行する予定です。
2. Gravity Bridge
Gravity BridgeはCosmosエコシステムのインフラストラクチャの一部であり、安全で効率的、かつ分散型のクロスチェーンブリッジです。これはCosmos Hub上にステーキングされた数十億ドルのATOMに基づいており、Cosmos資産をERC-20トークンの形式でEthereumエコシステムに流入させ、同様にEthereumエコシステムのERC-20トークンもCosmosエコシステムに流入できます。
Gravity BridgeはAltheaチームによって開発されており、独自のトークンGRAVを持っています。
3. ドメイン名サービス
Cosmosエコシステムのドメイン名サービスはCosmos Hub上で管理され、Interchainのユーザーが相互作用したいチェーンをより簡単に識別できるようにします。
4. リキッドステーキング
流動的なステーキングは、クロスチェーンDeFi空間における重要な原語となります。流動的なステーキングの核心は、ステーキングされたATOMの請求です。ステーキングされたATOMと同様に、流動的なステーキングはステーキング報酬を生み出しますが、一般的なステーキングとは異なり、流動的なステーキングは流動的で、ステーキングされたATOMは移転可能です。基礎となるATOMが削減されると、流動的なステーキングには焼失のリスクがあります。
Cosmos Zoneのコアプロジェクト
この図はIBC Transfersが最も活発なZonesを示しています。現在、Cosmosエコシステムには合計43のZonesがあり、そのうち42がアクティブです（IBC Transfersあり）。
昨年と比較して、今年のIBC Transfersデータは大幅に増加しています。2021年のCosmosエコシステムのアクティブZonesの年間IBC Transfersは580万回でしたが、最近30日間でIBC Transfersの数は1300万回を超えました。
1. Osmosis（OSMO）
これはCosmos SDKを使用して構築された高度なAMMプロトコルです。これまでに7億ドルの流動性を引き付け、取引はIBCトークンをサポートし、総取引量は95億ドルを超えています。OsmosisはIBCを市場に推進する重要な力となっています。
注目すべきは、osmosisがParadigmが初めてEthereumエコシステム外のAMMメカニズムに投資したDEXプロジェクトであることです。
2. Terra（LUNA）
2021年10月、TerraはIBCを有効にし、Cosmosエコシステムに180億ドルを超える流動性資産とそのネイティブLUNAトークンおよび安定コインUSTをもたらしました。
このような大規模なパブリックチェーンがIBCエコシステムに参加することで、Cosmosコミュニティの士気が大いに高まり、より多くの人々がCosmosのクロスチェーンエコシステムの発展状況に注目するようになりました。これらの主要プロジェクトの参加により、CosmosエコシステムはEthereumエコシステムに次ぐ第2の経済圏に成長しました。
3. Juno
JunoはCosmosエコシステム内のパブリックチェーンであり、相互運用可能なスマートコントラクトの展開環境を提供します。現在、Junoに基づいて50以上のアプリケーションと2000以上のDAOが構築されています。
最近、Juno Networkではコミュニティで議論を呼ぶ出来事が発生しました。コミュニティは「巨大な資産を徴収する」提案を発起し、ブロックチェーンの世界における「Code is Law」について再考を促しました。
4. Kava
KavaはCosmosのクロスチェーンに依存したDeFiプラットフォームで、MakerDAOに似ています。ユーザーは担保を担保債務スマートコントラクトに預け、安定コインUSDXを取得します。
KavaはCosmosエコシステムに参加した後、単一のアプリケーションブロックチェーンから20億ドルを超えるオンチェーン価値を持つプロトコルに成長し、巨大な成功を収めました。
5. Sifchain
Sifchainは最初のCosmosからEthereumへのクロスチェーンDEXです。2021年初頭にCosmosからEthereumへのPeggyブリッジを統合しました。Peggyはペッグトークンを使用し、ユーザーがIBCトークンとERC20トークンの間でより安価に簡単に交換および集約できるようにし、EthereumベースのDEXよりも効率的です。
6. Secret Network
Secret NetworkはSecret Foundationによって設立され、TendermintとCosmos SDKに基づいて構築されたCosmosベースのプライバシーパブリックチェーンです。Secret Network上のすべてのデータは暗号化されており、具体的な取引データを見るには対応するViewing Keyが必要です。
Secret Networkはプライバシー保護、拡張性、クロスチェーンなどの特徴を組み合わせています。
7. IRISnet
IRISnetはCosmosエコシステムのクロスチェーンハブであり、新しいビジネスシーンのセットをサポートします------企業向けの分散型アプリケーション。Cosmosエコシステムに規模と多様性を加えます。
上記のプロジェクトの他にも、Cosmosエコシステムには非常に多くの有名なZoneがありますが、ここでは省略します。今後の記事では、Cosmosエコシステム内の有名プロジェクトについてさらに深く研究し、共有します。
4. Cosmosについての考察
1. ATOMの価値捕捉が比較的弱い
ATOMの初期供給量は2億枚で、インフレモデルを採用し、最初の年は7％のインフレ率で発行され、ノード報酬に使用されます。その後、毎年の発行インフレ率はステーキング率の変動に応じて変化します------ステーキング率が2/3を超えると、年インフレ率は最低7％；ステーキング率が低い場合、年インフレ率は最高20％に達します；現在のステーキング率は63.9％、年インフレ率は10.05％です。
ノードバリデーターのステーキング収益に加えて、過去2年間、ATOMの保有者はエコシステムプロジェクトのエアドロップからの収益が増えています。
Cosmosエコシステムの新しいチェーンは、一般的にエアドロップのインセンティブプランを使用してCosmosコミュニティメンバーの関心を引き付けることを好みます。2021年にはOsmosis、Juno、Regen、Sifchain、Persistence、Comdex、DesmosなどのCosmosエコシステムプロジェクトがエアドロップマーケティングを行いました。
ATOMの保有者は、エアドロップトークンを受け取るために、Cosmosバリデーターとともにトークンをステーキングする必要があります。また、取引所のノードにステーキングすることはできません。なぜなら、Cosmosコミュニティのエアドロップは一般的に取引所ノードを除外するからです。
2022年には、CosmosエコシステムにはNFT、SocialFi、DeFi、GameFiなどの分野をカバーする多くのプロジェクトがエアドロップを行う可能性があり、Evmos、Umee、Gravity Bridge、LikeCoin、Game、Stargaze、BitSong、Cyberなどが含まれます。同様に、あなたのATOMが正しいステーキング状態にあることを確認する必要があります。
クロスチェーン分野では、PolkadotのDOTは中継チェーンとパラレルチェーンの両方にコンセンサスレイヤーのセキュリティを提供し、一定の手数料を徴収することも価値捕捉の一つの方法ですが、CosmosのATOMはCosmos Hubのセキュリティのみを担当します。DOTと比較すると、価値捕捉の面で差があるようです。
ブロックチェーンエコシステムの観点から、Cosmosエコシステムの発展はすでにEthereumに次いでいますが、ATOMはETHのようにエコシステムの発展から十分な価値を捕捉しておらず、エコシステム内の単一のZoneトークンの時価総額もATOMより高い場合があります。例えばLUNAやMATICなどです。Cosmos SDKを使用して開発された多くのチェーン、例えばバイナンスチェーンやPolygonは、ATOMの価値にほとんど寄与していないようです。
ATOMの保有者にとって、これは小さな欠点かもしれませんが、これがCosmosエコシステムの発展と成長をより促進するかもしれません。
2. 本当に重要なのはブロックチェーン間通信プロトコルIBC
Cosmosエコシステムはマルチセンター、多Hubであり、将来的には人々が注目するのはCosmos Hubや他のHubではなく、IBCの使用かもしれません。
Cosmosは「ブロックチェーンのインターネット」と呼ばれ、核心はブロックチェーン間のクロスチェーン通信を行うことです。将来的には、Cosmosエコシステム内に多くのパブリックチェーンやアプリケーションプロトコルが非常に良く発展するかもしれません。例えばTerraなどです。
それらはCosmosエコシステムに属していますが、実際にはこれらの主要なパブリックチェーンにとって、Cosmosエコシステムで最も価値のあるものはIBCであり、Cosmos Hubではありません。これはブロックチェーンの非中央集権的な精神にも合致しており、クロスチェーンプロジェクトの核心はブロックチェーンの孤立問題を解決することであり、自らが新しい中心に発展することではありません。
最後に、Cosmos中国コミュニティおよびAnonymous Clubコミュニティの多くの技術的な仲間に対して、この記事へのサポートと助けに特に感謝します。
