分散型コンピュータの「新ストーリー」：Quilibriumは次のICPになるか？
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分散型コンピュータの「新ストーリー」：Quilibriumは次のICPになるか？
Quilibriumは、従来のインターネットの計算能力とブロックチェーンの非中央集権化との間に「均衡」を見出すことを目指しており、そのため独自の非中央集権型クラウドコンピューティングアーキテクチャを設計した。
Web3業界の深掘り報道に専念し潮流を洞察執筆：Lydia Wu
読者への注意：Quilibriumのメインネットはまだリリースされておらず、現時点で公開されている情報も少ないため、本稿におけるインセンティブメカニズム、経済モデル、資金調達履歴、ロードマップに関する記述は現時点に限定されたものであり、将来の実際の状況とは異なる可能性があります。本稿は主に研究および一般向け解説を目的としており、投資判断の参考にはしないでください。また、業界関係者の批評や議論も歓迎いたします。
1. レポートの要点
1.1 核となる投資論理
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Quilibriumは、従来のインターネットの計算能力とブロックチェーンの非中央集権性の間に「均衡」を見出すことを試み、そのための独自の非中央集権型クラウドコンピューティングアーキテクチャを設計した
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Quilibriumはデータベースに基づくオペレーティングシステムを構築しており、開発体験が従来のソフトウェア開発に近く、より多くの従来型ソフトウェア開発者を惹きつける可能性がある。また、現在のWeb3開発者がより複雑な暗号化アプリケーションを構築するのにも役立つ
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Quilibriumの設計はセキュリティとプライバシーを重視しており、機密データを露呈したくないものの、暗号技術の利用を望む企業にとって大きな魅力を持つ。個人ユーザーにとっては、Farcasterの初期的な成功が、非中央集権型アプリがユーザー獲得と収益創出において長期的ポテンシャルを持つことを示している
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創業者兼CEOのCassie Heartは、元Coinbase上級エンジニア、Farcaster開発者であり、チームは豊富な経験、安定した成果提供能力、明確な個性を持っている
1.2 主要リスク
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プロジェクトは非常に初期段階にあり、メインネットは未リリースで、プロジェクトの複雑度も高く、技術的実現可能性や市場需要の検証はまだ完了していない
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短期的には、知名度の高いArweave AOとの間で、ユーザーの認知や開発者コミュニティにおいて競争が生じる可能性がある
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固定されたトークンモデルがなく、トークン放出速度が不安定であるため、投資家にとっては一定のリスクが伴う
1.3 評価
Quilibriumはまだ非常に初期の段階にあるため、正確なプロジェクト評価を算出することは現時点では不可能である。しかし、流通時価総額および完全希薄化時価総額の観点から見ると、コンセプトが類似する他の市場プレイヤーと比較して、Quilibriumの現時点での時価総額には一定の魅力がある。
2. 業務分析
Quilibriumは自らを「プライバシーや拡張性を犠牲にすることなく、クラウドコンピューティングの利便性を提供する、非中央集権型のインターネットレイヤープロトコル」と位置づけており、「非中央集権型PaaSソリューション」とも称している。このポジショニングに基づき、本セクションでは以下の問いを中心に、Quilibriumのビジネスについて説明する。
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従来のインターネットクラウドコンピューティングにはどのような問題があるのか？
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なぜ我々は（再び）非中央集権型コンピュータを必要とするのか？
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現在主流のブロックチェーン設計と比べて、Quilibriumにはどのような特徴があるのか？
出典：Cassie HeartのFarcasterアカウント
2.1 業務ポジショニング
2.1.1 計算から始める
Web2でもWeb3でも、「計算」はアプリケーションの開発、実行、拡張の原動力として極めて重要な概念である。
従来のインターネットアーキテクチャでは、計算タスクは通常、中央集権的なサーバーによって処理される。クラウドコンピューティングの登場により、計算の拡張性、アクセス性、コスト効率が向上し、次第に従来の計算モデルに取って代わり、主流となった。
提供サービスの内容から見ると、大手クラウドプロバイダーが提供するクラウドサービスモデルは一般的に、インフラストラクチャとしてのサービス（IaaS）、プラットフォームとしてのサービス（PaaS）、ソフトウェアとしてのサービス（SaaS）の3種類に分けられ、それぞれ異なるニーズや能力を持つ主体に対して、リソースに対する制御レベルの異なるサービスを提供する。一般のエンドユーザーがよく知っているのはSaaSである。PaaSとIaaSは主に開発者を対象としている。
出典：Lydia @ Mint Ventures
出典: S2 Lab, Lydia @ Mint Ventures
イーサリアムなどの主流ブロックチェーンでは、計算は通常、非中央集権ノードによって行われる。この方式は中央管理サーバーに依存せず、各ノードがローカルで計算タスクを実行し、合意形成メカニズムを通じてデータの正確性と一貫性を確保する。しかし、非中央集権型計算の能力や処理速度は、伝統的なクラウドサービスと比べると通常劣る。
一方、Quilibriumは、従来のインターネットの計算能力・拡張性と、ブロックチェーンの非中央集権性の間に「均衡」を見つけようとしており、アプリケーション開発に新たな可能性を開く。
出典: Cassie Heartのライブ配信録画
2.1.2 コンピュータシステムの中央集権的問題
ほとんどのエンドユーザーにとって、コンピュータの中央集権的問題は認識しにくい。これは、エンドユーザーが直接対面するのはハードウェアレベルのコンピュータシステムが多いためである。PCやスマートフォンなどの端末は世界中に分散しており、個人の管理下で独立して動作している。このような物理的な分散性により、ハードウェアレベルではコンピュータシステムが必ずしも中央集権的ではない。
これに対して、既存のコンピュータシステムはネットワークアーキテクチャおよびクラウドサービスの側面で明らかに中央集権的である――2024年第1四半期のクラウドサービス市場シェアにおいて、Amazon AWS、Microsoft Azure、Google Cloudの合計は67％を超え、後続の追随を大きく引き離している。
出典：Synergy Research Group
さらに、AIブームの「水売り人」として、クラウドプロバイダーの強者はますます強くなる傾向が続く。Microsoft AzureはOpenAIの独占クラウドサービスプロバイダーとして、過去一年間の業績成長率がかつての低迷から脱し、加速成長の勢いを見せている。マイクロソフト2024会計年度第3四半期（2024年自然年の第1四半期）の決算によれば、Azureその他のクラウドサービスの売上は前年比31％増加し、市場予想の28.6％増を上回った。
出典: Microsoft, Lydia @ Mint Ventures
市場競争以外にも、中央集権的なコンピュータシステムによるプライバシーとセキュリティの問題も注目されている――大手クラウドプロバイダーのダウンタイムが発生するたびに、広範囲にわたる影響が出る。データによると、2010年から2019年にかけて、AWSは累計22回の突然の障害を経験しており、年平均2.4回の故障が発生している。アマゾン自身のEC事業への影響に加え、AWSを利用しているRobinhood、ディズニー、Netflix、任天堂などの企業のネットサービスも大規模に中断した。
2.1.3 非中央集権型コンピュータの提案
こうした背景のもと、非中央集権型コンピュータの必要性が繰り返し提唱されてきた。近年、中央集権クラウドプロバイダーはますます分散型アーキテクチャを採用しており、複数の地点にデータやサービスを複製することで単一障害点を回避し、エッジストレージによってパフォーマンスを向上させている。このため、非中央集権計算のストーリーの重点は、データの安全性、プライバシー、拡張性、コスト効率に移ってきている。
まず、いくつかの異なるプロジェクトが提唱する「非中央集権型コンピュータ」の概念を整理する。それらの共通点は、データの保存と処理を分散させることで、グローバルな分散型計算プラットフォームを構築し、非中央集権型アプリケーションの開発を支援しようとしていることにある。
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ワールドコンピュータ (World Computer)：一般的にイーサリアムを指し、グローバルなスマートコントラクト実行環境を提供する。その中心機能は、非中央集権的な計算およびスマートコントラクトのグローバル統一実行である
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インターネットコンピュータ (Internet Computer)：Dfinity財団が開発したICPを指す。インターネットの機能を拡張し、非中央集権型アプリをインターネット上で直接実行することを目指している
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超並列コンピュータ (Hyper Parallel Computer)：Arweaveが提唱するAOプロトコルを指し、Arweaveネットワーク上で動作する分散型計算システムであり、高並列性と高耐障害性が特徴である
注目に値するのは、ICP、AO、Quilibriumの三者とも、伝統的な意味でのブロックチェーンではない点である。線形のブロック構造に依存せず、非中央集権性、データ改ざん防止といったブロックチェーンの基本原理を維持しており、ブロックチェーン技術の自然な拡張と見なせる。ICPはいまだにその壮大なビジョンを実現できていないが、AOとQuilibriumの登場は、Web3の未来に新たな可能性をもたらしている。
以下の表は、三者の技術的特徴と応用方向を比較したものであり、「QuilibriumはICPの二の舞になるのか？」あるいは「同様に非中央集権計算の先進的ソリューションとして、『イーサリアムキラー』と呼ばれるAOとQuilibriumにはどのような違いがあるのか？」という理解を助ける。
2.2 合意形成メカニズム
伝統的なブロックチェーンでは、合意形成メカニズムは抽象的かつ中心的な位置を占め、ネットワークがどのように合意に至るか、取引やその他の操作をどのように処理・検証するかを定義する。異なる合意形成メカニズムの選択は、ネットワークのセキュリティ、速度、拡張性、非中央集権性などに影響を与える。
Quilibriumの合意形成メカニズムは「意味のある作業の証明（Proof of Meaningful Work / PoMW）」と呼ばれ、マイナーはデータの保存、検索、ネットワークメンテナンスなど、ネットワークにとって実質的な意味を持つ作業を遂行することが求められる。PoMWは暗号学、マルチパーティ計算、分散システム、データベースアーキテクチャ、グラフ理論など複数分野を統合しており、エネルギーまたは資本といった単一リソースへの依存を低減し、ネットワークの非中央集権性を確保するとともに、ネットワーク規模の拡大に伴ってもセキュリティと拡張性を維持することを目指している。
インセンティブメカニズムは、合意形成が円滑に機能するための鍵となる。Quilibriumのインセンティブ分配は静的ではなく、ネットワーク状態に応じて動的に調整され、インセンティブと需要が一致するように保証される。また、多重証明メカニズムを導入しており、1つのノードが複数のデータ断片を検証できるようになっており、ノードやコアリソースが不足してもネットワークの稼働を維持できる。
マイナーの最終的な収益は、以下のような簡略化された式で理解できる。ここで、単位報酬はネットワーク規模に応じて動的に調整される。
収益 = スコア × 単位報酬
スコアは複数の要素に基づいて算出され、具体的な式は以下の通り。
各パラメータの定義は以下の通り：
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Time in Mesh for Topic：参加時間が長く、安定性が高いほどスコアが高くなる
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First Message Deliveries for Topic：初回メッセージの伝達回数が多いほどスコアが高くなる
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Mesh Message Delivery Rate/Failures for Topic：伝達率が高く、失敗率が低いノードほどスコアが高くなる
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Invalid Messages for Topic：無効なメッセージの伝達回数が少ないほどスコアが高くなる
上記4つのパラメータの加重合計にはトピック上限（TC）が設定されており、特定のパラメータが大きくなりすぎることによるスコアの不公正を防ぐために、この数値を一定範囲内に制限する
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Application-Specific Score：特定のアプリケーションが定義するスコア
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IP Collocation Factor：同一IPアドレスからのノード数が少ないほどスコアが高くなる
出典: Quilibrium Dashboard
現在Quilibriumの稼働ノード数は6万を超えており、実際のノード収益はバージョンごとのパラメータの重み付けの違いにより変動する可能性がある。v1.4.19以降、マイナーの収益はリアルタイムで確認可能だが、メインネットローンチまでは引き出しはできない。
2.3 ネットワークアーキテクチャ
Quilibriumの核心業務は非中央集権型PaaSソリューションであり、そのネットワークアーキテクチャは通信、ストレージ、データ照査・管理、オペレーティングシステムから構成される。本節では、現在の主流ブロックチェーンと比較した設計上の相違点に焦点を当てる。技術的詳細や実装方法に興味のある読者は、公式ドキュメントやホワイトペーパーを参照されたい。
2.3.1 通信
ネットワークの基礎構造として、Quilibriumの通信は4つの部分からなる。
a. 鍵生成
Quilibriumは、グラフ理論に基づくPCAS（Planted Clique Addressing Scheme）と呼ばれる鍵生成方式を提案している。伝統的なブロックチェーン技術と同様、PCASも非対称暗号化を採用している――各ユーザーは公開鍵と秘密鍵を持ち、公開鍵は情報の暗号化や署名検証に使用され、公開可能である。秘密鍵は情報の復号や署名生成に使用され、秘匿される。両者の違いは主に、鍵の生成方法、表現形式、応用分野にある（下表参照）。
b. 端末間暗号化（E2EE）
端末間暗号化（E2EE）は、ノード間通信の安全性を確保するためのキーコンポーネントであり、通信当事者以外（中継システムや仲介者を含む）は平文データを読み取ることができない。
QuilibriumはTriple-Ratchetと呼ばれるE2EE手法を採用しており、従来のECDH方式よりも高いセキュリティを提供する。具体的には、従来方式は単一の静的鍵を使用したり、定期的に鍵を更新するのに対し、Triple-Ratchetプロトコルは毎回の通信後に鍵を更新することで、前方秘匿性、漏洩後秘匿性、否認可能性、リプレイ攻撃防止、順序の異なるメッセージ受信に対応するなどの機能を実現している。この方式はグループ通信に特に適しているが、その分複雑さと計算コストも高い。
c. ハイブリッドネットワークリレー
ミックスネット（Mixnets）はブラックボックスであり、送信者の情報を受け取り、それを受信者に転送するが、外部の攻撃者がブラックボックス外の情報を取得しても、送信者と受信者を関連付けることはできない。
QuilibriumはRPM（Random Permutation Matrix）技術を採用しており、構造的に複雑で、外部・内部の攻撃者による解読が困難なハイブリッドネットワークアーキテクチャを提供し、匿名性、セキュリティ、拡張性の面で優位性を持つ。
d. ピアツーピア通信
GossipSubは、パブリッシュ／サブスクライブモデルに基づくピアツーピアメッセージプロトコルであり、ブロックチェーン技術や非中央集権型アプリ（DApps）で広く使われている。QuilibriumのBlossomSubプロトコルは、従来のGossipSubプロトコルを拡張・改良したもので、プライバシー保護の強化、Sybil攻撃への耐性向上、ネットワークパフォーマンスの最適化を目的としている。
2.3.2 ストレージ
ほとんどの従来のブロックチェーンは、暗号ハッシュ関数を基本的なデータ整合性検証ツールとして使用し、合意形成メカニズムに依存してネットワークの一貫性を確保している。この方式には主に2つの制約がある：
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通常、保存期間の検証を含んでおらず、時間や計算能力に基づく攻撃に対する直接的な防御メカニズムがない
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ストレージと合意形成メカニズムがしばしば分離しており、データ同期や一貫性の問題が生じやすい
Quilibriumのストレージ方式は、検証可能な遅延関数（VDF）を用いた設計で、時間依存的なチェーン構造を作り出し、ストレージと合意形成を統合している。下図を踏まえると、この方式の特徴は以下の通り：
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入力処理：SHA256やSHAKE128などのハッシュ関数を使って入力を処理し、データのわずかな変化でもハッシュ値が大きく変わるため、改ざんが難しく、検証が容易になる
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遅延保証：計算プロセスはあえて時間を要するように設計されている。計算タスクは順次実行され、各ステップは前の結果に依存しており、計算リソースを追加しても高速化できない。これにより、出力が連続的かつ確定的な時間の計算に基づいていることが保証される。生成プロセスは並列化できないため、すでに公表されたVDF結果を再計算または変更しようとすると、非常に長い時間がかかる。これにより、ネットワーク参加者は検出と対応のための十分な時間を得られる
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迅速な検証：VDF結果の検証に要する時間は、その生成に要する時間に比べてはるかに短く、通常は最終結果に対して数学的検査を行うか、補助データを利用して結果の有効性を確認するだけでよい
出典: Quilibrium ホワイトペーパー
この時間証明に基づくチェーン構造は、伝統的なブロックチェーンにおけるブロック生成に依存しないため、理論的にはMEV攻撃やフロントラン現象を減少させる。
2.3.3 データ照査と管理
従来のブロックチェーンの多くは、シンプルなキー・バリュー保存またはMerkle Treeでデータを管理しており、複雑な関係の表現や高度な照査をサポートするには限界がある。また、現在の大多数のブロックチェーンシステムでは、ノードが照査を実行する際に組み込みのプライバシー保護メカニズムを提供していない。これがゼロ知識証明などのプライバシー強化技術の登場背景でもある。
Quilibriumは「忘却的ハイパーグラフ（Oblivious Hypergraph）」アーキテクチャを提案しており、ハイパーグラフ構造と忘却的転送（Oblivious Transfer）技術を組み合わせ、データのプライバシーを保持しつつ複雑な照査機能をサポートする。具体的には：
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ハイパーグラフ構造：エッジが複数の頂点を接続でき、複雑な関係の表現能力を高める。この構造はさまざまなデータベースモデルに直接マッピング可能であり、あらゆる種類
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