Stacksの深層解析：ビットコインのスマートコントラクトとDAppの新時代を切り拓く
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Stacksの深層解析：ビットコインのスマートコントラクトとDAppの新時代を切り拓く
StacksはビットコインにスマートコントラクトおよびdAppsの機能を提供し、新たな開発者およびユーザー・エコシステムの発展を引き起こす可能性がある。その結果、ビットコインの利用と価値が増加するかもしれない。
Web3業界の深掘り報道に専念し潮流を洞察一、概要
本レポートは、ブロックチェーン技術の革新プロジェクトであるStacksについて詳しく分析しています。Stacksは独自のコンセンサス方式「Proof of Transfer（POX）」を用いてビットコインブロックチェーンと連携し、高い非中央集権性と拡張性を実現しながら、追加的な環境負荷を生じることなく、ビットコインにスマートコントラクト機能を提供します。これにより、ビットコインは完全にプログラム可能な資産となり、分散型アプリケーション（dApps）における応用範囲が大幅に広がります。
本レポートでは、Stacksの主要な構成要素、ビットコインのステータスとセキュリティの活用方法、Clarity言語によるスマートコントラクトの特徴と利点について詳述します。また、Proof of Transfer（POX）コンセンサスメカニズムの仕組みと、それがビットコインの作業量証明（PoW）をどのように利用しているかについても解説します。
二、プロジェクト紹介
Stacksは、ビットコインブロックチェーンとリンクするブロックチェーンプロジェクトです。その目的は、ビットコインチェーンとセキュリティを共有し、ビットコイン上でトランザクションを決済できるプラットフォームを提供することです。Stacksはビットコインの機能を拡張することで、ビットコインを完全にプログラマブルな資産に変えることを可能にし、数千億ドル規模の消極的ビットコイン資本を解放し、dAppsの幅広いユースケースを実現します。
Stacksプロジェクトは、独自のコンセンサス方式であるProof of Transfer（PoX）を通じてビットコインと接続しています。PoXにより、Stacksチェーンはビットコインのセキュリティを利用でき、STXトークン保有者は「Stacking」という行動を通じてビットコイン報酬を得ることが可能です。このメカニズムにより、ビットコインの堅牢なセキュリティ基盤の上に、スマートコントラクトや高速取引といった新機能を追加することが可能となり、ビットコインの可用性とスケーラビリティが大きく向上します。
Stacksのビジョンは、ビットコインを基盤とした完全に非中央集権的なネットワークおよびアプリケーションエコシステムの構築です。スマートコントラクトや高速取引といった革新的なツールを提供することで、ビットコインおよびそのエコシステムのさらなる発展を目指し、最終的にはより安全で、公平かつオープンなWeb3の実現を目指しています。
三、プロジェクトアーキテクチャ
Stacksプロジェクトは、独自のコンセンサス方式であるProof of Transfer（PoX）を用いてビットコインチェーンとリンクしています。これにより、Stacksはビットコインチェーンのステータスとセキュリティを活用でき、より安全で信頼性の高いdAppsおよびスマートコントラクトプラットフォームを提供できます。このプラットフォームでは、すべてのトランザクションがビットコインチェーン上で決済され、ビットコインの強力なセキュリティを享受できます。
Stacksのスマートコントラクト層には以下の革新的な特性があります：
S（Secured）：Stacksのトランザクションはビットコインによって最終確定される。
約100個のビットコインブロックまたは約1日間の確認後、Stacksレイヤーでのトランザクションはビットコインの全ハッシュパワーによって保護されます。つまり、これらのトランザクションを巻き戻すには、攻撃者がビットコインチェーン自体を再編成できるほどの計算能力を持つ必要があります。Stacksのトランザクションはビットコインブロックチェーン上で決済され、ビットコインと同じ最終確定性を持ちます。さらに、Stacksレイヤーはビットコインを完全にフォークしており、ビットコインチェーン上のあらゆる分岐（ソフトフォークやハードフォーク）がStacksチェーンにも反映されます。これにより、Stacksチェーンはビットコインの進化に追随し、分岐による衝突を回避できます。
T（Trust-minimized）：信頼最小化されたビットコインアンカー；書き込み可能なビットコイン
Stacksは、新しいタイプの非中央集権的・ノンカストディ型のビットコインアンカー資産であるsBTCを導入しています。これにより、スマートコントラクトは安全性を損なうことなく、より迅速かつ低コストでビットコインアンカー資産を使用できます。さらに、Stacksレイヤーのコントラクトはアンカー取引を通じて、信頼なしにビットコインチェーンへ書き込むことが可能になります。
A（Atomic）：ビットコインとの原子的相互作用、およびビットコインアドレスが所有する資産
原子的交換と資産：Stacksは既にビットコインの原子的交換を実装しており、ビットコインアドレスがStacksレイヤー上で定義された資産を所有・移動できます。「マジックスワップ」や「デュアルスワップ」は、ビットコインL1とStacksレイヤー上の資産間で、信頼なしに原子的交換を行う実例です。また、ユーザーは希望すれば、ビットコインアドレス上でSTX、ステーブルコイン、NFTなどのStacksレイヤー資産を保有し、ビットコインL1のトランザクションで送金することも可能です。
C（Clarity）：Clarity言語 — より安全で決定可能なスマートコントラクト
Stacksは、Clarityという安全で決定可能なスマートコントラクト言語をサポートしています。Clarityを使うことで、開発者はコントラクト実行前に、数学的に確実に「何ができるか」「何ができないか」を把握できます。アンカー化コントラクトは、Clarityの安全性から恩恵を受けます。2022年12月時点で、Stacks上には5,000以上のClarityコントラクトが展開されています。また、Clarityの設計は「ガス代の見積もり失敗」という多くの他のスマートコントラクト言語（例：Solidity）に見られる問題を回避しています。Clarityでは、トランザクションの実行コストが事前に正確に判明するため、不足ガスによるトランザクション失敗がありません。Stacks上では、sBTCのようなビットコインアンカー資産の生成・管理は、特別なスマートコントラクトである「非中央集権的アンカー契約」によって行われます。この契約はClarityの安全性を活かし、アンカー資産の生成・管理プロセスの安全性と信頼性を確保しています。
K（Knowledge）：ビットコインの全ステート知識；読み取り可能なビットコイン
Stacksはビットコインの全ステートを把握しており、信頼なしにビットコインのトランザクションと状態変更を読み取り、ビットコイン取引によってトリガーされるスマートコントラクトを実行できます。このビットコイン読み取り機能により、ビットコインL1上でロックされたBTCと、アンカー化された状態（sBTCの状態）が常に一致した状態に保たれます。ビットコインチェーン上で取引が発生するたびに、Stacksはそれらの変化を読み取り、sBTCの状態を更新します。これにより、ユーザーは自分のsBTCがビットコイン上にロックされたBTCと常に同期していることを確実にできます。
S（Scalable）：拡張性、ビットコイン決済層上で高速な取引を実現
Stacksは、ビットコインブロックの間にStacksブロックをより速く生成することで、トランザクション処理速度を向上させています。これにより、Stacksネットワーク上の取引はビットコインよりも迅速に完了・承認されます。さらに、「サブネット」はStacksネットワークの拡張レイヤーであり、性能と非中央集権性のトレードオフを柔軟に調整できます。つまり、特定のニーズに応じて、より高速な取引や高度な非中央集権性のどちらかを優先して最適化できます。また、サブネットはSolidityやEVM（イーサリアム仮想マシン）など、他のプログラミング言語や実行環境もサポートします。これにより、イーサリアムで開発されたスマートコントラクトをStacks上で実行でき、ビットコインアンカー資産を使い、ビットコインチェーン上で決済することが可能になります。これにより、Stacksの互換性と応用範囲が飛躍的に拡大します。
Proof of Transfer (PoX) コンセンサスメカニズム
Proof of Transfer（PoX）は、Stacksプロジェクトの中心となるコンセンサス方式です。これはビットコインの作業量証明（PoW）を活用することで、高い非中央集権性とスケーラビリティを実現する新しいタイプのコンセンサスです。PoXでは、Stacksチェーンのノードがビットコインを「バーン（燃やす）」ことでブロック作成に参加します。つまり、ノードはアクセス不可能なアドレスにビットコインを送信することで、ネットワークのセキュリティに貢献したことを証明します。その後、そのノードが新区塊の作成者に選ばれる可能性があり、報酬としてSTXトークンを得ます。
Stacksレイヤーは、STXとBTCを用いた独自のコンセンサス方式「Proof of Transfer（PoX）」に依存しており、Stacksとビットコインの両方のレイヤーを活用しています。PoXは、ビットコインの作業量証明（PoW）コンセンサスと精神的に類似しています。ビットコインのPoWマイナーが電力を消費してBTC報酬を得るように、StacksのPoXマイナーは（すでに採掘された）BTCを消費してSTX報酬を得ます。PoWと同様に、PoXも中本スタイルの単一リーダー選出方式を採用しています。PoXマイナーはBTCを使って入札を行い、入札額に応じた確率でリーダーに選ばれます。リーダーの選出はビットコインチェーン上で行われ、新しいブロックはStacksレイヤーに書き込まれます。このようにして、PoXはビットコインマイナーがすでに行った作業を再利用しており、追加の大きな電力消費は必要ありません。通常のノートパソコンやPCを用いて、BTCを使った入札を行うStacksノードを動作させるだけで済みます。
PoXのもう一つの重要な要素は「Stacking」です。これは、STXトークン保有者がネットワークのセキュリティに参加できる仕組みです。保有者が自身のトークンを「Stacking」に登録すると、定期的にビットコイン報酬を受け取れます。これは、Stacksネットワークの参加者が直接ビットコイン報酬を得られるユニークなメカニズムであり、Stacksネットワークとビットコインの結びつきをさらに強化します。
Stacksは、RSKやLiquidなどのサイドチェーンとは異なり、ビットコインチェーンと深く持続的に接続されたスマートコントラクト向けビットコインレイヤーです。Stacksレイヤーでは、アプリケーションやスマートコントラクトがBTCを資産や通貨として使用し、ビットコインメインチェーン上で取引を決済できます。Stacksの目標は、BTCを受動的資産から生産的資産へと変え、さまざまなdAppsを可能にすることで、ビットコイン経済を拡大することです。RSKやLiquidなどのサイドチェーンと同様に、Stacksレイヤーは独自のグローバル帳簿と実行環境を持ち、スマートコントラクトをサポートするとともに、追加の取引によるビットコインブロックチェーンの負担を防ぎます。しかし、Stacksは他の多くの理想的なビットコインスマートコントラクト属性を備えており、高速ブロック、非中央集権的アンカー、サブネットといった高性能メカニズムを提供する点で他と一線を画しています。
四、プロジェクトの応用
ビットコインを完全にプログラマブルな資産にする
Stacksはビットコインに新たな機能と応用シーンを提供します。Stacksを活用することで、ビットコインはdAppsやスマートコントラクト内で完全にプログラマブルな資産として使用できます。この革新的な応用により、ビットコインは貸し借り、保険、予測市場などのさまざまな分散型金融（DeFi）製品やサービスに広く活用できるようになります。
Stacksレイヤーを使用することで、開発者はイーサリアム、Solana、Avalancheなどの他のスマートコントラクトプラットフォームで構築できるものと同様のアプリケーションを、BTCを資産／通貨として使用し、ビットコインブロックチェーン上で取引を決済しながら構築できます。Clarity VM上、あるいはサブネット上でSolidityや他の言語のEVMや他の仮想マシン上で開発可能です。ユーザーはまた、ビットコインチェーン上でネイティブにBTCをステーブルコインやNFTと交換することもできます。
消極的ビットコイン資本の解放
StacksはスマートコントラクトとdAppsを通じて、消極的ビットコイン資本を解放し、これらの資本がより大きな価値を生み出すことを可能にします。例えば、Stacksを使えば、ビットコイン保有者は自分のビットコインを分散型貸借プラットフォームに預け、利子収入を得られます。また、保有者はStacksの「Stacking」メカニズムに参加し、ネットワークのセキュリティにビットコインを貢献することで、ビットコイン報酬を得ることもできます。
ビットコインの高速取引を提供
上記の機能に加え、Stacksはビットコインに高速取引機能を提供します。ビットコインの設計的特性により、取引速度が遅く、これが応用の制限になる場合があります。
Stacksビットコインレイヤーは、より高いパフォーマンス、汎用性、セキュリティを実現する追加機能を提供しています。前述のパフォーマンス機構について述べましたが、Stacksレイヤーはビットコインと同様に、低遅延や高スループットではなく、非中央集権性を最適化しています。つまり、僻地の普通のノートパソコンと家庭用インターネット接続でも、完全なStacksおよびビットコインノードを実行できるように設計されています。しかし、Stacksチェーンのサブネットレイヤーは、より高いパフォーマンスを調整できます。サブネットもスマートコントラクトをサポートし、主Stacksチェーンや他のサブネットとは異なる非中央集権性と性能のトレードオフを選択できます。さらに、個々のサブネットは異なるプログラミング言語や実行環境のスマートコントラクトをサポート可能です。あるサブネットはClarityとClarity VMを採用し、安全性の利点を享受できますが、別のサブネットはイーサリアムのSolidity言語やEVM互換性をサポートし、統合や開発の容易さ、そして既存のイーサリアムスマートコントラクトやツールの活用という利点を得られます。Stacksを通じて、ユーザーはより迅速なビットコイン取引が可能になり、日常の取引やマイクロペイメントなどへの応用が広がります。
五、チームの背景
現在、Stacksは複数の独立した団体とコミュニティによって運営されているプロジェクトです。初期段階では、主にBlockstack PBC（現Hiro Systems PBC、略称Hiro）がリードしていました。Hiroは66名のメンバーから成り、創業者はMuneeb Ali氏です。プロジェクトチームの主要メンバーは、分散システム分野での長年の研究開発経験を持っており、その中には分散システム分野の博士号取得者が6名、米国大統領職業賞受賞科学者が2名います。
Muneeb Ali氏は、Stacksの共同創設者であり、HiroのCEO。プリンストン大学のコンピュータサイエンス博士で、分散型アプリケーションのフルスタックソリューションの構築を専門に研究しました。
Jude Nelson氏は、Stacks財団の研究科学者、元Hiroエンジニアパートナー。プリンストン大学でコンピュータサイエンスの博士号を取得。PlanetLabの核心メンバーであり、惑星規模の実験と展開の実現によりACM Test of Time賞を受賞しました。
Aaron Blankstein氏はエンジニア。2017年に博士号取得後、Blockstackのエンジニアリングチームに参加しました。
Mike Freedman氏は、Hiroの技術顧問。プリンストン大学の分散システム教授。
Albert Wenger氏は、Hiroの取締役。Union Square Ventures（USV）のマネージングパートナー。USV加入前はdel.icio.usの社長を務め、Yahooに売却されるまで在籍。また、天使投資家としても活動し、Etsy、Tumblrなどに投資しています。
六、資金調達情報
トークン販売数量は6.092億枚、総調達額は約7,560万ドル。創設者およびチームへの報酬は2.531億枚。2019年末までに4.41億枚のSTXトークンがロック解除され、うち36%は従業員、創設者、Aシリーズ投資家のもの、52%はReg D投資家のものです。
七、開発成果
現在、Stacksネットワーク上で著名なプロジェクトは以下の通りです：
ウォレット：
Hiro Walletは、Stacksチェーンで最もよく使われるオープンソースウォレットで、ユーザーがStacksネットワーク上の資産を保管・受け取り・送金できるように支援します。Ordinalsをサポートしていますが、まだライトニングネットワークは統合されていません。
Xverseは、Stacksブロックチェーン上で資産を保管・受け取り・送金できるノンカストディウォレットで、Ordinalsをサポートし、生体認証機能を追加してセキュリティと利便性を高めていますが、ライトニングネットワークは未統合です。
GoSatsは、インドのチームが開発したインドコミュニティに焦点を当てたBitcoinウォレットで、すべての買い物客、消費者、貯蓄者がBTCを使用することを目指しており、GoSats Visaカードやロイヤルティプログラムなどを展開しています。
DeFi：
ALEXは、非営利組織ALEX Lab財団が支援するStacksチェーン上に構築されたDEXで、ユーザーは取引、ステーキング、流動性マイニング、クロスチェーン、抽選付きローンチパッド、IDOなどの機能を利用できます。
Stackswapは、「Bitcoinチェーン初の完全機能DEX」と自称し、資産取引、流動性マイニング、ステーキング、クロスチェーン、ローンチパッド、NFTなどの機能を提供しており、STSWトークンを発行しています。
UWUは、BitAcademyのnickole.btc氏が設計した、UWU Cashステーブルコインに基づくStacksチェーン上の貸借プロトコルで、現在テスト段階にあり、コミュニティに参加してフォームを提出することでテスト資格を得られます。
流動性ステーキング：
Planbetterは、Stackチェーン上の流動性ステーキングプロトコルで、8.8万人以上のStackersユーザーが2.8億STXをステーキングし、累計25.42 BTCの報酬を得ています。
NFT：
Gammaは、Bitcoin NFT向けに構築されたNFTマーケットプレイスで、StacksとOrdinalsを既に統合しています。
Boomは、Stacksチェーン上に存在するネイティブNFTプラットフォームで、「Boomboxes」という新しいタイプのNFTを展開しています。ユーザーはSTXを委任ロックすることで、ロック報酬の一部を自動受取証明書としてNFTで受け取れます。
TradePortはマルチチェーン対応NFTマーケットプレイスで、現在Stacks、Nearチェーンをサポートしており、今後AptosやSuiへの拡張を計画しています。
八、経済モデル
初期供給量は13.2億枚です。毎年一定のインフレ率で新規発行され、2050年には18.42億枚（v1では20.52億枚）に達すると予想されています。
STXは、Stack 2.0上でデジタル資産（ユーザー名、ソフトウェアライセンス、ポッドキャストなどのデジタル商品）を登録したり、スマートコントラクトを実行するために必要な手数料として使用され、イーサリアムネットワークのガス代に類似しています。ネットワーク内の操作にはSTXが消費されます。また、STXはトランザクション手数料の支払いに使用され、マイナーがマイニングノードを稼働させたり、開発者がDAppを開発するインセンティブとしても機能します。
STXの主な属性は、Stack 2.0のネットワーク運用を支え、各種メカニズムを調整・均衡させることです。STXの長期的価値は、基本的にStacksネットワークの成長とClarityスマートコントラクトの需要量に依存しています。
Stack 2.0においてSTXを取得する主な方法は、PoXコンセンサスに参加し、BTCを提出してSTXを得るか、STXをステーキングしてBTCを得るかのいずれかです。STXをロックする各報酬期間中、マイナーから譲渡されたビットコインが報酬として受け取られます。ロック期間が終了すると、STXはロック解除され、自由に使用または再ステーキングできます。
九、メリットとリスク
メリット
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ビットコインのスマートコントラクト能力：StacksはビットコインにスマートコントラクトとdAppsの機能を提供し、多数のユーザーと開発者の獲得につながる可能性があります。これにより、新たな開発者・ユーザー生態系が形成され、ビットコインの利用と価値が増加するかもしれません。
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新たなアプリケーションとユースケース：Stacksはビットコインをスマートコントラクトの基盤資産として使用できるようにし、分散型金融（DeFi）や非代替性トークン（NFT）など、新たな応用とユースケースの開拓を可能にします。
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ビットコイン経済への貢献：スマートコントラクトやdAppsにビットコインを参加させることで、Stacksはビットコイン経済に肯定的な影響を与える可能性があります。これによりビットコインの需要が増加し、価値が上がるかもしれません。同時に、取引手数料をビットコインネットワークに還元することで、長期的にビットコインネットワークのセキュリティ維持にも寄与する可能性があります。
リスク
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技術の発展と受容性：StacksはビットコインにスマートコントラクトとdAppsの機能を追加しますが、その技術の発展と受容には依然課題があります。Clarity言語は安全ですが、すべての開発者が精通しているわけではありません。また、サブネットはより高いパフォーマンスと汎用性を提供しますが、その実装と維持には技術的・ガバナンス的な課題が伴う可能性があります。
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ネットワーク効果とユーザー採用：Stacksはその潜在力を発揮するため、大量のユーザーと開発者の獲得が必要です。これは時間がかかり、既存のプラットフォーム（例：イーサリアム）がすでに多数のユーザーと開発者を抱えているというネットワーク効果の壁を乗り越える必要があります。
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規制リスク：STXのマイニングやStackingなどの機能は、特定の法域で規制の対象となる可能性があります。また、暗号資産やスマートコントラクトに対する世界的な規制環境は変化し続けており、これがStacksに影響を及ぼす可能性があります。
総じて、いくつかの課題があるものの、Stacksの将来性は非常に有望です。これらの課題をうまく克服できれば、Stacksはビットコインおよび暗号資産エコシステム全体に深い影響を与える可能性があります。
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