「ポルカドットって何？」誰でも理解できるポルカドットに関する科学記事

この記事の著者は、クロアチア出身の開発者でありブロックチェーン科学の普及活動家であるブルーノ・シュクヴォルクです。

2015 年、ブルーノは Ethereum エコシステムにフルタイムで参加し、多くの初心者開発者向けに人気の科学チュートリアルやプログラミング コースを作成し、さまざまなニュース イベントもフォローしました。 2018 年から、ブルーノは ETH2.0 チームの開発を支援し始めました。 2019 年以降、ブルーノは Web3 Foundation の専門的な技術普及員となり、誰もがどこからでも信頼できるインターネットにアクセスできるようにするという Web3 ビジョンの推進に尽力しています。

ブルーノ・シュクヴォルツ

ブルーノは、分散化、検閲への抵抗、透明性、説明責任を深く重視しており、不変の台帳に熱心に取り組んでいます。ブルーノはコンピューターサイエンスと英語言語文学の修士号を2つ取得しており、条件が許せばバーチャルリアリティに携わることに興味を持っています。

以下の記事は、ブルーノが Web3 Foundation を 3 年近く支援し、Polkadot に関する科学一般向けの記事を多数執筆した後に書いた、Polkadot の高レベルな概要です。この記事の執筆スタイルは、誰もが理解できるようにできるだけプロフェッショナルにするという、ブルーノのいつものスタイルを継承しています。

ポルカドットとは何ですか?既存のブロックチェーンとどう違うのでしょうか?ポルカドットの存在意義は何でしょうか? Polkadot と競合するパブリック チェーンはどれですか?この記事では、ブロックチェーンの最も基本的な用語しか知らないものの、専門的な技術的知識を持たない初心者でも十分に理解できるように、これらの問題を非常に高レベルで説明します。

1. ポルカドットの動作メカニズム

Polkadot には、Substrate に基づいて作成されたリレー チェーンと呼ばれるメイン チェーンがあり、このメイン チェーンにリンクされた他のブロックチェーンはパラチェーンと呼ばれます。

リレーチェーンにリンクされているパラチェーンには、Bitcoin/Ethereum/Tezos/Edgeware など、さまざまな種類があります。自己矛盾のない方法でブロックを生成できます。例えば、ビットコインは独自の仕様に従ってブロックを生成でき、イーサリアムは独自の仕様に従ってブロックを生成でき、テゾスは独自の仕様に従ってブロックを生成でき、スマートコントラクトブロックチェーンのEdgewareも独自のルールに従ってブロックを生成できます。

リレーチェーン、パラチェーン、ブリッジ

パラチェーンはリレーチェーンからファイナリティを取得します。これは、発生したトランザクションが「元に戻せない」ことを保証するブロック (ブロック上のトランザクション) をファイナライズする特性です。

著者注: ブロックチェーンがフォークすると、ブロック上の元のトランザクションが復元される可能性があります (たとえば、A が 10 BTC を B に転送し、この BTC はパッケージ化されて確認されています。ブロックチェーンがフォークすると、これらの 10 BTC は再び A のアカウントに戻る可能性があります。したがって、ブロックチェーン上でトランザクションが復元されるのを防ぐことが非常に重要です。Polkadot ネットワークでは、リレー チェーンが並列チェーンにそのような機能を提供します)。フォークとは、同じブロックチェーンの異なるソフトウェア バージョン間の不一致であり、1 セットのプログラム (またはノード) が一方向にブロックを構築し、別のセットのプログラムが別の方向にブロックを構築します。

ブロックチェーンではフォークが非常に一般的です。通常、分岐したチェーンは自然に消滅しますが、極端な場合には、分岐の長さが元のチェーンの長さを超え、元のチェーンに取って代わってメインチェーンになることがあります。この場合、フォークされたチェーン上のトランザクションが元のチェーン上のトランザクションに置き換えられます。

Polkadot の出現は、ETH2.0 を含む既存のブロックチェーンの世界における主流のパブリック チェーンと競合することを意図したものではありません。代わりに、Polkadot は、異なるブロックチェーン間のチェーン間通信を可能にするためにすべてのチェーンを「保持」することを望んでいます。その目標は、分散型ブロックチェーンの世界に統一されたエコシステムを構築することです。

2. クロスチェーン構成可能性

ビットコインは独立したブロックチェーンであり、イーサリアムも独立したブロックチェーンであることはわかっています。これら 2 つは異なり、独立して動作します。 2 つのブロックチェーンは、2 つの閉じられた壁に囲まれた庭園のようなものです。彼らはその「精巧さ」を 2 つの小さなスペースに限定しています。集中化された信頼がなければビットコインを他の人に転送することはできないため、ビットコインにロックされた価値はイーサリアムに入ることができません。

著者注: なぜ BTC を Ethereum に転送する必要があるのか​​と疑問に思う人もいるかもしれません。これは、Ethereum がサポートする DeFi が非常に繁栄したエコシステムであるためです。誰でも資産を発行したり、ローンを取得したり、BTCを他の資産と合成して資産を循環させることができます。ビットコイン ネットワークでは、資産がそのまま放置されるのをただ見ているしかありません。

「Polkadot はクロスチェーン通信システムです。」

Polkadot では、異なるブロックチェーンが分散的に相互に通信できるため、開発者はクロスチェーン アプリケーションを開発し、1 つの並列チェーンから別の並列チェーンにメッセージを送信できます。想像力を自由に働かせてください。ここでのメッセージは、金融資産、チャット情報、大気監視データなどであり、もちろん、投資家がビットコインからイーサリアムに送信した 10 ビットコインである可能性もあります。

著者注: Polkadot のクロスチェーン技術をより専門的に説明するために、著者は特別にビデオを制作しました。ご覧になるには「元のリンク」をクリックしてください。

3. 共有セキュリティ

リレーチェーンは本質的にブロックチェーンです。バリデータはこのブロックチェーンのセキュリティを保護します。バリデーターはPolkadotノードを実行します。バリデーターには、新しいブロックを生成する権限が時々与えられます。彼らが職務を熱心に、そしてうまく遂行すれば、報酬が与えられるでしょう。

Polkadot のバリデーター、コレクター、ノミネーター、漁師。この記事では、リレー チェーン上のバリデーターについてのみ説明します。

十分なチップを持っている限り、誰でもバリデーターになることができます。ここでのいわゆるチップは、Polkadot リレー チェーンの「国家通貨」である DOT です。ステークされた DOT の数に応じて、最初の数百のバリデーターが順番にアクティブバリデーターとして選出されます。

著者注: バリデーターがひどい仕事をした場合、罰せられます。たとえば、ネットワークがバリデーターの動作を必要としているときにバリデーターのノードがオフラインになっている場合、そのバリデーターがステークした DOT は回収され、事実上没収されます。

選出されたアクティブなバリデータは各パラチェーンにランダムに割り当てられ、数時間ごとにこの割り当てはランダムかつ予測不可能な方法で再び回転します。

6 秒ごとに、パラチェーンは候補ブロックをリレー チェーンに送信します。この候補ブロックは、その時点でオンラインになっているリレーチェーン上のバリデーターによって検証されます。検証に合格すると、候補ブロックがリレーチェーンのブロックに含められ、次の候補ブロックが並行して生成されます。送信が完了すると、これらのブロックは不変になり、パラチェーンはリレーチェーンの保護下で安心して成長できるようになります。

すべてのパラチェーンは、最終的にはリレーチェーン上のバリデーターから最終的な承認を取得する必要があります。パラチェーンの数が増えるほど、必要なバリデーターの数が増え、ネットワーク全体のセキュリティが高まります。重要なお知らせ: バリデーターになりたい場合は、DOT トークンをステークする必要があります。バリデーターの役割を果たすと、DOT が Polkadot ネットワークにステークされます。

このようにして、リレー チェーンはパラチェーンとセキュリティを共有し、各チェーンはネットワーク全体の攻撃耐性の一部になります。

4. フォークレスアップグレードとガバナンス

一般的に、ブロックチェーンをアップグレードするとフォークは避けられません。つまり、一部のノードはアップグレードされますが、一部のノードはアップグレードされません。アップグレードされていないノードは、アップグレードされていないチェーンが更新され、ネットワークのアップグレードが完了したとみなされるまで、常にフォークされたチェーン上に残ります。さらに厄介なのは、これらのノードが世界中に分散しており、これらの匿名ノードとリアルタイムで通信できないことです。

Polkadot は、「オンチェーン ランタイムとオンチェーン ガバナンス」を通じてこの問題を解決します。オンチェーン ランタイムとは、新しいブロックを生成するためのルールを含むコードがチェーン上に保存されることを意味します。したがって、ブロックチェーンを実行しているノードとプログラムは、この情報を読み取るだけで更新できます。では、このコードをどのように更新すればよいのでしょうか?

オンチェーンガバナンスにより、DOT 保有者は誰でも国民投票を開始したり、国民投票に投票したりできるようになります。国民投票とは、ブロックチェーンのロジックまたはデータに対する提案された変更です。ガバナンスを通じて、コミュニティはオンチェーン ロジックの変更を提案し、投票することができます。ロジックの変更が承認されると、ソフトウェアを更新したり手動で介入したりすることなく、自動的に更新されます。

著者注: オンチェーンガバナンスの詳細な情報は、Polkadot wikiで確認できます。

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