非同期ヘテロジニアス型ブロックチェーンネットワーク(Polkadot, Cosmos, Avalanche)の比較

はじめに

Bitcoinはデジタルゴールドとしての地位を確立し,Ethereumはプログラム可能な通貨の時代を切り開き暗号資産市場を今でも牽引しています.しかし,それらの第一世代ブロックチェーンネットワークは,アクティブユーザー数の増加に伴いネットワーク性能,使い勝手,エネルギー効率,分散性の面などのバランスの中でスケーリング問題に直面しています.

現在の深刻なスケーリング問題を解決するためにEthereumはPoSへの移行とShardingやレイヤー2の実装を急いでいます.重要なのはこの時期に,Cosmos, Polkadot, Avalancheという新世代のブロックチェーン・プロジェクトが相次いで立ち上げられ,優れたインフラが確立されたことです.これらのプロジェクトは,各アプリケーション専用のブロックチェーンが共存し,かつ必要なときに相互運用できる,非同期かつ異種混在型のネットワークモデルによる水平的な拡張を目指しています.これらのネットワークの目標は,今日の数十万人のアクティブユーザーへの普及ではなく,数百万人の日々のアクティブユーザーを収容できるブロックチェーンインターネットを構築し,”インターネットはユーザーが所有しコントロールする“というweb3のビジョンを実現することにあります.今回は,私が注目しているこの3つのプロジェクトが暗号資産ネットワークのパラダイムシフトでありそれらを理解するために解説していきます.

今回は以下のサイトを翻訳し参考にして作成しました.

https://coinyuppie.com/parsing-cosmos-polkadot-and-avalanche-differences-in-heterogeneous-blockchain-networks/


Cosmos,Polkadot,Avalancheはいずれも,非同期異種ネットワークモデルによる水平方向の拡張を目指しています.これら3つのネットワークでは,アプリ固有のブロックチェーンが異なる仮想マシンを持ち,必要に応じて相互運用が可能です.詳細を説明する前にこれら3つの違いを端的に表した以下の図を見てください.



Cosmos, Polkadot, Avalancheのネットワークトポロジー

この図が表していることを簡単に説明しましょう.COSMOSはそれぞれ独自のPoSチェーンがつながったエコシステムであり,それぞれは独立したブロックチェーンとして振る舞います.一方でPolkadotは中心にDPoSによるセキュリティーを担保するリレーチェーンがあり,それに各パラチェーンと呼ばれるアプリケーション用のブロックチェーンネットワークが繋がり,各パラチェーンはメッセージをお互いに送ることで相互運用性を獲得できます.3つ目のAvalancheは少し独特なネットワークトポロジーを持っていて,各ノードはお互い繋がりPoSネットワークとしてセキュリティーを担保しますが,同時にアプリケーションごとのサブネットをその中で形成することも可能です.サブネット間でオーバーラップすることも許されており,後で説明しますが,古典的なナカモトコンセンサスモデルではなく独自のAvalancheコンセンサスモデルを採用しています.これがざっくりとしたCosmos, Polkadot, Avalancheのブロックチェーンネットワークの違いの説明ですが,次のセクションからその詳細を説明していきます.

非同期混在型ブロックチェーンの特徴

Cosmos, Pokadot, Avalancheのネットワークでは,アプリ固有のブロックチェーンが異なる仮想マシン(VM: Virtual Machine)を持ち,必要に応じて相互運用が可能です.これらのインフラプラットフォーム上で,開発者は自分たち専用のブロックチェーンを構築することができ,分散型アプリやアセットに大きなデザインスペースを提供することができます.スマートコントラクトのセットではなく,自律的なブロックチェーンを通じてプロジェクトを実装することには次の3つの大きな利点があります.

パフォーマンスの分離:
自分たちのブロックチェーンを他のブロックチェーンから分離することでブロックチェーンのパフォーマンスを向上させ,無関係なネットワークアクティビティによってユーザーエクスペリエンスが影響を受けることがないようにすることができます.また,必要に応じて他のブロックチェーンをブリッジすることができます.

予測可能でカスタマイズ可能な手数料: 
共有されたパーミッションフリーネットワークでは,手数料を制御することはできません.一部のアプリの高いインタラクション量によってネットワーク全体の手数料が押し上げられ,他のアプリユーザーはそれを受け入れるしかありません.カスタム料金体系は,料金がより予測可能になることを意味し,また基盤となるプラットフォームの存在感を消すことになります.
ユーザーは,基盤となるプラットフォームのトークンを保有することなく,アプリ専用のブロックチェーンを使用することができます.ユーザーが基礎となるプラットフォームのトークン以外の通貨で手数料を支払えるようにすることは,メインストリームでの採用には不可欠です.

検証ノードのカスタマイズが可能 : 
アプリのニーズに応じて,独自のブロックチェーンに対応する検証ノードのルールと要件を設定できます.ノード検証者に特定の法域の法律(EUの一般データ保護規則など)を遵守するよう求めたり,高性能なハードウェアを用意したり,特定の証明を提供したりすることが可能です.
  
これらの次世代ブロックチェーンネットワークは、イーサリアムとビットコインをつなぐクロスチェーンブリッジを確立しているか,確立しようとしています.また,ブロックチェーンインターネットのビジョンの完全実現に向けて,相互に接続するクロスチェーンブリッジをそれぞれ開発中です.

Cosmos,Polkadot,Avalancheは,プロトコルレベル(コンセンサスメカニズム、セキュリティトポロジーなど)が大きく異なるため、機能(チェーン間通信、トークン経済モデル、対応アプリタイプなど)や拡張方法(検証)Node参加、ステークオーナーなど)も大きく異なっています.次のセクションでは,これらのプラットフォームでのプロジェクト構築や投資を検討している方々が,その違いとそれぞれのトレードオフを理解できるように,3つの特性を比較していきます.

コンセンサスメカニズム


コンセンサスメカニズムは,オープンなP2Pネットワーク上でアプリケーションの状態を安全かつ一貫して複製します.同時に,不完全な情報や悪意のあるノードが存在する場合(ビザンチンフォールトトレランス),ネットワークはフォールトトレランスとコンセンサスメカニズムの有効性を維持する必要があります.CosmosとPolkadotはPBFT(Practical Byzantine Fault Tolerance)を採用しており,コンセンサスに参加するすべてのノードが互いに通信する必要があるため,ネットワークの決定が絶対的に最終的なものになります.PBFTは低レイテンシーで確認が早いという特徴がありますが,検証作業が増えると各検証ノードの負担が指数関数的に増加するためグローバルなオープンP2Pネットワークで多数のノードに拡張することはできません.ビットコインは,エラー率が極めて低い確率的な決定論を可能にする最長チェーン合意メカニズム(ナカモトコンセンサス)を導入しました.時間をかけて信頼性の高いスケーラブルなネットワークを構築できますが,そのプロセスは非常に時間がかかります.

Cosmosメインネットは2019年3月にローンチされ,高速な取引確認を行うTendermint PBFTコンセンサスを採用しています.しかし,すべてのノードが互いに通信する必要があるため,セカンダリー・メッセージ・パッシングが複雑になり,一度に確認されるブロックは1つだけになってしまいます.  
Polkadotメインネットは,ブロック生成とトランザクション確認を分離したコンセンサスメカニズムで2020年3月にローンチしました.BABEコンセンサス(Ouroboros Praosの一種)は候補ブロックを開始し,GRANDPA(PBFTの一種)はそれらを一括して確認します.このハイブリッド・コンセンサス・メカニズムは,セカンダリー・メッセージ・パッシングの複雑さをある程度まで最適化することができます.  
Avalancheメインネットは,ナカモトコンセンサスとは異なるAvalancheコンセンサスプロトコルを使用して2020年3月にローンチしました.これは,線形ブロックチェーンの代わりに有向非巡回グラフ(Directed acyclic graph, DAG)を用いて,検証者の繰り返しサンプリング(Snowball)と推移的投票を組み合わせた独自のコンセンサスメカニズムになります.アバランチコンセンサスのメッセージングの複雑さは一定であるため,低レイテンシーと大規模なノード参加を可能にする特徴を有しています.ナカモトコンセンサスと同様に,Avalancheコンセンサスは確率的なファイナリティを提供しますが,特定のパラメータを調整することができ,エラー率は非常に低くなっています.
  

ノードアクセスの検証

ブロックチェーンでは,PoWまたはPoSの仕組みを用いて,同一主体が複数のIDを運用すること(シビルアタック)を防ぎつつ,ノードを開放して参加できるようにしています.他の新しいプロジェクトと同様に,Cosmos,Polkadot,AvalancheはすべてPoSメカニズムを使用していますが,これはより効率的でデザインの自由度が大きいからです. 

トランザクション遅延


Cosmosはトランザクションの確認に6〜7秒かかります.
Polkadotは取引の確認に12〜60秒かかり(多くは5秒前後),ブロック生成と取引確認は分離されています.
Avalancheは1秒未満でトランザクションを確認します.AvalancheはBitcoinと同様にエラー率が非常に低い確率的なファイナリティーを採用しています.  

計算スループット


ネットワークが1秒間に処理する計算の総量は,ネットワークが使用する仮想マシンの複雑さと実際の動作環境の能力に依存しています.Cosmos,Polkadot,Avalancheはいずれも専用の非同期ブロックチェーンネットワークをサポートしており,最終的にネットワークスループットは無制限となります(理論的には).これらのネットワークがどの程度成長できるのか,またチェーン間の経済セキュリティ構造がどのようなものなのかが焦点となります.

トランザクションコスト


取引手数料はネットワークの活動が活発になるにつれて上昇します.Cosmos,Polkadot,Avalancheはすべてプライベートネットワークをサポートしています.つまり,各チェーンは成長に応じて独自のレートメカニズムを決定することができます.

Cosmosでは,各チェーンが独自のレート・メカニズムを定義することができます.  
Polkadotでは,各チェーンが独自の料金体系を定義することができます.料金は,重み付けによってあらかじめ計算されます.手数料をバーン(破棄)するかどうかは,各チェーンに任されています.  
Avalancheでは,各チェーンが独自のレート・メカニズムを定義することができます.メインネットでは,一部の機能の手数料は固定で,その他の機能の手数料は0に設定されています.トークン保有者の長期的な利益を守るためすべての手数料はバーン(破棄)されます.

分散化レベル


以下のデータは2022年3月17日時点のものです.

Cosmosのノードは二次情報伝達を必要とするため,ノード数は制限されています.これは高速PoSネットワークの限界によるものです.Cosmosは150名,IRISは100名,Osmosisは100名のアクティブなバリデーターを有しています.現在,ユーザーがCosmos Hubのアクティブノードになるには,少なくとも147,231ATOM(約130万円)の出資が必要で,PoS委任のしきい値は1ATOMです.ロックされた総額は約50億ドル(約5500億円)になります.
Polkadotはノード間の二次メッセージの受け渡しを最適化しており,ノード数は比較的限られています.Polkadotのアクティブなバリデータは297名,Kusamaは1,000名です.現在,Polkadotのリレーチェーンのアクティブなノードになるためには,ユーザーは少なくとも175万DOT(約3300万米ドル)のロックインが必要で,指名のしきい値は120DOTになります.ロックされた総額は約120億円になります.
Avalancheノードのメッセージ通過量は一定なので,ノード数は無限に拡張できます.Avalancheメインネットには1,311の有効な検証ノードが存在しています.現在,Avalancheのメインネットでアクティブなノードになるには,ユーザーは少なくとも2,000AVAX(約16万ドル)を出資する必要があり,委任のしきい値は25AVAXになります.ロックされた総額は約160億ドルになります.
分散化のレベルは,ノードのステークと収益の集中度にも依存し(収益はステークに応じて重み付けされる),それらは通常,少数のノードが大部分のステークを所有し,大多数のノードは小さなステークを持つという,ロングテールの分布を示します.ブロックチェーンプラットフォームにとって,公平な持分配分をいかに実現するかは解決すべき問題であり,各プロジェクトが独自の方法で試行錯誤している状態です.例えば,Polkadotの中核はPBFTコンセンサスに基づいているため,アクティブなノード数は限られていますが,これらのノードはPhragménアルゴリズムによって同じ利益を得ることができます.Avalancheはその新しいコンセンサスメカニズムにより,ノードの無制限の拡大を実現すると同時に,ノードの平均加重が徐々に減少し,それによって分散化のレベルが改善されます.

チェーン間ネットワークトポロジー


以下のデータは2022年3月17日時点のものです.

Cosmosは分散型ブロックチェーンネットワークであり,各ブロックチェーンは独自の検証ノードを持つことができます.チェーン間の相互運用性はブリッジングプロトコルであるIBC(Inter-Chain Communication)により実現されます.各チェーンは,他のチェーンと接続するためにIBCを実装する必要があります.現在,IBCは,DeFi,EVMスマートコントラクト,ソーシャルメディア,プライバシー,ゲームなどの分野に焦点を当てた28のブロックチェーンに導入されています.Cosmosは,EthereumとBitcoinの間のクロスチェーンブリッジを開発しています.  
Polkadotは,パラチェーンが中央のリレーチェーンからセキュリティを継承することを可能にします.パラチェーンは独自のバリデーターを持たず,リレーチェーンのバリデーターのためにトランザクションを収集し状態遷移の証明を生成するコレーターを持ちます.パラチェーンはクロスチェーンメッセージ(XCM)形式によって相互運用性を実現し,セキュリティ継承の仕組みによって任意のデータ転送の可能性を提供します.現在Polkadotは,DeFi,EVMスマートコントラクト,ソーシャルメディア,プライバシー,ゲームなどを中心に,10のパラチェーンを展開しています.Polkadotは,EthereumとBitcoin間のクロスチェーンブリッジを開発しています.
Avalancheは,バリデータノードをメインネットとサブネットで一致させることができます.サブネットは複数のブロックチェーンを稼働させながら,メインネットの検証も行うことになります.同じサブネットにある異なるブロックチェーンは,ほぼ瞬時の資産移動(送受金)を可能にします.サブネット間通信とは,あるサブネット内のチェーンと別のサブネット内のチェーン間の通信をさし,現在はクロスチェーンブリッジ(EVMチェーンのChainBridge-Solidityコントラクトを使用)を通じて実装されています.実際,2つのサブネットのバリデータノードが重なれば重なるほど,サブネット間の通信のセキュリティ保証が高くなります.これは重なるノードは両方のサブネットに利害関係を持つことが理由です.あるノード群があるサブネットで悪意ある行動をとれば,メインネットや他のサブネットでの利害関係も危うくなります.Avalancheはまだサブネット間の直接的な相互運用方法を導入していませんが,Avalancheメインネットはサブネット間の仲介役として十分に機能することができます.現在,Avalancheのメインネットには3つのブロックチェーンが存在します.転送用のXチェーン,Snowmanコンセンサスやサブネットの作成を担当するPチェーン,EVMスマートコントラクト用のCチェーンになります.また,Avalancheには他のプラットフォームと同様に,Avalanche-Ethereum Cross-Chain Bridge(AB Bridge)があり,現在60あるEthereumクロスチェーンブリッジの中で最も利用されているものの1つになります.

現在のCosmosでは,セキュリティ共有の仕組みがない中で,セキュリティレベルの異なるブロックチェーンをブリッジすることは通常のクロスチェーン運用と変わりません.そのため,共通の決定論的保証がなければ,チェーン間通信のリスクレベルは定まりません.Polkadotのリレーチェーンから継承するセキュリティモデルは,統一的な決定論的保証を可能にし,その上でパラチェーン同士が安全に任意のデータを受け渡しできるようにします.Avalancheの検証ノード一致モデルは,各チェーンとメインネットワーク間のセキュリティの共有をサポートし,異なるサブネットのブロックチェーンは近い将来,クロスチェーンブリッジを使用せずに直接セキュリティを共有できるようになる予定です.したがって,サブネット間で重なるノード(両方のサブネットに利害関係を持つノード)が多いほど,サブネット間の通信のセキュリティ保証は高くなります.全体として,異なるブロックチェーン間で重なるノードが多いほど(PoWにおけるマージマイニングと同様).チェーン間通信のセキュリティは強固になります.

ガバナンス


Cosmosは,オンチェーンメカニズムによりコンセンサスパラメータを調整し,資金配分を調整します.
Polkadotの動作環境ロジックは,すべてWASMバイナリファイルの形でチェーン上に保存され,フォークフリーの実行時アップグレードを可能にします.これは,開発者や検証者が何もしなくても,ユーザー投票の結果に従って決定が自動的に実行されることを意味します.そのガバナンスモジュールには,トークン加重投票,ローテーション委員会,時間ロック式トークン投票,適応型投票バイアスメカニズムなどがあります.  
Avalancheは,オンチェーン投票によっていくつかのパラメータをアップグレードすることができます.そのチームは,Avalancheコンセンサスの特徴に基づくより広範なガバナンス機構を開発しています.

開発環境


すべてのブロックチェーンは,データベース,P2Pネットワーク,コンセンサスメカニズム,トランザクション処理メカニズム,状態遷移機能(実行環境または仮想マシン)のコアコンポーネントを備えています.Cosmos,Polkadot,Avalancheは上記のコアコンポーネントを提供しており,開発者はカスタムの状態遷移機能を構築することが可能です.

Cosmosは,Cosmos SDKとTendermintミドルウェアを提供し,あらゆるプログラミング言語でのトランザクション実行をサポートします.つまり独自の仮想マシンを開発し,独自のノード群を構築することができます.独自のブロックチェーンを始めたい場合は,バリデータノードセットをゼロから構築し,既存のブロックチェーンからノードを誘致する必要があります.また,EVM互換チェーン(EthermintまたはCosmWasm)上にスマートコントラクトを展開することもできます.
PolkadotはWasmベースのメタプロトコルとSubstrate開発キットを提供し,開発言語はRustです.Polkadotが提供するモジュール(アカウント,アセット,ガバナンス,EVMなど)やカスタムモジュールを用いて,独自の仮想マシンを開発することができます.また,Substrateのオンチェーンスケジューリング,オフチェーンワーカー,手数料不要のトランザクションなどの実行不要モデルも利用できます.パラチェーンオークションでスロットに入札した後,独自のブロックチェーンを開始することができ,新しいブロックチェーンはリレーチェーンのセキュリティを継承します.あるいは,バリデータノードをスケールアップすることも可能です.また,EVM互換チェーン(Moonbeam,AcalaやAstar)にスマートコントラクトを展開したり,Inkスマートコントラクトを利用することも可能です.
Avalancheは,開発者が自分のインスタンスをクローニングしてカスタマイズしたり,まったく新しいインスタンスを独自の仮想マシンとして構築したりするためのAvalanche Virtual Machine(AVM)を提供しています(仮想マシン開発用モジュールSDKはまだリリースされていません).ブロックチェーンを開始するには,サブネットを立ち上げ,検証ノードを集める必要があります.サブネットのノードは,アバランチのメインネットワークのノードである必要があります(現在,サブネットノードはサブネット作成者自身が構築または募集しており,Avalancheメインネットのノードである必要はありません).現在,カスタムEVMチェーンを開始するサブネットEVMコードが存在します.EVMと互換性のあるC Deployスマートコントラクトをオンチェーンで実行することができます(CチェーンはContract Chainの略称でスマートコントラクトの実行を担当します).

ヘテロジニアスブロックチェーンネットワークのトポロジー


ここでは,Cosmos,Polkadot,Avalancheのそれぞれのブロックチェーンネットワークトポロジーを比較しチェーン間通信の仕組みについて,より詳しく説明していきます.

Cosmosのエコシステム


Cosmosのエコシステムは,分散型ネットワークトポロジーを採用しています.異なるブロックチェーンには異なる用途があり,それぞれが検証ノードのセットを持ちます.通信が必要な場合,これらのチェーンはクロスチェーンブリッジの助けを借りて通信します.分析によると,このトポロジーは“最も安全でないチェーンと同じくらい安全”です(最も安全なチェーンは最も安全でないチェーンから資産を受け取り,その安全性は低下します).しかし,このトポロジーは,単一のブロックチェーンのセキュリティ問題がエコシステム全体の存続を左右することはないためCosmosネットワークに弾力性を与えることにもなります.しかし,このようなCosmosのエコシステムと,クロスチェーンブリッジに依存する他のブロックチェーンとの違いは何でしょうか.Cosmosは "無条件 "のポリシーを持っておりBinance DEX,Oasis,TerraなどのプロジェクトはTendermintを使って独自のアプリ専用ブロックチェーンを開発し,立ち上げることを可能にしています.

Cosmosエコシステムのブロックチェーンは,Inter-Chain Communication(IBC)プロトコルによって互いに接続されています.IBCプロトコルを実装したブロックチェーンは互いに接続され,Cosmosエコシステム全体の流動性を向上させることになります.IBCは,クロスチェーンブリッジと非常によく似た方法で動作します.あるブロックチェーンから別のブロックチェーンに資産を転送する場合,ユーザーは,1)転送するチェーンに資産をロックする必要があります.2)各ブロックチェーンを監視する第三者(おそらく連合中継ノード)が受領確認を行い,転送先のチェーンにDeliveredとして入れます.3)転送先のチェーンが受領を確認し,資産表現を転送元のチェーンにフィードバックします.Cosmosのエコシステムでは,IBCを実装するチェーンはTendermintの軽いクライアントサイドの検証ツールを持ち,通信でこれらのレシートを使用し検証することができます.さらに,IBCはさまざまなブロックチェーンアーキテクチャに実装可能な汎用プロトコルです.さらに,IBCの新バージョンでは,共有セキュリティスキームを提供する予定です.こうすることによって小規模なプロジェクトでも初期の立ち上げ時のセキュリティーリスクの問題を軽減できるようになることが期待されています.

Polkadotの継承型セキュリティ・トポロジー


Polkadotは階層的なセキュリティトポロジーを採用しており,パラチェーン間の任意のデータ通信は非常に効率的ですが,これらのパラチェーンは中央のリレーチェーンからリースされたセキュリティに依存しています.Polkadotでは,パラチェーンは独自のバリデータノードを必要とせず代わりにリレーチェーンからセキュリティをリースします.具体的には,パラチェーンはオークションでスロットに入札し(合計約100スロット),その時に集まったDOTトークンをロックする必要があります(クラウドファンディングでDOTを調達する必要があります).パラチェーンはそれぞれの分野に特化しており,調整用ノードを介してRelay Chainに接続し同期させることで,その機能がすぐに利用できるようになります.批評家たちは,異なるブロックチェーンが同じレベルのセキュリティを必要とするとは限らないし,単一のブロックチェーンのセキュリティがエコシステム全体の存続を決定する能力を持つべきではないと考えています.ポルカドットは現在,バリデータノードを持たないパラチェーンを提唱していますが,ユーザーはブロックチェーンをサブストレートで開始し,中央のリレーチェーンに依存するのではなく,独自のバリデータノードを確立できます(複合ゲートウェイと呼ばれるようです).さらに,パラチェーンは独自のバリデータノードを蓄積し,パラチェーン枠のリース終了時にDOTトークンをアンロックし,クロスチェーン通信が必要な場合はクロスチェーンブリッジを使用することができます.さらに,ポルカドットは複数のリレーチェーンを設定することができ,Polkadotのエコシステム全体に利益をもたらします.ただしクロスチェーンブリッジよりも継承されたセキュリティに基づくクロスチェーン通信の方が効率的であるため,ネットワークの階層型トポロジーは残ると考えられます.

Polkadotは,パラチェーン,スマートコントラクト,クロスチェーンブリッジ,Substrateパレット間の通信のための共通フォーマットとして,Cross-Consensus Message Exchange Format(XCM)を開発しました(Kusama上で稼働を始めたはずです).また,  リレーチェーンとフラットチェーン間の情報交換のためのVMP(Vertical Message Transfer),同一リレーチェーン配下のフラットチェーン間の情報交換のためのXCMP(Cross Chain Message Transfer)などがあります.XCMの情報は,Cross-Consensus Virtual Machine(XCVM)上で動作するプログラムです(Gavin Wood氏の連載を参照).ネットワークを構築し,コンポーザブルなチェーン間アプリを構築するこの抽象的な方法は,他の異種ブロックチェーンネットワークにも適用可能です.

パラチェーンコミュニティが成長するにつれ,パラチェーンは独自のバリデータノードを持ち,他のチェーンにセキュリティを貸すリレーチェーンになりたいと思うようになるかもしれません.ネストされたセキュリティ共有メカニズムは複雑になりますが,すべてのサブチェーンは決定論的保証を共有でき,1秒あたりの状態遷移の処理量が増加し,ポルカドットネットワークの総計算スループットが拡大されるのです.

Avalancheのネットワーク・オーバーレイ・トポロジー


Avalancheは,ネットワークが重複しているトポロジを持っています。サブネットを検証するすべてのノードは,同時にAvalancheメインネットの検証を行う必要があります.(現段階ではそのような設定はありません,メインネットワークとサブネットの検証ノードであることは必須ではありません)サブネットは検証ノードのグループで構成されています.サブネットは複数のブロックチェーンを検証できますが,ブロックチェーンは1つのサブネットでしか検証できません.つまり,1つのノードが複数のサブネットに参加することができます.新しいブロックチェーンを立ち上げる際には,メインネットや他のブロックチェーンの検証も行う検証ノードを引き寄せるためのインセンティブを提供する必要があります.(現段階ではこの機能は実装されていません)新たなチェーンが新しい検証ノードを引き付けた場合,それらのノードはメインネットと新たに構築されたブロックチェーンを実行しているサブネットの両方を検証する必要があります.全体として,サブネットの構造は,バリデーターが互いに重なり合うネットワーク構造を決定し,これは革新的なアバランチ・コンセンサスによって決定されます.アバランチコンセンサスは,検証ノードのサブサンプリングを繰り返し行い,すべてのノードが通信する必要はなく,少数のノードが通信すればよく,ネットワークにおける情報伝達の複雑さを大幅に軽減します(これがキーになるアイデアです,トランザクションスピードが速いのはこれが理由です).したがって,検証ノードが数万に増加しても,ノードの帯域と処理能力の必要性は一定です.したがって,ノードの参加という観点からは,Avalancheの各チェーンの検証ノードは無限に拡張できるため,Avalancheプラットフォームのブロックチェーンは,PolkadotやCosmosのブロックチェーンよりも包括的であると言えます.ノードがいくつのブロックチェーンを実行できるかは,ブロックチェーンのランタイム/仮想マシンの設計の複雑さに依存し,まだ明確な答えは出ていません.

Avalancheでは,クロスチェーンの相互運用性が非常に効率的で,Avalancheの取引確認速度が速いだけでなく,メインネットが共有の決定論的保証を確保するからです(現在、Xチェーン,Pチェーン,Cチェーン間でほぼ瞬時に資産移動が可能です).Avalancheの安全な共有モデルは,PolkadotやEthereumの最新のロールアップシステムとは異なります.Avalancheの斬新なサブネットアーキテクチャは,より高密度なネットワークをサポートします.これは,セキュリティ共有がメインネットの3つのチェーン間だけでなく,重なり合うすべてのサブネットワーク間でも行われるためです.これは,Avalancheネットワークにコンポーザビリティとプログラマビリティを与え,新しいデザイン空間を開き,毎日のアクティブユーザー数百万に指数関数的にスケールすることができる形成グループネットワーク(GFN:リードの法則)をサポートし,Web3ビジョンを可能にします.

アプリケーション


ヘテロジニアスブロックチェーンネットワークCosmos,Polkadot,Avalancheは,コアインフラにイノベーションをもたらし幅広いデザインスペース(デザインの自由度)を提供します.現状では,イーサリアムが暗号資産経済のイノベーションの牙城となっています.実際,これらの異種ネットワーク上でプロジェクトを立ち上げたチームは,当初イーサリアム上の既存プロジェクト(DEX,AMM,レンディング,ステーブルコイン,アグリゲーションツール,保険,NFTプラットフォームなど)を最適化しました.しかし,これらの異種ネットワーク独自の利点を活かして,新しいアプリケーションシナリオを模索しているチームもあります.

Cosmosでは,Osmosisがトランザクションプライバシー(トランザクションを閾値で復号してフロントランニングを防止)とクロスチェーンAMMを組み合わせ,IBCによるクロスチェーンを実現しています.Celestiaはブロックデータを暗号化してライトクライアントのセキュリティを向上させ,自律IDブロックチェーンの相互運用性と分散ブロックチェーンエコシステムのセキュリティレベルの差に重要な意味を持ちます.Regenは,暗号資産経済プラットフォームを通じて再生可能農業にインセンティブを与え,監査されたエコロジーでセンサーと衛星データを活用します.Nymは,攻撃者がネットワーク全体を監視する能力を持っていても,ネットワークトラフィックを分析することを防ぐためにミックスネットを立ち上げています.NymはTendermintとCosmwasmスマートコントラクトを使用して,ディレクトリサービス,ノードバインディング,ミックスネット委任ステーキングを制御します.Penumbraはクロスチェーンネットワークトランザクションのプライバシーを保護します.Binance DEXやTerraなどの大規模なプロジェクトもTendermintを使用しています.IBCを通じて相互運用が可能になれば、これらのブロックチェーンはさらに大きな価値を解き放つことになります.

Polkadotネットワークでは、AcalaがDeFiハブとして,AMMからステーブルコインの発行からレンディングまで豊富な機能を提供します.MoonbeamはEVM互換のスマートコントラクトチェーンです.Subsocialは,分散型ソーシャルネットワーキングプラットフォームを開発しています.Robonomicsは自律型ロボティクスサービスを開発しています.Bit Countryは,特定のコミュニティのための仮想世界/メタバースを立ち上げるためのプラットフォームです.Polkadotの開発フレームワークであるSubstrateはCompound Gatewayのようなブロックチェーンを実行するために(パラチェーンとしてではなく)単独で使用することも可能です.すべてのパラチェーンはPolkadotのクロスチェーンエコシステムと互換性があるように設計されていますが,Substrateフレームワークの優れたコンポーザビリティ,メモリ効率,自動アップグレードのメタプロトコルガバナンス機能をもっと活用して,新しい利用シナリオを可能にする必要があります.

AvalancheのEVM互換チェーンであるC-Chainは,当初,Ethereumプロジェクトの“エネルギー効率の高い”バージョンを開発しようとするチームを惹きつけました.Pangolinは,Uniswapをモデルとした高速AMMです.Sherpa CashはTornado Cashに続きプライベートトランザクションの提供を担当しています.もともとAMMだったTrader Joeはレンディング機能を追加し,DeFiハブへの道を歩んでいます.Compoundに似たレンディングアプリのBenqiは,最近AVAX Liquid Collateralを開始しました.PlatypusはCurveのステーブルコイン取引所の最適化版で,資産・負債管理機能を追加しています.マルチチェーン戦略を持つ代表的なイーサリアムプロジェクトであるAave,Curve,SushiswapもAvalanche CチェーンでローンチされAEBブリッジに沿ってチェーン全体の大量の流動性を集めています.また,Avalancheエコシステムには訴訟ファイナンスなどの新しいアセットタイプもあります.DAOと組み合わせることで,このプロジェクトは法的システムを暗号通貨ネットワークに接続することができるかもしれません.実際,Avalancheのイノベーション・コンセンサスとサブネットワークが重なり合うトポロジーは,将来のイノベーション・プロジェクトに大いなる可能性を開くものです.

まとめ

ヘテロジニアスブロックチェーンネットワークCosmos,Polkadot,Avalancheはブロックチェーンインターネットのための優れたインフラを提供し,非同期ヘテロジニアスネットワークモデルの効率を証明しようとしています.これは現在のBitcoinとEthereumネットワーク機能の向上にも貢献しています.これらのネットワークは,最終的に数百万人のデイリーアクティブユーザーをホストし“インターネットはユーザーによって所有され,コントロールされる”というweb3のビジョンを実現していくでしょう.

異種ネットワークはそれぞれ独自のトレードオフとデザインを持っているため,これらのネットワークの類似点と相違点を理解することで,将来を見据えた投資先の判断に役立てることができます.しかし流動性が特定のチェーンに孤立して存在するのではなく,チェーン間で効率的に流れるようにするにはどうすればよいかなど未解決の問題があります.チェーンをまたいで活動するオープンな組織は,マルチチェーンの巨大クジラの出現を防ぎ,富と権力の公正な配分をどのように確保するのか注視していくことが必要です.

個人的にはCosmosとPolkadotにはすでに投資を行なっており大枠はつかんでいました.しかしAvalancheがこれほど独特なネットワーク構造とコンセンサスメカニズムを持っていることは知らなかったので勉強になりました.この3つのプロジェクトは今年2022年に大型アップデートをいくつも抱えており,どのように発展していくか非常に楽しみです.Avalancheにはこれから余剰資金を作って投資を始めようと考えています.開発者会議の様子などを見ているとAvalancheは非常に活発に開発を行なっている印象です.Ethereumのシャーディングが実装されてもこの3つのプロジェクトはうまく生き残っていくのではと思っています.私自身は流行廃りが激しいアプリケーション部分への投資にはあまり興味がありません.これからもこういったブロックチェーンインフラ部分に長期投資していこうと考えています.

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