従来、すべてのブロックチェーンは独立したシステムとして機能していました。他のブロックチェーンと連携したり、情報を交換したりすることはできませんでした。そのため、Polkadot が登場するまで、接続の整った分散型エコシステムを構築する可能性は限られていました。Polkadot は、独自のマルチチェーン構造を備えた革新的なブロックチェーン ソリューションであり、これにより、統合ネットワーク内でブロックチェーンが相互作用し、機能できるようになります。この記事では、Polkadot とその動作、およびその強化バージョンである Polkadot 2.0 について説明します。
ポルカドットとは何ですか?
Polkadot は次世代のブロックチェーン プラットフォームです。ブロックチェーン間の相互運用性の向上に重点を置いています。マルチチェーン フレームワークに基づいており、パラチェーン (個々のブロックチェーン) がリレー チェーンに接続されてトランザクションが検証されます。リレー チェーンは Polkadot ブロックチェーンの中核であり、パラチェーン間のデータ転送のセキュリティを担っています。また、ブリッジを介して他のブロックチェーンと通信できるため、独立したブロックチェーン間のチェーン間相互作用が容易になります。
レイヤー 1 とレイヤー 2 に基づくほとんどのブロックチェーンとは異なり、Polkadot はレイヤー 0 上にブロックチェーンを構築しました。これは、スケーラビリティや互換性など、この分野の主要な懸念事項のいくつかに対処するために作成されました。これにより、ブロックチェーンがスムーズに動作し、ネットワークが混雑することなく非常に複雑なアプリケーションをサポートできるようになります。
Polkadot には、ブロックチェーンのネイティブ通貨として機能する DOT と呼ばれるトークンがあります。他のネイティブ通貨と比較して、DOT はステーキング、報酬、ガバナンス、結合などを容易にします。また、無限の供給量があるため、結合やステーキングなどのアクティビティにトークンが確実に供給されます。
ポルカドットの歴史
2016 年後半、イーサリアムの共同創設者の 1 人でイーサリアム財団の元 CTO であるギャビン ウッド博士は、イーサリアムが目指すものを補う可能性のあるポルカドットに関するホワイトペーパーを公開しました。その後、2017 年にウッド博士は、分散型テクノロジーの開発支援に重点を置き、Web3 と呼ばれる分散型インターネットの構築を支援することを使命とする非営利団体 Web3 Foundation を共同設立しました。
ウッド氏が共同設立者でもあるブロックチェーン開発会社、パリティ・テクノロジーズは、ポルカドットブロックチェーンのサブストレートフレームワークを含むコア技術の開発を担当していました。ポルカドットネットワークに関しては、Web3 Foundationが管理を担当し、パリティが開発を担当していました。ウッド氏以外では、ロバート・ハーバーマイヤー氏とピーター・チャバン氏がブロックチェーンの作成に尽力しました。
2017年10月のICOで、Polkadotはわずか2週間で1億4,500万ドルを調達することに成功しました。しかし、ICOで調達した資金のうち約9,000万ドルは、マルチシグウォレットコードの脆弱性により永久に凍結されました。しかし、Polkadotのチームは、ブロックチェーンの開発に十分な資金があることを確認しました。
2019年9月、Polkadotコードの初期バージョンであるKusamaがカナリアネットワークでリリースされました。現在、KusamaとPolkadotは2つの独立したブロックチェーンであり、開発者はDOTネットワークで新しいアップデートをリリースする前に、Kusamaネットワークでテストすることになります。
Polkadot ネットワークは、多段階の立ち上げを念頭に置いて設計されました。ブロックチェーンの第一段階は 2020 年 5 月に開始されました。DOT ブロックチェーンの主要機能であるパラチェーンは、2021 年 12 月に開始されました。既存の Polkadot の大幅なアップグレードである Polkadot 2.0 は、2024 年 5 月に展開を開始しました。
Polkadot はどのように機能しますか?
リレーチェーンは、多くのパラチェーンを単一のネットワークに接続するため、Polkadot 構造全体のバックボーンとなります。リレーチェーンには、異なるパラチェーン間のすべての通信の管理、これらのチェーン間の安全な通信の提供、ブロックチェーン ネットワーク全体の検証など、複数の機能があります。さらに、リレーネットワークはレイヤー 0 ブロックチェーンであるため、スマート コントラクトをサポートしていません。
パラチェーンは、独自のルール、ロジック、環境を持つ独立したブロックチェーンです。リレーチェーンと並行して実行されるレイヤー1ネットワークで、アプリケーション固有のデータ構造を持っています。これにより、ネットワーク内でのスケーリングが大幅に向上し、パラチェーンが他のチェーンと簡単にやり取りできるようになります。さらに、レイヤー1ブロックチェーンとして、スマートコントラクトをサポートし、分散型取引所、dApp、ブリッジなどの開発を可能にします。また、ブロックデータをメインネットに中継します。これは一般にリレーチェーンと呼ばれます。
プルーフ・オブ・ステークやプルーフ・オブ・ワークなどのコンセンサスメカニズムに依存する他のブロックチェーンとは異なり、Polkadot はノミネート・プルーフ・オブ・ステーク (NPoS) を使用します。NPoS は、バリデーター、ノミネーター、コレーターを通じてネットワークのセキュリティを維持するのに役立ちます。
バリデーター
バリデータは、Polkadot ネットワークの検証とセキュリティ確保を担当します。バリデータはパラチェーンを検証し、ブロックがルールに従って構築されていることを確認します。検証された後、パラチェーンはリレーチェーンに組み込まれます。すべてのパラレルチェーンが検証されると、リレーチェーンが検証されます。バリデーターになるには、参加者は大量の DOT をステークする必要があり、バリデーターになるために必要な量は将来変更される可能性があります。さらに、リレーチェーンに新しいブロックが追加されると、ブロック報酬の 20% が報酬としてバリデーターに分配されます。
推薦者
ノミネーターは、Polkadot のコンセンサス メカニズムの重要な部分です。ノミネーターは、ネットワークの利益のために働くと思われる信頼できるバリデーターを選択し、選択したバリデーターに DOT トークンを投資します。バリデーターを指名する見返りとして、ノミネーターは手数料を受け取ります。
コレーター
コレーターの役割は、パラチェーンからトランザクションを収集し、パラチェーン ブロックと呼ばれるものに整理することです。これは、パラチェーンとリレー チェーンのそれぞれにフル ノードを配置することで実現します。これらのパラチェーン ブロックは、ブロックを検証するバリデーターに送信され、その後、これらのブロックはリレー チェーンに組み込まれます。
ポルカドット クロスチェーン メッセージング (XCM)
XCM は、異なるパラチェーン (個別のブロックチェーン) と外部ネットワーク間の通信を容易にするために設計された、Polkadot エコシステムのプロトコルです。状態遷移関数やコンセンサス アルゴリズムに関係なく、異なるブロックチェーン間でメッセージやデータを交換できます。これにより、パラチェーンは独自のシステム特性を持ちながら、より効率的かつ安全な方法で相互接続できるようになります。
ポルカドット 2.0
Polkadot 2.0は、Polkadot 1.0のさまざまな問題を解決するために特別に開発された、既存のバージョンのアップグレードです。以前のバージョンには、非効率的なリソースの使用、ブロック時間の遅さ、プロジェクト開発の制限、スロットオークションによる経済的制約など、多くの問題がありました。これらの根本的な問題を解決し、プロジェクトに新たな活力を注入するために、Polkadot 2.0が開発されました。このアップグレードには、次のような新機能が含まれています。
非同期バックアップ
最初の新しいロールアウトは非同期バックアップです。これは、セキュリティを損なうことなく、ブロックチェーンの速度、アクセシビリティ、機能性を向上させることで、ブロックチェーンの効率を向上させるように設計されています。現在の Polkadot 1.0 では、パラチェーンの各ブロックは、コレーターとのアンカーリング (バックアップと呼ばれる) のために最新のブロックに依存する必要があります。ただし、非同期バックアップでは、コレーターがパラチェーン ブロックを過去のリレー チェーン ブロックに対してアンカーできるようにすることで、このサイクルを打破します。この方法により、パラチェーンはリレー チェーンに制限されなくなり、効率とスケーラビリティを大幅に向上できます。以前は、ブロックが作成されるまでに長い時間待つ必要がありましたが、非同期バックアップを使用すると、6 ～ 12 秒の速度でブロックを作成できます。さらに、パラブロックに 2 ～ 4 倍のデータを保存できるため、作成者はブロック速度の遅延を気にせずに大規模なアプリケーションを開発できます。
アジャイルコアタイム
Polkadot 1.0 では、パラチェーンを確保するには、オークションを通じてリースする必要があります。これには通常、大量の DOT をステーキングする必要があり、中小企業にとって大きな問題となります。さらに、パラチェーンは 12 秒間隔でのみブロックを生成するため、トラフィックが少ないときには空のブロックが生成され、トラフィックが多いときにはブロックが負荷を処理できないため、リソースの無駄が生じます。Agile Coretime は、ブロックスペース リソースがネットワーク全体に効率的に割り当てられるようにすることで、この問題を解決します。参入障壁を取り除き、中小企業がコアタイムを少量購入できるようにし、一括購入も可能にします。新規注文と比較すると、更新注文が優先されるため、パラチェーンを価格変動から保護するのに役立ちます。
Agile coretime の大きな利点は、少量の DOT トークンを保有する保有者がネットワーク内で独自のパラチェーンを開発する動機付けができることです。パラチェーンをリースするために大量のトークンをステークする必要がなく、直接購入またはリースできるため、トークンの流動性が大幅に向上します。
弾力的なスケーリング
現在のリソースとパワーの割り当てと比較すると、弾性スケーリングにより、ネットワークはそれらをすべてのパラチェーンに公平に分配できます。これは、ワークロードとデータが大きく、スケーラビリティと効率性を向上させるためにブロックチェーンとコアタイムからのさらなる支援を必要とする大規模なアプリケーションを開発しているパラチェーンにとって特に役立ちます。
結論
Polkadot は、スケーラビリティ、相互運用性、セキュリティなど、最も深刻な問題のいくつかを解決し、ブロックチェーンの分野でゲームチェンジャーとして自らを売り込んでいます。パラチェーンとリレーチェーン構造により、ブロックチェーンは同じセキュリティと相互接続性を共有しながら、スタンドアロンのブロックチェーンとして動作できます。機能強化に関しては、Polkadot 2.0 は、非同期バックアップ、アジャイルコアタイム、弾力的なスケーリングなど、さまざまな改善をもたらしました。Polkadot で観察された開発に基づくと、接続された分散型の世界を作成する可能性があり、Web3 シーンでゲームチェンジャーになります。
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