ブロックチェーンのインターネット: 暗号分野に変革をもたらすマルチチェーンプロジェクト群
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Polkadotは、現在最も話題になっているマルチチェーン・プロトコルですが、データや資産を交換できる独立したブロックチェーンの相互運用性を持つレイヤー1ネットワークは他にもたくさんあります。
今回は、Polkadot/Kusama、Cosmos、Avalancheなど、マルチチェーンのエコシステムにフィーチャーして見ていきましょう。
レイヤー1 マルチチェーン・ネットワークとは？
ブロックチェーンにおいて、レイヤー1ネットワークとは、暗号通貨や分散型アプリが動作するブロックチェーンのことを意味します。Ethereum、ビットコイン、ドージコイン、ライトコインなど、一般的に広く知られているブロックチェーンのほとんどはレイヤー1であることが多いです。
そして、それらの有名な古参チェーンが苦労している最大の問題は、スケーラビリティです。ブロックチェーンの処理能力には限界があり、トランザクション数が増えれば増えるほど、遅延や手数料の上昇といった問題が発生してしまいます。その最たる例がEthereumです。Ethereumは2,500以上のdAppsをホストしていますが、1秒間に15件のトランザクションしか処理できないため、2021年10月末時点で平均50ドルの手数料が発生しています。
この問題を解決するために、新規のプロジェクトは、いわゆるレイヤー2ソリューション（ベースとなるブロックチェーンに変更を加えることなく、スケーラビリティとパフォーマンスを向上させる統合機能）を考案しています。例えば、ビットコインのLightning Networkや、EthereumのPolygon MaticやPlasmaなどです。
しかし、もっと根本的な解決策として、マルチチェーンネットワークというものがあります。これは、複数のブロックチェーンをサポートできるレイヤー1ネットワークで、相互に接続されていますが、それぞれが独立しています。
このアプローチにはいくつかの利点があります：
- リソースの競合がない−各チェーンは独自の状態とトランザクションキューを持っているため、何百もの処理を並行して実行することが可能であり、処理速度が速く、ボトルネックがありません
- 相互運用性−メインとなるレイヤー1ネットワーク（レイヤー 0と呼ばれることもある）は、個々のチェーンが互いに「会話」し、資産を交換できるような包括的な構造を提供します。例えば、Ethereum上のdAppとトロン上のdAppではできないように、チェーン1上のdAppからチェーン2上のdAppにトークンを送ることができなければなりません
- 独立したルール−各チェーンは、コンセンサス、手数料、ガバナンスなどのルールを独自に決めることができます。1つのブロックに何件のトランザクションを含めるか、検証者がいる場合はその選定方法、NFTをサポートするかどうかなどを決めることができます。これにより、開発者は、DeFi、ゲーム、NFTなどを中心とした目的別のブロックチェーンを作ることができます
マルチチェーンネットワークは、マンションのようなものだと考えることができます。各所有者は、自分の部屋の装飾や生活の仕方を独自に決定しますが、マンションの料金を支払い、共有のルールを守らなければなりません。
Ethereum自体も、通常のレイヤー1のブロックチェーンから、Eth 2.0と呼ばれるマルチチェーンのエコシステムへと徐々に進化しています。Eth 2.0には、中心となるビーコンチェーンと、最大64の独立したチェーン（シャード）が含まれます。
Eth 2.0への完全な移行には、あと1年以上かかると想定されています。いずれにしても、新しいネットワークは、例えばPolkadotのようにパラメータが変化するブロックチェーンを維持することはできません。
一方で、既にいくつかのマルチチェーン・エコシステムが運用されていたり、これから立ち上げられようとしていたりしますので、次はそれらのプロジェクトに焦点を当てて、見ていきましょう。
Polkadot（ポルカドット）
Polkadotは、最もよく知られた相互運用プラットフォームであり、その構造やステーキングの仕組みについて多くの詳細な記事を掲載してきました。ここでは、その概要を説明します。
Polkadotは、開発者が新しいブロックチェーンを迅速かつ最小限のコストで展開できるモジュラーフレームワークであるSubstrate上に構築されています。
エコシステムの中心となるのは、全ての個別ブロックチェーン（パラチェーンと呼ばれる）の通信を可能にするリレーチェーンです。このリレーチェーンは、共有セキュリティを提供し、各パラチェーンに追加された全ての新しいブロックの情報を記録します。
リレーチェーンのセキュリティを確保するのはバリデーターで、この役割に選ばれるためには多くのDOTをステークする必要があります。現在、297人のバリデーターが活動していて、最も少ないバリデーターでも7300万ドル相当のステークを持っています。これらのほとんどはノミネーションと呼ばれる仕組みによるもので、通常のDOT保有者はバリデーターにDOTをステークして、その見返りとして検証報酬の一定割合を得ることができます。
パラチェーンについては、現時点では100スロット（枠）までしか発行できませんが、将来的にはガバナンスの投票によって、このスロット数を増やすことができます。パラチェーンのスロットは、オークション・システムを通じて入札される仕組みになっています。
各パラチェーンは、コンセンサスメカニズムやガバナンスシステム、手数料、ステークルールなどを独自に設定することができます。また、全てのパラチェーンでのトランザクションは並行して行われるため、リソースを奪い合うことはなく、イーサリアムのような遅延や手数料の高騰は起こらないと想定されています。
パラチェーンは、コレーター（collator）を介してリレーチェーンに接続されています。コレーターとは、新しいブロックの情報をメインのPolkadotバリデーターのセットに送信する特別なノードの呼び名です。コレーターの選び方は、ステーキングやデリゲーションなど、各パラチェーン自身が決めることができます。
また、Polkadotには、他のブロックチェーンとリンクするブリッジのセットが存在します。Ethereum、BSC、Polygonなどです。このようにして、Polkadot自体を超越した、真に相互運用可能なエコシステムを構築することが可能となっています。
現状、Polkadotのパラチェーンは機能しはじめたばかりです。つまり、Polkadot上で本格稼働しているdAppsは、まだありませんが、多くのdAppsが既に準備されています。
「Polkadotはすごい、けれどこちらのプロジェクトの方がもっとすごい」とおっしゃる方もおられるかもしれません。しかしPolkadotはまだ何も始まっていません。おそらくPolkadotのtpsが数万、数十万の処理を可能にすることもまだあまり知られていません。真の評価はこれからです。
さて、これらのプロジェクトがどのようなものになるかを知るために、PolkadotのカナリアネットワークであるKusamaを見てみましょう。
Kusama（クサマ）
Kusamaは、Polkadotのためのインセンティブ・テストネットで、開発者がPolkadot上で「本物」のバージョンをローンチする前に、アプリをテストドライブしたり、修正・改善点を確認したり、バグを修正したりできるスペースです。
2つのプラットフォームは非常によく似たアーキテクチャを持ち、その一方でコンセプトには大きな違いがあります。公式Wikiでは、Kusamaは「ワイルド」、Polkadotは「保守的」と表現されている。Polkadotがセキュリティと安定性を優先しているのに対し、Kusamaはスタートアップの原則である「素早く失敗し、低コストで失敗する」を遵守しています。パラチェーンをローンチするのは簡単で、バリデータは少ない資金の担保での参入が可能かつペナルティ（例えば、バリデータが長い間オフラインになっていた場合）も低く設定されています。
もうひとつの大きな違いは、ガバナンスのプロセスです。どちらのネットワークも、トークン保有者の間で行われるレファレンダム（投票）によってアップグレードが行われます。しかし、Kusamaでは、1回の国民投票にかかる時間は、Polkadotのように28日ではなく、わずか7日であり、提案が承認された場合は、28日ではなく8日後に制定されます。つまり、KusamaはPolkadotの4倍の速さで進化し、バージョンアップすることができるのです。
Kusamaのパラチェーンスロットの総数は、Polkadotと同じく100個です。また、オークションシステムも同様のキャンドルオークション方式を採っています。また、Kusamaのキャッチフレーズは「期待の渦巻くカオス」ですが、これまでKusamaのプラットフォームでローンチされたパラチェーンは、混沌を引き起こすこともなく非常にスムーズに運営されています。
これまでのPontemの記事では、Kusamaでのパラチェーンオークションと、その落札者について詳しく紹介してきました：
- DeFiプロジェクト： Karura, Bifrost, Calamari, Basilisk, Altair, Heiko
- スマートコントラクトプラットフォーム：Moonriver, Shiden
- クラウドコンピューティングプラットフォーム：Khala
- Web3クレデンシャルサービス：KILT
これらのパラチェーンプロジェクトは、いずれも注目に値するものばかりです。また、全てのスロットを埋めるために、今後少なくとも80以上のオークションが行われる予定であり、Kusamaはそれ自体が巨大なマルチチェーンエコシステムに成長する可能性があります。
インセンティブ・テストネットといえば、Pontem Networkも、Facebookが支援するDiemブロックチェーンに対して、Kusamaと同様の役割を果たします。Diemのローンチ開始日はまだ決まっていませんが、開発者は既にDiemに対応したdAppsを作り始め、Pontemでテストすることが可能になっています。
Pontem Networkは、Substrate上に構築されているため、KaruraなどのdAppを含むPolkadotとKusamaの両方のエコシステムとの互換性を持ちます。つまり、Pontem上でdAppsをローンチしたチームは、PolkadotやKusama上の流動性を利用して、既存の暗号分野のオーディエンスにリーチすることができるのです。Diemに新しいdAppがどのような条件で追加されるのかがまだわからないことを考えると、非常に貴重な機会だと思います。また、同時にPontem Networkは、Diemを通じて、非暗号分野のユーザーや企業を暗号領域に惹きつけるための架け橋としても機能するでしょう。
Cosmos（コスモス）
Cosmosは、なぜか長い間Polkadotの影に隠れ、価格のパフォーマンスではATOMがDOTにわずかに遅れをとっていました。しかし、2021年10月の時点で、Cosmosには既に250以上のdAppsやサービスが稼働しているのに対し、Polkadotにはまだ1つのパラチェーンすら存在していませんでした。
なぜこのような現象が起こっているのでしょうか？
おそらく、相互運用性を重視したことが鍵になっているのではないかと考えられます。Polkadotが（少なくともしばらくの間は）100個のパラチェーンスロットしか持たないのに対し、Cosmosでは無制限にパラチェーンスロットを持つことができます。また、オークションに勝つために何百万ドルもの資金を集める必要はなく、技術的な専門知識を持った誰もがCosmosの「ゾーン」、つまりブロックチェーンを立ち上げることができます。
エコシステムの中心となるのは、100人のバリデーターによって保護されたCosmos Hubと呼ばれるProof-of-Stakeブロックチェーンです。このハブの役割は、多くのチェーン（ゾーン）をつなぎ、ブロックチェーン間通信プロトコル（IBC）を使って資産やデータを交換できるようにすることです。近い将来、Polkadotのリレーチェーンのように、Cosmos Hubがゾーンの共有セキュリティを提供することになるでしょう。
Cosmos Hubは主導的な役割を果たしていますが、唯一のハブではありません。CosmosはPolkadotよりも分散化が進んでおり、単一の「マザーチェーン」に依存していないという意味では、世界が多くの地域に分割され、それぞれに主要な経済センターがあるようなものでもあります。他にもKava、IRISnet、Sentinelなどがハブとして機能しています。実際、Cosmos Hubのフォークを作成して新しいハブを始めることは比較的簡単です。
各ハブは、ATOMではなく、独自のネイティブアセットでバリデータにインセンティブを与えます。一般的に、PolkadotのDOTに比べてCosmosではATOMの役割は小さく、おそらくこれが暗号市場でそれほど目立っていない理由だと思われます。しかし、共有セキュリティが現実のものとなれば、ATOMの需要が急増するかもしれません。
Cosmosでは、Binance DEXやTerra、Oasis Labsなどの主要プロジェクトでも採用されているTendermint Coreというコンセンサスエンジンを採用しています。Tendermintはビザンチン型フォールトトレラントで、多数のノード（最大1/3）が悪意のある行動を始めても、ブロックチェーンはスムーズに動作します。また、非常に高速なコンセンサス・アルゴリズムを採用しており、ブロックに含まれた時点で取引が確定したとみなされるため、それ以上の確認は必要ありません。
TendermintとIBCの他に、Cosmosにはもう一つの強みがあります。それはCosmos SDKです。これはモジュール式のフレームワークで、開発者はブロックチェーンを一から作るのではなく、あらかじめ用意されたさまざまな要素を選んで組み合わせることができます。このライブラリには、Governance、Staking、Bank、Slashingなどのモジュールが含まれています。
Cosmosエコシステムを構成する有名なプロジェクトをご存知でしょうか？
あまり知られていないだけで、実際には多くの著名なプロジェクトがCosmosエコシステムに存在しています：
- Terra (LUNA)：時価総額170億ドルのステーブルコインプロトコル
- Kava (KAVA)：DeFiレンディング・プラットフォーム
- Secret Network(SCRT)：データのプライバシーを重視したスマートコントラクトプラットフォーム
- Band Protocol(BAND)：クロスチェーン・オラクル
- Osmosis(OSMO)：人気の分散型取引所
- Akash(AKT)：分散型クラウドコンピューティングプラットフォーム
などが挙げられます。
Avalanche（アバランチ）
スマートコントラクトプラットフォームの中で、Avalancheは最も早く最終的な処理までが実行されるため、資産の移転がほぼ瞬時に完了します。また、その処理能力は業界トップクラスで、1秒間に約4,500件のトランザクションを処理します。これによりAvalancheは、DeFi dapps、特に分散型取引所（DEX）に最適なプラットフォームとして知られています。実際、AvalancheをベースとしたDEXであるPangolinやTraderJoeの取引量は、ここ数ヶ月で驚異的な伸びを見せています。
しかし、Avalancheが異なるdAppsだけでなく、複数のブロックチェーンをサポートできることを認識している人はあまり多くありません。実際に、既に4つのチェーンが稼働しています：
- Primary Network：Polkadotのリレーチェーンと同様に、ネットワーク全体のセキュリティとバリデーションを実行します
- X-Chain（Exchange Chain）：シンプルな資産移動や取引のための非常に高速なチェーンです
- C-Chain（Contract Chain）：スマートコントラクト用に設計されたチェーンであり、Ethereum Virtual Machine（EVM）を使用し、Ethereum dAppsやERC-20トークンと完全に互換性があります
- P-Chain（Platform Chain）：バリデーター、ステーキング、サブネットなど、Avalancheの上に構築された個々のブロックチェーンを管理する調整用のチェーンです。これはAvalancheの構造におけるPolkadotに相当するもので、異なるルールを持つ複数のチェーンが通信できるシステムです。
そして、Avalancheの構造の中でも「サブネット」が最も興味深い部分となります。サブネットは1つのカスタムブロックチェーンでも、ブロックチェーンのセットでもあります。例えば、X-Chain、C-Chain、P-Chainは全て同じサブネットに属しています。
プライマリーネットワークのノードを持っている人なら誰でもサブネットを作ることができ、最終処理までの時間が1秒以下に短縮され、圧倒的なスピードを楽しむことができます。さらに、どの仮想マシンを使ってもサブネットを立ち上げることができ、EVMやAVM（Avalanche Virtual Machine）、WASM（WebAssembly、Polkadotで使用）など、どのような仮想マシンでもサブネットを開始することができます。
本稿執筆時点では、109のサブネットと93のブロックチェーンがAvalanche上で稼働しており、88人のバリデーターによって保護されています。また、必要に応じて新しいサブネットを作り続けることができ、Polkadotのようにスロットを奪い合うシステムもありません。プライマリーネットワークのバリデーター数にも上限がないため、理論的には何千ものサブネットをAvalanche上で稼働させることができるのです。これによりAvalancheは、将来的にはマルチチェーンの王座を争う重要な存在になるかもしれません。
今後の展開は？
Kusamaでは既に多くのパラチェーンが誕生し、本格稼働をし始めています。また、同時にPolkadotの謝意書のオークション群も終了し、いよいよPolkadot/Kusamaエコシステムの本領が発揮されるフェーズへと入っていきます。
Avalancheでは最初の独立したチェーンが立ち上げられ、Cosmosでもハブ活動が活発化すると思われます。Polygonは、Ethereumのレイヤー2スケーリングソリューションとしてよく知られていますが、マルチチェーン機能も備えています。
これらの流れから見えることは、次第にチェーン同士の垣根がなくなり、それぞれのチェーンの特性を活かしたエコシステムが共存していくものと考えられます。
これからも、Pontem Networkは、プロジェクトの最新情報と並行して、ブロックチェーン業界全体の情報が把握できる記事を発信していきます。決して難しい説明はしませんし、それ以上を知りたい場合は、個々のプロジェクトをリサーチすることをお勧めします。どのプロジェクトにも共通することは、単独では機能できないということです。単一のプロジェクトばかりに注目して視野を狭めることなく、広い知識を持った上で、開発や使用、投資をお楽しみください。
まずは、近い将来Kusamaオークションに参加するPontemへのホワイトリスト登録を、今のうちに済ませておくことをお勧めします、
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