レイヤー1ブロックチェーンエコシステム:概要

はじめに

Ethereumは2015年のローンチ以来、ファーストムーバーとしての優位性により大きな成長を遂げてきた。Ethereumは主に、第三者の介在なしにスマートコントラクトを実行できる仕組みの提供に注力している。これにより中央集権化の必要性がなくなり、分散化への大きな前進となっている。

Ethereumはシステムを柔軟に設計したものの、ネットワーク効果の急激な成長により、深刻な混雑や、低速で高コストなトランザクションといった問題を依然として抱えている。

この問題は、Vitalik Buterin(Ethereumの創設者)が提唱した「スケーラビリティトリレンマ」と関連している。スケーラビリティトリレンマとは、暗号資産プロジェクトが自らのブロックチェーンの基盤アーキテクチャを最適化する際に直面するトレードオフを指す用語である。

これにより、現在のブロックチェーンが抱える技術的な限界を別の形で解決する、代替のレイヤー1(L1)の成長が進んできた。

Avalanche

Avalancheはスケーラビリティを重視して設計されたブロックチェーンプラットフォームであり、Ethereumの代替となるオープンソースのプラットフォームである。そのコンセンサスシステムにより、より高速かつ効率的な選択肢となっている。これにより、トランザクション速度の向上、トランザクションコストの低減、環境負荷の低減に注力できている。

EthereumがETHをトランザクションの通貨として使用しているのと同様に、AvalancheはAVAXトークンを使用しており、これも同ブロックチェーン上のトランザクションで使われる通貨となっている。

Ava Labsは2020年9月にAvalancheをローンチした。Cornell大学の研究者であるEmin Gün SirerがAva Labsを率いており、Ethereumから開発者を呼び込み、Avalancheシステムへ容易に移行できるようにするための機能提供を目指している。

Avalancheのツールとライブラリ

Avalancheはそのブロックチェーン内で開発者が利用できる様々なツールを提供している。

• Abigen: Solidityコントラクトをgolangにコンパイルし、プログラムによるコントラクトのデプロイと呼び出しを可能にする。Abigenと合わせてネットワーク内のノードとのやり取り、監視、通信に使われるツールには、AvalancheJS、AvalancheのPublic API、Grafana Dashboards、Postman Collectionsなどがある。
• Avalanche Wallet SDK: ノンカストディアルウォレットの作成と管理に使われるtypescriptライブラリ。
• Avalanche Local Simulator: 開発者がAvalancheブロックチェーンのローカルインスタンスを立ち上げるのを助けるツール。
• Avalanche Network Runner: ローカルネットワークをデプロイしたり、ノードと通信したりするシェルクライアント。テストネット環境の迅速な起動も行う。
• Index API: 開発者がAvalancheネットワークをインデックス化できるようにする。

開発における技術的な違い

Avalancheは高速で低コスト

AvalancheはEthereumのアプリの開発をサポートしており、数千件規模のトランザクションを承認する。

トランザクション速度は市場にある他のブロックチェーンプラットフォームよりもはるかに速い。これはネットワークの構成要素、Virtual Machine、EthereumのRPC呼び出しなど、複数の要因の組み合わせによるものである。この速度により、ユーザー全体の体験が大きく向上する。

カスタマイズされたブロックチェーンのデプロイ

Avalanche内のノードは、一定の時間枠内でコンセンサスに到達する必要がある。

ネットワークへの容易なアクセス

Avalancheは検証プロセスを通じて常時関与する数百万のバリデーターを扱えるため、ネットワークへのアクセスの容易さが優れている。バリデーターとして参加するのに高度な設定のハードウェアは必要ない。

攻撃を行うのが困難

Avalanche内で攻撃を成立させるには、少なくともトークンの80%を保有する必要がある。これによりネットワーク自体のセキュリティが大幅に向上している。

AvalancheのProof of Stake

AvalancheはEthereumが使用するProof-of-Work(PoW)ではなく、Proof-of-Stake(PoS)システムを使用している。Ethereumは(現時点では)PoWシステムのために、エネルギー消費が多く、スケーラビリティに欠ける。

AvalancheはPoSモデルを採用しているため、トークン保有者は投資をロックする代わりに報酬を得るチャンスを得られる。Avalanche上のトランザクションは、ネットワークを支えるステーカーによって検証される。

ステーカーは規約に従わない者を罰することで、ネットワークが不正を防ぐのを助ける。役割を果たさないバリデーターはステークをスラッシュされる、つまりステークとして保有する暗号資産の一部を失う可能性がある。総じて、AvalancheのPoSはより高速かつ低コストであり、他のモデルよりもこのブロックチェーンを選ぶ大きな理由となっている。

プライマリーネットワーク

Avalancheの特徴は、優れた堅牢性と機能性を実現するために3つのブロックチェーンを使用している点にある。特殊なサブネットであるプライマリーネットワークが、これら3つのブロックチェーンをそれぞれ異なる役割で検証・保護している。これらのブロックチェーンは以下の通りである。

• X-Chain(Exchange Chain): デジタル資産の発行に使用される。ブロックチェーン内での資産の作成と交換を可能にする。
• C-Chain(Contract Chain): Conversion Chainとも呼ばれ、Avalancheのスマートコントラクト用ブロックチェーンとして使用される。これによりEthereum開発者は互換性のあるアプリケーションや資産をAvalanche(AvalancheのEVM)に変換できる。関連するプロトコルにより、このプロセスはより高速、低コスト、かつシームレスになる。
• P-Chain(Platform Chain): このブロックチェーンはバリデーターの調整とサブネットの監視を担う。バリデーターはここでAVAXトークンをステークし、ネットワークを保護する。

Avalancheの課題

Avalancheの主な課題は、Ethereumや今後登場する他の競合プロジェクトとの厳しい競争に直面している点である。加えて、バリデーターになるには2,000 AVAXトークンをステークする必要がある。最後に、Avalancheは、怠慢または悪意ある行動を行ったとみなされるバリデーターに対して、AVAXを失わせるという罰則を科していない。つまり、ネットワークの検証のためにステークされた$AVAX暗号資産の減少というペナルティが発生することはない。

メトリクス

• 時価総額: 約200億ドル
• TVL: 112億ドル
• 過去30日間の主要アプリ: Trader Joe、Pangolian Exchange、Sushi、NFTrade、Bogged.Finance、Kalao、Aave、Platypus、Kill Rich、Cradabraなど
• 1日あたりの手数料: $834,536.42
• 7日間の平均手数料: $758,107.12
• バリデーター数: 1,249

Solana

はじめに

Solanaは現在市場で最も注目されているブロックチェーンの一つである。SolanaはProof of History(PoH)と呼ばれる、他のブロックチェーンとは異なるコンセンサスシステムを採用している点が特徴的である。Ethereumと同様に、Solanaは開発者を惹きつけ続けており、この分野で大きな可能性を持つプロジェクトの構築を可能にしている。Solanaは「ステートレス」なアーキテクチャを提供しており、メモリ消費量の削減により高いスケーラビリティを実現している。

Anatoly YakovenkoはProof of Historyに関する論文を発表した後、2017年にSolanaを創設した。2018年にGregがこのホワイトペーパーの最初の実装をプロトタイプ化し、これはオープンソースとなっている。このプロジェクトはもともとLoomという名前だったが、3月28日にSolanaへとリブランドされた。プロジェクトは2020年にICOとしてデビューした。現在、Solana LabsとしてSolana Foundationが運営しているSolanaは、その主要な貢献者であり続けている。

Solanaのツールとライブラリ

Solanaは独自のCommand Line InterfaceとWeb3.js SDKを提供しており、開発者はこれによりブロックチェーンやSolana自体のプログラムと通信できる(APIと同様である)。Solanaには他にも、Solanaフォーセット、Metaplex Metadata Finder、Merkle Distributorといったオープンソースのツールが数多く存在する。Solanaの強力なコミュニティが提供するツールについては、こちらでさらに確認できる：​​https://soldev.app/library/tools。コミュニティについての詳細はこちら：https://solana.com/developers

開発における技術的な違い

EthereumをはじめとするブロックチェーンがそのブロックチェーンにProof of WorkまたはProof of Stakeのコンセンサスシステムを使用しているのに対し、SolanaはProof of Historyコンセンサスシステムに依拠している。このPoHの利用により、ブロックチェーン全体として高速、スケーラブル、かつエネルギー効率が良くなっている。

なぜProof of Historyなのか

PoHでは、イベントやトランザクションはSHA256ハッシュ関数を用いてハッシュ化される。これによりバリデーターは、ハッシュを時系列順に追跡し、トランザクションが到着次第処理することが容易になる。バリデーターはブロックが満たされるのを待たずにトランザクションを処理できる。このため、Solanaは1秒あたりに処理できるトランザクション数を増やすことができる。

ハッシュ化プロセスによってトランザクションの明確で検証可能な順序が生成されるため、バリデーターは従来型のタイムスタンプを必要とせずにトランザクションをブロックに追加できる。総じて、これはSolanaの「遅延関数」によって時間をデータとしてエンコードし、バリデーターがハッシュを時系列順に追跡する方法である。

Turbine

SolanaはTurbineと呼ばれるプロトコルを使用しており、情報をより小さな単位に分割することで処理を容易にしている。これによりSolanaは帯域幅の問題を解決し、トランザクション処理能力を高めることができる。

TurbineはEthereumのShardingの計画と似ている。

Gulf Stream

Gulf Streamは、トランザクションのキャッシングと転送をネットワークのエッジ側へ押し出すためにSolanaが使用する別のプロトコルである。クライアントとバリデーターは、想定されるリーダーへトランザクションを転送し、バリデーターが事前にトランザクションを実行できるようにする。

さらに、Gulf Streamにより確認時間の短縮、リーダー切り替え時間の高速化、バリデーターへのメモリ負荷の軽減が可能になる。この仕組みは、ネットワークが非決定論的なリーダーを持つ場合や、結果を予測するための初期条件を把握できない場合には成立しない。

Sealevel

EthereumのEVMはシングルスレッドとみなされており、一度に1つのスマートコントラクトしかブロックチェーンの状態を変更できない。一方、Solanaはパラレルスレッド化が可能であり、スマートコントラクト同士が重複することなく実行できる。

SolanaはSealevelを使用しており、これはSSD(ソリッドステートドライブ)やGPU(グラフィックス処理ユニット)にわたってスケールするために使われる超並列トランザクション処理エンジンである。これによりSolanaは垂直方向ではなく水平方向にスケールできる。

Pipelining

Pipeliningは、Solanaがハードウェアコンポーネントへのデータ入力をシーケンス化するために使用する手法である。これにより、データをノード間で高速に検証・複製できるようになる。総じて、CPU(中央処理装置)設計の効果的な改良として作られている。

Cloudbreak

これは基本的に、Solanaのための水平スケール型アーキテクチャである。Solanaにとって計算のスケーリングだけでは十分ではないため、アカウント情報を保存するために必要なメモリが、より大きな問題となる。CloudbreakはSolanaがシャーディングを使わずにスケールすることを可能にする。SolanaはCloudbreakを、データのインデックス作成、データベースの読み取り、トランザクション入力の書き込みのすべてのハードウェアを同時に活用するために作った。

Archivers

最後に、SolanaはArchiversを通じてデータを保存できる。Archiversにより、ネットワークはバリデーターからArchivers自身へデータをオフロードできるようになる。これにより、ノードは非常に少ないハードウェア要件で情報を複製できる。Archiversは、分散型かつパブリックな台帳上で安全かつ効率的なブロックチェーンデータの利用を可能にする。

Archiversは状態のごく一部しか保存しないため効率的に機能する。ただし、ネットワークはArchiversに対して、保存すべきデータを実際に保存していることの証明を要求する。この手法はProof of Replication(PoRep)と呼ばれる。

Solanaの課題

他のブロックチェーンと同様に、Solanaの課題の一つは暗号資産の世界で強固な地位を確立する必要があることである。もう一つの課題はステーキングの中央集権化である。例えば、Standard CustodyがSolanaの大部分をステークした場合、潜在的なセキュリティリスクが存在する。Standard Custodyに何か問題が生じれば、Solanaのブロックチェーンが機能停止する可能性がある。

さらに、Solanaが一箇所に高度に集中することは、Solanaの保有が議決権をもたらすため、ブロックチェーンにとって望ましくない。最後に、流動性と価格データが重要である。というのも、大量の流動性がProject Serumに存在しており、同プロジェクトはSolana上にSerum DEXと呼ばれるツールを構築しているためである。Serum DEXへの損害はSolanaにも損害を及ぼしかねない。

最近、ボットによる過剰な重複トランザクションが原因で、Solanaはネットワーク障害に見舞われた。これは深刻化する問題であり、Solana内でネットワークの安定性が保証されているわけではない。

メトリクス

時価総額: 約305億ドル

TVL: 72億ドル 過去30日間の主要アプリ: Raydium、MeanFi、Orca、Magic Eden、Solanart、Solend、Saber、Solsea、Wormhole、Mercurialなど

1日あたりの手数料: $108,723.89

7日間の平均手数料: $79,375.03

バリデーター数: 1,531

Terra

はじめに

Terraは、アルゴリズム型ステーブルコインの豊富な利用を可能にするブロックチェーンプロトコルである。ステーブルコインは米ドルやユーロなど、任意の法定通貨の価格に連動している。このため、Terraブロックチェーン上のユーザーはTerraステーブルコインを保存、交換、または使用できる。Terraは、BitcoinやEthereum、その他のアルトコインなどの他のブロックチェーンよりも高い安定性を提供する。

Terraブロックチェーン全体を通して、「Terra」という言葉はプロトコル内の2つの暗号資産の一つも指す。Terraブロックチェーン内のもう一つの重要なトークンはLunaと呼ばれる。これについては後ほど詳しく説明する。

Terra LabsはTerra Alliance(アジアで大きな取引量とユーザー数を獲得している15の大手eコマース企業)の協力を得てTerraブロックチェーンを構築した。Daniel ShinとDo Kwonが共同創設し、暗号資産とブロックチェーンインフラの大規模な普及に向けた次のステップとして、価格の安定性と採用を重要視した。

Terraのツールとライブラリ

Terraは、プロトコル自体が作成し提供している点を除けば、Ethereumと同様のツールを提供している。EthereumがWeb3.jsやWeb3pyをフロントエンドのpython SDKとして使用しているのと同様に、TerraはTerra.jsまたはTerra SDKを使用している。加えて、Terraにはブラウザ拡張機能(Station CX)と、Terraブロックチェーン上での実験用の独自ローカルテストネットが存在する。最後に、Solidityの代わりにTerraはRustを使用している。

Terraは、Terraブロックチェーンとのやり取りを助けるために、Terradという独自のコマンドラインインターフェースを提供している。Terraには、Terra Coreと呼ばれるコアモジュールも存在する。Terra Coreにより、ユーザーはGolangで書かれたTerraプロトコルのリファレンス実装を参照できる。

このブロックチェーンはマルチシグアカウントに対応している。マルチシグアカウントとは、トランザクションに署名するために複数の署名を必要とすることができる特殊な鍵であり、複数の関係者がトランザクションに合意を必要とする場合に有用である。最後に、TerraはTerra Testnet Faucetと呼ばれるフォーセットを提供しており、最新のTerraテストネット用のトークンをユーザーが受け取れるようになっている。

開発における技術的な違い

Terraは、主な役割がアルゴリズム型のステーブルコインを生み出すことにあるため、EthereumやほとんどのブロックチェーンとはTerraの機能が異なる。Terraは分散型経済の実現と、貨幣という概念を革新するための新しい金融プリミティブへの参加拡大を目指している。

トークノミクス

Terraの特徴は、Lunaと呼ばれるステークされた資産に対する分散型コンセンサスによって保護されている点にある。これにより、法定通貨にアルゴリズム的に連動するステーブルコインが支えられている。

このプロトコルは主に2つのトークンから構成される。

• Terra: 法定通貨の価格に連動、あるいは追随するコインである。例えば、USTは米国の通貨であるUSDに連動する。ステーブルコインを対応する法定通貨にちなんで命名するのが一般的な慣行である。ユーザーはLunaトークンをバーンすることで新しいTerraトークンを受け取ることができる。すべてのTerraの通貨単位は同じプール内に存在する。
• Luna: 主にガバナンス、ステーキング、マイニングに使用され、LunaはTerraプロトコルのネイティブトークンであり、Terraの価格ボラティリティを吸収する役割を担う。Lunaをステークすることで、Terraブロックチェーン上でのトランザクションの記録と検証に対しバリデーターに報酬が与えられる。これらの報酬は手数料の形で支払われる。ここには相関関係があり、Terraの利用が増えるほどLunaの価値は高くなる。

Proof of Stake

Avalancheと同様に、TerraはEthereumのProof of Workコンセンサスプロトコルとは異なり、Proof of Stakeコンセンサスプロトコルを使用している。Terraは現在Tendermintが使用しているコンセンサスメカニズムを用いて存在しており、バリデーターの利用を通じてそのネットワークを保護している。

トランザクション手数料

Terraネットワークにおけるトランザクション手数料は、Ethereumのエコシステムと比較してかなり低い。これは、より低いトランザクション手数料とシームレスな国境を越えたトランザクションを保証する価格安定化アルゴリズムによるものである。Terraは、高額な手数料を発生させることなくトランザクションを完了できるよう、第三者の利用を排除することを目指している。

さらに、すべての支払いは6秒以内にわずか0.6%の手数料しかかからない。これは2.8%以上を課す従来のクレジットカード決済と比較して、はるかに優れた選択肢である。

相互運用性

Terraブロックチェーンは、Cosmos IBC(Inter-Blockchain Communication protocol)の上に構築されていることで知られている。これによりブロックチェーンの相互運用性、すなわちTerraのようなネットワークが多くのブロックチェーンシステム上の情報を参照・アクセスできる能力が実現し、ネットワーク同士が相互に通信できるようになる。例えば、より多くの開発者がこのプロトコルを利用し始めるにつれ、TerraはSolanaやEthereum、その他のブロックチェーン上でも動作できるようになっている。

Terraの課題

Terraの時価総額はEthereumよりもはるかに小さいため、Terraは金融経済における革新の一角を占めるために依然として競争に直面している。加えて、Terraが何らかの理由で法定通貨の価格に連動できなくなった場合、大きなリスク、損失、そしてプロトコルへの損害につながる可能性がある。

Terraは、バリデーターとデリゲーターがその役割を果たさなかったり、不正行為を行ったりした場合にスラッシングの対象とする。バリデーターやデリゲーターとしての役割を果たさない例には、トランザクションへの二重署名(Double signing)、応答不能(ダウンタイム)、Oracleプロセスでの投票の欠落などが含まれる。

メトリクス

時価総額: 約330億ドル

TVL: 231.3億ドル アプリ: Mirror、Achor、Terraswap、Pylon、Terra Station、Chai、Mavalo、Spectrum、LoTerra、Preserverなど

バリデーターの総数: 305

アクティブなバリデーター数: 130

結論

これらのEthereumエコシステムの多くは、開発者がよりスケーラブルで相互運用性の高いネットワークの上に構築する説得力のある理由を提供している。しかし、これらのレイヤー1ブロックチェーンが直面する課題は、より多くのユーザーを取り込み、スケーラビリティトリレンマに取り組む上での厳しい競争の中で明らかになっていくだろう。Ethereumがスケーリング問題を緩和する主要な解決策であり続けるのか、それとも実行可能な代替L1が今後この分野を支配し始めるのか、それは時間が示すことになる。