レイヤー1の新しいイーサリアム、より良いイーサリアム？

2022.03.15

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レイヤー1の新しいイーサリアム、より良いイーサリアム？

イーサリアムコミュニティのメンバーらが新たな改善プロジェクトCUNを立ち上げ、イーサリアムを継承・改良し、互換性、パフォーマンス、非中央集権性などの面でソリューションを提案している。暗号資産業界において、彼らの支持者は急速に増加している。

2022.03.15 - 03:25:11

以太坊Layer1

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要旨：イーサリアムのブロックチェーン基盤としての地位は揺るぎないようだが、高手数料、低効率、非中央集権化の理念からの乖離といった問題も抱えている。また、プラットフォーム上の既得権益グループの形成と固定化により、革新が次第に困難になっている。一団のイーサリアムコミュニティメンバーが新たな改善プロジェクトCUNを立ち上げ、イーサリアムを継承・改造し、互換性、性能、非中央集権化などの面で解決策を提示。暗号資産業界における彼らの支持者は急速に増加している。

ビットコイン（Bitcoin）はトーテムとなり、イーサリアム（Ethereum）はインターネットの運営モデルを変えるブロックチェーンインフラであるが、イーサリアム自身もまた変化されつつある。

中本聡（Satoshi Nakamoto）が2008年にビットコインを発明した際、ブロックチェーンはビットコインシステムの安定運用を保証するための技術手段にすぎなかった。しかし、Vitalik Buterinが2013年にイーサリアムを創出したことで、ブロックチェーンはビットコインから真に独立し、インターネットの運営モデルを変える次世代ネットワーク技術となった。

ビットコインは支払い属性を強調し、ブロックチェーンの非中央集権的構造を通じて、中央銀行の発行なしに安全なデジタル通貨を実現する。一方、イーサリアムはスマートコントラクトによってアプリケーションや取引を展開できる新しいデジタルネットワークへと発展した。

しかし、イーサリアムの成功とともにさまざまな欠陥も露呈し始めた：手数料の高騰、効率の低さ、非中央集権化の理念からの逸脱など。これに対し競合が登場し、全体としては「代替」と「継承・改良」の二つの路線に大別される。

イーサリアムの台頭

ビットコイン誕生後、「アルトコイン（AltCoin、Bitcoin alternative）」が大量に登場した。これらはオープンソースのビットコインコードを改変あるいはそのまま流用し、同じブロックチェーン技術を使って独自の電子マネーシステムを構築した。

ほとんどのアルトコインはビットコインの単なる模倣であり、「シャンチャイコイン（ニセモノコイン）」と呼ばれていた。一方、イーサリアムはチューリング完全なイーサリアム仮想機械（EVM）を構築し、スマートコントラクトと非中央集権型アプリケーション（Dapp）をこのブロックチェーン上で構築・実行可能にしたことで、多数のアルトコインの中から抜きん出て、「第二世代ブロックチェーン」の代表格となった。

イーサリアムの爆発的な成長は、すべてスマートコントラクトのさまざまなシーンでの応用によるものだった。

ICO（Initial Coin Offering、初回コイン公開）はブロックチェーンプロジェクトの資金調達の主な手段であり、実際イーサリアム自体も2014年7月にICOで1800万ドル以上を調達し、開発・展開を行った。しかし、イーサリアム上陸後は、ICOの主要プラットフォームとなった。ERC-20規格によりトークン発行が極めて容易になり、2017年には多くのブロックチェーンプロジェクトがERC-20規格でトークンを発行して資金を調達。巨大なバブルを引き起こした一方で、これはイーサリアムのスマートコントラクトが初めて大規模に使われた事例でもあった。

DAO（Decentralized Autonomous Organization、非中央集権的自律組織）は多くの人々にとって理想の形態であり、ブロックチェーンは人間同士の信用問題を解決し、DAOを可能にする。現在、イーサリアムエコシステム内には多数のDAOが存在し、それぞれ異なる理念や契約に基づいてグループを形成し、イーサリアムのエコシステムを豊かにしている。

DeFi（Decentralized Finance、非中央集権型金融）は、ブロックチェーンが最も実用化されやすい分野だと広く考えられている。イーサリアムのスマートコントラクトは、自動執行される金融契約として機能し、資金を預託し、定められた条件や特定イベントに基づいて自動的に資金を移動させることが可能である。現在、DeFiはイーサリアム上で最も広く使われているアプリケーションの一つである。

クリプトキティなどのコレクタブルトークンは一時的に華々しい成功を収めたが、2021年にはイーサリアムのERC-721規格を応用したNFT（Non-Fungible Token、非代替性トークン）が最もホットなプロジェクトとなり、境界を超えて流行し、メタバース（Metaverse）概念の爆発を牽引した。

イーサリアムと競合するパブリックチェーンエコシステム

ビットコインと同様、イーサリアムが最大のブロックチェーンプラットフォームとなった後、競合が登場し始め、主に「代替」と「改良」の二つの路線を踏襲している。

一つ目の路線は「イーサリアムの代替」である。例えばポルカドット（Polkadot）、ソラナ（Solana）、Dfinityなどは、新しいコンセンサス機構を構築しようとしており、一部のプロジェクトは新しいプログラミング言語まで開発し、スループットや効率、非中央集権化、クロスチェーンの問題を解決しようとしている。

ポルカドットは主にクロスチェーン問題を解決する：異なるブロックチェーン間ではデータ情報が相互に連携できないが、このデータの孤島状態を打破するため、ポルカドットはすべてのブロックチェーンが接続可能なネットワークプロトコルを構築しようとしている。並列チェーン（パラチェーン）は主にデータ処理と取引情報を担当する。複数のパラチェーンによりブロックチェーンの横方向拡張（スケーリング）を実現し、パフォーマンス問題を解決する。

ブリッジ（転接橋）も一種の特別なパラチェーンであり、その役割には他の異なる構造を持つブロックチェーンとの接続も含まれる。リレーチェーンはポルカドットの中心であり、主な機能は各パラチェーンから提出されたブロックを検証し、最終的な確定性を証明することである。ポルカドットは現在、スケーラビリティと手数料の面でイーサリアムに対してある程度の優位性を持っているが、その基本設計思想は依然としてイーサリアムの枠内にある。

ソラナの目標は高性能パブリックチェーンになること：最大の特徴はメインネットが採用するPoH（Proof of History、履歴証明）方式であり、各ノードがローカルなタイムスタンプを生成でき、ブロックチェーン全体の同期を待たずにデータと状態を更新できるため、全体の効率が向上する。

PoHに加え、タワービザンチンフォールトトレランス（Tower BFT）、タービン（ブロック伝播プロトコル）、ガルフストリーム（メモリレス取引転送プロトコル）、シーレベル（並列スマートコントラクト）、パイプライン（取引検証）、クラウドスキャッター（アカウントデータベースの水平スケーリング）、アーカイブ（分散型台帳ストレージ）など複数の革新技術により、ソラナはイーサリアムの強力なライバルとなった。

「イーサ系」の形成

「イーサリアムの代替者」には確かに多くの利点があるが、一方で「イーサリアムを模倣または変更する」アプローチで台頭した競合も存在する。

BSC（バイナンススマートチェーン）はPoSA（Proof of Stake Authority）コンセンサスアルゴリズムを採用し、委任式利得証明（DPoS）と権威証明（PoA）の機能を組み合わせ、21個の検証ノードからなるネットワーク上で、秒単位のブロック生成時間を実現し、DeFiプロトコルに高速なインフラを提供する。「スマート（smart）」という言葉は、スマートコントラクト関連の機能に由来する：BSCはスマートコントラクトの記述をサポートし、既存のイーサリアム仮想マシン（EVM）およびそのエコシステム内のすべてのアプリケーション・ツールと互換性を持つため、開発者は簡単にイーサリアムDAppを移行・展開できる。

世界最大の暗号資産取引所であるバイナンス取引所が提供する資金、ユーザーなどのリソース支援により、BSCは大量のユーザーとユーザー層の拡大を急ぐプロジェクトを短期間で惹きつけた。

2018年、Polygonチームはイーサリアム上でLayer2のソリューションを構築し始め、イーサリアムのコスト削減とスケーラビリティの要求を満たすことを目指した。従来のLayer2とは異なり、PolygonはzkRollups、Optimistic Rollups、Validiumなど異なるスケーリング案を統合し、ワンストップのLayer2アグリゲータを実現した。使いやすいPolygon SDK開発ツールを提供することで、開発のハードルを大幅に下げた。

2020年5月、PolygonはMaticをリリースした。これは以下の2つの構成要素からなる：

1つはPoSサイドチェーンのバリエーションで、「コミットチェーン」と呼ばれ、スマートコントラクト開発をサポートする。
もう1つはPlasmaに基づくエントリーランプで、イーサリアムからMaticサイドチェーンへの取引ルーティングを行う。

Polygon PoSチェーンは、サイドチェーンと純粋なLayer2ソリューションの中間に位置し、メインチェーンの安全性を継承し、多数の取引をまとめてパッケージ化し、データをメインチェーンに返す前に一括確認を行う。

現在、PolygonにはDeFi、NFT、ウォレット、オラクル、DAOなどのアプリケーションとインフラが集積しており、DeFi貸借プロトコルの大手Aave、非中央集権型取引所SushiSwap、自動マーケットメーカーCurve、オンチェーンアグリゲーター1inchなどが含まれる。NFTプロジェクトには世界最大のNFTデジタルアート取引所OpenSea、NFTバーチャルゲームDecentralandがある。オラクルにはChainlink、AP13といったリーディングプロジェクトが含まれ、ウォレットにはMetaMask、マーズウォレット、Fortmaticなどが含まれる。

Layer2の問題点とは

Polygonなどのプロジェクトは比較的、イーサリアムの非効率性と高コスト問題を解決した。それらはLayer2スケーリング方式を選択：大部分の取引をイーサリアムチェーン下のLayer2プロトコルで処理し、取引をまとめた上でイーサリアムネットワークに提出する。イーサリアムのLayer2方式はメインネットの安全性に依存しており、結果としてユーザーのイーサリアムへの依存度がさらに高まる。さらに重要なのは、使用量の急増による「混雑」と高手数料に加え、イーサリアムはWeb2.0時代の主流プラットフォームのように、エコシステムの優位性を背景に徐々に「寡占化」し、独占的地位を築きつつあり、これはブロックチェーンの非中央集権化とコミュニティ参加の本来の趣旨に反している。

よりイーサリアムに依存するLayer2方式は、暗号世界にとって最適な選択ではない。Layer2はイーサリアムの「独占性」を強化するだけで、イーサリアム自体の欠陥を解決していない。新しいネットワークはより高速で、より安全で、より低コスト、プライバシー保護に優れ、NFTやメタバースなど暗号市場の新機会に柔軟に対応できるべきである。何よりも重要なのは：このネットワークは暗号コミュニティに属すべきだ。

現在、イーサリアムを変革すべきと考える一部の人々は、以下の主張をしている：

1. イーサリアムを継承することで、イーサリアムやイーサエコシステムなど異なるブロックチェーン間の互換性問題を解決。クロスチェーンブリッジで資産のクロスチェーン問題を解決する。
2. 新しい数学的ロジックでコンセンサスを改善し、ネットワーク通信効率を向上させる。
3. Layer2ではなく新しいLayer1ネットワークを構築し、安全性を確保しつつイーサリアムメインネットへの依存を低下させ、中央集権化を回避する。
4. イーサリアムを継承しつつ可能な限りモジュール化設計を採用し、エコシステムの移行とネットワークアップグレードの問題を解決する。
5. 創設者や核心開発者を持たず、最終的にはDAOによるガバナンスを目指す。

Layer1レベルでイーサリアムを変える

CUNは新たなLayer1ネットワークである。コンセンサス方式に関して、CUNは第一段階（オリジンネット）で許可制のPoAコンセンサスを採用し、第二段階（グッドホープネット）ではPoS＋PoA方式でステーキング投票メカニズム付きの許可コンセンサスを実現し、第三段階（ニュージェネレーションネット）ではコンセンサスネットワークをPoS＋PBFTコンセンサスへと移行する。

ネットワーク初期段階において、CUNオリジンネットはメインチェーンコインを持つLayer1ネットワークであり、PoAを許可メカニズムとして、複数の信頼ノードを選挙してネットワークの起動と維持に参加させ、ノード集合を形成する。ノードは一定量のCUNPをステーキングしなければならず、ブロックの収集、パッケージ化、コンセンサス、検証はすべてこの集合内のノードによって実行される。

オリジンネットのノード規模とコミュニティが保有するCUNPがステーキング投票選挙が可能な水準に達すると、CUNはオリジンネットからグッドホープネットへと移行する。グッドホープネットは新世代ネットへ向かう過渡的ネットワークであり、PoA＋PoSを許可メカニズムとする。

グッドホープネットの違いはPoSメカニズムの導入にある。この段階でPoSにより参加するノードはコミュニティノードとなる。この段階では多数のコミュニティノードがネットワークに参加し、ステーキング報酬制度によりCUNエコシステムの長期参加者がさらに増加する。PoA＋PoSコンセンサスを組み合わせることで、非中央集権化を拡大しつつ、ネットワークの安定性と高性能を向上させる。

CUNの新世代ネットはイーサリアムと同様にPoSを許可メカニズムとするが、CUNはメインチェーンのコンセンサス段階で改良型PBFTアルゴリズムを用いビザンチンフォールトトレランスを実現し、この段階でDAOガバナンスを実施する。

“現在広く使われるPBFTコンセンサスプロトコルの通信複雑度はO(n^2)であり、ネットワーク後期にはノード数が増加し、規模が100を超えるとコンセンサス効率は平方レベルで低下する。この問題に対し、CUNは過渡期にBFT系コンセンサスを改良し、スケーラビリティ、安全性、パフォーマンスを向上させる予定である。”

この式によれば、ノード数がN=84に達すると、PBFTの通信回数は13,944回に達するが、3層PBFTでは152回に過ぎない。現在、マルチレイヤーPBFTアルゴリズムは理論上1000ノードでもメインチェーンのコンセンサス効率を著しく向上させることができ、このノード数は現在のソラナの規模と同等である。

注目に値するのは、CUNは現在のイーサ技術路線の追随者の中で、メインチェーンのコンセンサス層のアップグレードを提唱する数少ないネットワークの一つであり、イーサリアムの過渡的ソリューションであるLayer2方式と比べて、Layer1方式の進化と言える。

CUNコミュニティの理想主義的色彩はビットコイン時代の特徴をいくつか持っており、その支持者の中にはテクノロジー企業のCTO、取引所関係者、大学教授、公益団体、業界団体、社会学者などがいるが、彼らは身元を公にしていない。あるいは、個人色をあまり加えたくないのかもしれない。

現時点では、この新興ネットワークの将来について確かな判断を下すことはできない。なぜなら、成功は常に技術だけでは決まらないからである。しかし、私たちは改革者の成功を願っている。ビットコインが教えてくれたように、インターネットはいかなる単一の機関や個人のものではなく、コミュニティのものであるべきなのだ。

付録：

1. 『Layer1の新イーサリアム、より良いイーサリアムか？』

http://tech.china.com.cn/news/20220218/385088.shtml

2. 『The Coopunion Network Moves From The Origin Network To The Cape Of Good Hope Network — The New Official Website Is Online』

https://finance.yahoo.com/news/coopunion-network-upgrades-origin-network-054500188.html

3. 『Conception and roadmap of Coopunion Network』

https://coopunion.net/#/pages/blog/info?uuid=fbc3a1d6926a4bf5891e339b28d51ae4&type=2

4. Socials

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