クロスチェーンは新しい時代を作るか?

目次

    はじめに

    こんにちは!

    暑くなったり寒くなったり、仮想通貨の価格も安定したと思ったらまた急に下がったりですね、、

    今回は、最近注目度と期待度が上がってきているクロスチェーンを実現するCosmosについて3回の連載を通して解説していこうと思います。このプロジェクトは今年2018年の4月にICOを行い、17,000,000USDの調達目標がわずか27分で達成しました。このことからも期待されていることは確かです.

    今回の記事ではCosmosの構成要素や用語について解説し、次回はその利用と詳しい仕組みについて解説していきます。

     

    公式HP:cosmos.network

    ホワイトペーパー:github.com

    Building an “Internet of Blockchains”

    Cosmosはブロックチェーンのインターネットを作るプロジェクトです。

    Cosmosはブロックチェーンのネットワークを作り、長年の仮想通貨やブロックチエーンの課題であったスケーラビリティの問題、取引所のハッキング問題を解決する目的で開発されています。さらに、ブロックチェーン同士の相互の運用や利用をできるような仕組みも提供してくれます。

    Cosmosの最終的な目的は、ブロックチェーンを簡単に開発でき、スケールしやすく、コイン・トークン同士が相互に接続されたブロックチェーンのインターネットを作ることです。

    Cosmos のアーキテクチャー

    Cosmosは最近よく叫ばれているブロックチェーンの問題を一気に解決する可能性を持っています。

    クロスチェーン

    クロスチェーンとは、異なるブロックチェーン間の橋渡しをして、相互に運用できることを実現するブロックチェーンのことです。このクロスチェーン取引が実現すれば、取引所などの第三者を仲介させずとも、低リスクで仮想通貨の交換や、特定のコイン同士の機能を掛け合わせて使うことができます。しかし。現状では、異なるブロックチェーンにおける仮想通貨の交換は、取引所などに依存し、クロスチェーンによる運用は行われていません。

     

    相互運用(Interoperable)

    Cosmosにおいてインターオペラブル(Interoperable)という概念はとても重要です。これは、異なるブロックチェーンを双方向に運用できることを表し、Cosmosのブロックチェーンはこれらの橋渡しとなるクロスチェーンとして機能します。

    この相互運用は、zoneと呼ばれる複数のブロックチェーンによって可能になります。

    相互運用のためにzoneを作成することで、ブロックチェーンシステムをCosmosのHUBに接続し、仲介業者を必要とせずに、これらのzone間でトークンの交換ができるようになります。
    たとえば、ビットコインをGolemに交換したい場合について考えていきましょう。ほとんどの取引所でGolemと交換できる仮想通貨はイーサリアムです。 なので、日本の取引所でまずビットコインをイーサリアムに交換し、このイーサリアムを海外の中央集権的な取引所に送金しそこでGolemと交換する必要があります。しかし、この方法は手間もかかる上に、ハッキング、盗難などのリスクもあります。CosmosのHUBを通すことで、このようなからGolemへの交換も、取引所を介さず、すぐに、より安全に行うことが可能になります。

     

    Golemについては、【β版公開】Golemの仕組みと展望〜次世代のビジネスモデル〜を参考にしてください。

     

    スケーリングソリューション

    スケーリングはブロックチェーンの未解決の問題の一つです。現在のトランザクションのスピードだとイーサリアムとビットコインは、VisaやMastercardなどの決済ネットワークのトランザクションのほんの一部のみしか支えることができません。 対照的に、Cosmosの基盤技術であるTenderminとIBCは、Cosmosのブロックチェーンを無限にスケーリングすることを可能にします。Tendermintの上に構築されたzoneは、1秒間に何千ものトランザクションを処理できます。しかし複数の人々がzoneを使用すると、今まで同様、多くのトランザクションを処理しなくてはいけなくなり、トランザクションが処理しきれなくなり溢れてしまいます。

    スケーリングソリューションは様々ありますが、Cosmosではシャーディングと呼ばれる手法がスケーリングソリューションとして提供されています。シャーディングでは、別の同一のzoneをHUBに追加しトランザクションを分散して処理することで、トランザクションの処理速度を倍増させます。 分散処理ではトランザクションによって処理するzoneは異なりますが、Cosmos HUBに接続されることで接続されているzone同士の同期が保証されます。

     

    シャーディングに関しては、イーサリアムのスケーラビリティ問題とその解決策

    を参考にしてください。

     

    Cosmosは、Tendermintを通して新しい仮装通貨の設計、既存の仮想通貨を相互運用できる形へアップグレード、分散型取引所のための手段、スケーラブルスマートコントラクトのプラットフォームとして多くのユーザーに利用されるようになります。

    Hub

    Cosmosネットワークにおける最初のブロックチェーンは、Cosmos HUBです。 Cosmos HUBは、IBC(Inter Blockchain Communication)と呼ばれるブロック間通信のプロトコルによってzoneに接続し、各zoneのトークンの交換などを記録します。すべてのzone間転送はCosmos HUBを経由するため、zone間での流動性の高い交換や信頼できる第三者を必要としないトークン転送を迅速かつ安全に実行できます。

    Cosmos HUBは、各zoneがIBCプロトコルを実装している限り、さまざまな種類のzoneに接続できます。例えば、プライベートチェーンのトークンAからのパブリックチェーンのトークンBにも交換できます。

     

    Cosmosは、ビットコイン、イーサリアム、ZCashなどの多種多様な通貨とスクリプト言語を使用することができます。

    Cosmosは単なる分散台帳ではなく、Cosmos HUBを通して様々なトークンが相互に交換できたり運用することができるプラットホームです。また、このプラットホームとなるHUBは誰か一人が作れるわけでなく、誰でも独自のHUBを作れるような設計になっています。

     

    Proof-of-Stake

    Cosmosのブロックチェーンネットワークは、新しいブロックを検証しブロックチェーンに追加するバリデータたちによって構成されています。 ビットコインなどのProof-of-Workシステムでは、バリデータはマイナーと呼ばれ、マイナーが次のブロックを生成する確率は、その計算能力に比例します。 対照的に、Cosmos HUBは、Proof-of-Stakeというアルゴリズムを採用しています。これはバリデータの保有するトークンの量に依存するコンセンサス・アルゴリズムの一種です。

     

    Cosmos Hubで使用される2つのトークン

    Atom

    Cosmosネットワークにおいて主に用いられるトークンは、Atomと呼ばれるトークンです。Comos HUBの場合、バリデータが次のブロックを生成するためのProposerに選出される確率は、バリデータがロックアップした(すなわちステークした)Atomトークンの割合によって決まります。

    これらのAtomは、バリデータ自身でロックするか、デリゲータと呼ばれる検証作業をしたくない人や、検証作業を実行できない人が、Atomをバリデータに委託することでロックされます。

    バリデータのロックしたAtomと委託されたAtomの合計をステークと呼びます。バリデータとデリゲーターは、Atomをロックアップし検証作業に参加することで、報酬としてAtomトや、Photon(後述)、そしてホワイトリストに記載された各種のコイン・トークン建てで取引手数料を受け取ります。 もし、ロックアップしたAtomを回収したい場合は、3週間のロックアップ解除期間を待つ必要があります。(ホワイトリストは,Atomの斬新な特徴の一つです.Atomでは,バリデーターが指定したホワイトリストにのっているトークンであれば手数料として支払いができます.そのため,イーサリアムの送金の手数料としてビットコインを使うこともできます.)

     

    また、Atomをバリデータに委託したデリゲーターは,バリデータに対して手数料を払う必要があります。この手数料はバリデータが決められます。そこで、デリゲータはこの手数料や、安全性を考慮してバリデータを選び委託します。

    まとめると、Atomは以下に示す役割を持っています。

     

    • Cosmos上でのステークに用いられる。
    • このステークの全体に対する割合に応じて、新規ブロック生成の提案権(Proposer)、新規ブロック生成の提案に対する投票権(Validator)が得られる。
    • ステークされているAtomは不正などを行うと没収される。
    • Cosmos内(ZoneやHub)での手数料として用いられる。

     

    Photon

    AtomはCosmos HUBでのロックアップ用に設計されています。 これは、Atomが手数料を支払うことやCosmos エコシステムで他のzoneに送金されるようなことは想定していないといことです。 このことがPhotonトークンを導入する理由です。 PhotonトークンははAtomよりもはるかに大きな流動性と速度を持つ手数料支払い用のトークンです。 Photonは、Atomの後にHUB上で二番目にホワイトリストに追加されて、手数料として使うことができるトークンです。そのため、PhotonはHUBに接続されているすべてのzone間を流動性高く移動するようなトークンです。

    このようにすることで、Atomの流動性を下げて価格をあげ、Atomの買い占めによる不正を防ぐ役割を担っています。

     

    • Cosmos内(ZoneやHub)での手数料

     

    最近では、このように一つのシステムの中で使えるネイティブトークンが複数あるようなモデルをマルチトークンモデルと言ったりもします。 

     

    ホワイトリスト

    ここまで二つのトークンについて述べてきました。その中で少し触れましたが、CosmosHUBでは、AtomとPhoton以外にも他のコインやトークンでトランザクション手数料を支払うことができます。これは、Cosmosの利点の一つでCosmos HUBを使うユーザーはAtomなどのトークンを持たなくてもビットコインやイーサリアムで手数料を支払うことができます。どの通貨が手数料として使うことが出来るかはホワイトリストに記載されています。また、このホワイトリストへの新しいトークンの追加はHUBに参加しているバリデータの投票によって決まり決まります。

     

    Cosmos Hubの参加者

    Cosmos HubにはValidatorとDelegatorの2者がいます。それぞれの役割を解説します。

    Validator

    Cosmos HUBのバリデータは、ブロックチェーンに追加される新しいトランザクションブロックを作成する責任があります。 しかしバリデータになることは簡単ではありません、技術的な知識とハードウェアへの投資が必要だからです。 また、バリデータになるには、多くのAtomを持っている必要があります。メインネットローンチ時には、バリデータの数は100に固定されています。実際、バリデータになる意思があり、かつ最も多くのステークを持つTop100 に入っているアドレスだけがバリデータとなることができます。(ネットワークではTendermintのProof of Stakeベースの合意形成の性質上、バリデーターの数が増えると合意形成時のコミュニケーションが複雑になりネットワークが遅くなってしまうことから、バリデーターの数は当初の100から300を上限に毎年13%ずつ増やす計画だとしています。)そのため、このランキングの上位に入らないほとんどの人はバリデータになれず、代わりにデリゲーターになり、バリデータ候補のうちの誰かにAtomを委託することになります。。またこのバリデータ選出のランキングでは自分のAtomのstakeのみではなく、自分に委託されたデリゲーターからのstake分を合計した総Atom量(stake)が計算に用いられます。

     

    また、バリデータが二重に署名したり、頻繁にオフラインになったり、ガバナンスに参加していない場合、そのステークしたAtom(委任されたユーザーのAtomを含む)は削除できます。このようなペナルティの度合いは違反の重大性に依存して決定されます。

    Delegator

    十分なAtomを保有していないために、バリデータとして検証を実行できない、または十分Atomを保有しているがバリデータを担いたくない人は、引き続きデリゲーターとして検証プロセスに参加できます。 デリゲーターの役割は、バリデータの報酬条件や安全性を考慮してAtomの委託先を選ぶことです。

    まとめ

    Cosmosの登場人物について理解することで次の記事がずっと読みやすくなると思います!

    次回は、Cosmosでどのようなことができて、それがどのような仕組みで実現できるかについて書いていきます。

     

    reference

    https://cosmos.network/

     

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