Cardano (ADA): ベテランのレイヤー1ブロックチェーン
Cardanoは、2017年にローンチされた第3世代のプルーフ・オブ・ステーク (PoS) ブロックチェーンプラットフォームです。Charles Hoskinson (Ethereumの共同創設者) のリーダーシップのもと、Input Output Global (IOG、旧IOHK) によって、初期のブロックチェーンが直面した主要な課題であるスケーラビリティ、相互運用性、持続可能性に対処するというビジョンを持って作られました。迅速なイテレーションを行う多くのプロジェクトとは異なり、Cardanoの開発は査読付き学術研究と高保証形式手法を重視しています。すべてのコアコンポーネントは既存のプロトコルをフォークするのではなく、ゼロから構築されており、Cardanoを支える研究論文 (Ouroborosコンセンサスプロトコルなど) はトップクラスの学会を通じて発表されています。ブロックチェーンは、IOG (技術開発)、Cardano財団 (監督と推進)、EMURGO (商業的採用) によって共同で維持されています。Cardanoのネイティブ暗号資産であるADAはネットワークの燃料となり、取引手数料やステーキング報酬に使用されます。全体として、Cardanoは分散型アプリケーション (DApps) と重要な金融インフラのための安全でスケーラブルなプラットフォームを提供し、オンチェーンガバナンスを通じて徐々にコミュニティに制御を移行することを目指しています。
Cardanoの進化は、Byron、Shelley、Goguen、Basho、Voltaireという5つの時代に構成されており、それぞれが主要な機能群に焦点を当てています。特筆すべきは、これらの時代の開発は並行して行われ (研究とコーディングが重複)、プロトコルのアップグレードを通じて順次提供されることです。このセクションでは、各時代、その主要な成果、そしてCardanoネットワークの段階的な分散化について概説します。
Byron時代 (基盤フェーズ)
Byron時代は、基盤となるネットワークを確立し、Cardanoの最初のメインネットをローンチしました。開発は2015年に厳格な研究と数千のGitHubコミットから始まり、2017年9月の公式ローンチで頂点に達しました。ByronはADAを世界に紹介し、ユーザーが連合型のノードネットワーク上でADA通貨を取引できるようにし、Cardanoのコンセンサスプロトコルの最初のバージョンであるOuroborosを実装しました。Ouroborosは、査読付き研究に基づいた最初の証明可能に安全なPoSプロトコルとして画期的であり、Bitcoinのプルーフ・オブ・ワークに匹敵するセキュリティ保証を提供しました。この時代には、Daedalusデスクトップウォレット (IOGのフルノードウォレット) と日常使用のためのYoroiライトウォレット (EMURGO製) という不可欠なインフラも提供されました。Byronでは、すべてのブロック生成はCardanoエンティティが運営する連合型コアノードによって行われ、コミュニティはプロジェクトの周りで成長し始めました。このフェーズの終わりまでに、Cardanoは安定したネットワークを実証し、熱心なコミュニティを構築し、次の時代の分散化への舞台を整えました。
Shelley時代 (分散化フェーズ)
Shelley時代は、Cardanoを連合型ネットワークからコミュニティが運営する分散型ネットワークへと移行させました。Byronのハードな一斉切り替え ローンチとは異なり、Shelleyの有効化は中断を避けるためにスムーズで低リスクな移行によって行われました。Shelley (2020年中頃以降) の期間中、Cardanoはステークプールとステーキング委任の概念を導入しました。ユーザーは自身のADAステークをステークプール (コミュニティが運営するノード) に委任し、報酬を得ることができ、ネットワークのセキュリティ確保への広範な参加を奨励しました。インセンティブスキームは、最適なプールを約k=1000個創設することを奨励するようにゲーム理論を用いて設計されており、Cardanoを他の大規模ブロックチェーン (10未満のマイニングプールがコンセンサスを支配することがある) よりも「50~100倍分散化」させています。実際、エネルギー集約的なマイニングの代わりにOuroboros PoSに依存することで、Cardanoのネットワーク全体はプルーフ・オブ・ワークチェーンの電力のごく一部 (小さな国の電力対一軒家の電力に匹敵) で動作します。この時代はCardanoの成熟を印し、コミュニティがブロック生成を引き継ぎ (アクティブノードの半数以上がコミュニティ運営になったため)、ネットワークは分散化を通じてより高いセキュリティと堅牢性を達成しました。
コンセンサス研究の進歩 (Shelley)
Shelleyは、Cardanoのコンセンサスプロトコルの主要な進歩と結びついており、Ouroborosを拡張して完全に分散化された環境でのセキュリティを強化しました。Ouroboros Praosは、適応型攻撃者やより厳しいネットワーク条件に対する耐性を提供する改善されたPoSアルゴリズムとして導入されました。Praosはプライベートなリーダー選出と鍵進化署名を使用するため、敵対者は次のブロック生成者を予測したり標的にしたりすることができず、標的型サービス妨害攻撃を緩和します。また、ノードがオフラインになったり復帰したりすること (動的な可用性) を許容しつつ、ステークの正直な過半数が存在する限りセキュリティを維持します。Praosに続き、Ouroboros Genesisが次の進化として研究され、新規または復帰するノードがジェネシスブロックのみからブートストラップ (信頼できるチェックポイントなし) できるようにし、長距離攻撃から保護します。2019年初頭には、Ouroboros BFT (OBFT) と呼ばれる中間アップグレードがCardano 1.5として展開され、ByronからShelleyへの切り替えを簡素化しました。これらのプロトコルの改良 (Ouroboros ClassicからBFT、Praos、そしてGenesisのアイデアまで) は、Cardanoに形式的に安全で将来性のあるコンセンサスを分散型ネットワークのバックボーンとして提供しました。その結果、CardanoのPoSはPoWシステムのセキュリティに匹敵しつつ、動的な参加と委任の柔軟性を可能にしています。
Goguen時代 (スマートコントラクトフェーズ)
Goguen時代は、Cardanoにスマートコントラクト機能をもたらし、単なる送金台帳から分散型アプリケーションのプラットフォームへと変貌させました。Goguenの礎石は、表現力豊かなスマートコントラクトをサポートするBitcoinのUTXO台帳の拡張である拡張UTXO (eUTXO) モデルの採用でした。CardanoのeUTXOモデルでは、トランザクションのアウトプットは価値だけでなく、添付されたスクリプトや任意のデータ (datum) も持つことができ、UTXOの並行性と決定論の利点を維持しつつ、高度な検証ロジックを可能にします。eUTXOがEthereumのアカウントモデルに対して持つ大きな利点の一つは、トランザクションが決定論的であることです。つまり、トランザクションを送信する前に、それが成功するか失敗するか (そしてその効果) をオフチェーンで正確に知ることができます。これにより、アカウントベースのチェーンで一般的な、並行性の問題や他のトランザクションによる状態変化による予期せぬ事態や無駄な手数料が排除されます。さらに、eUTXOモデルは、独立したUTXOを同時に消費できるため、トランザクションの並列処理を自然にサポートし、並列処理によるスケーラビリティを提供します。これらの設計選択は、安全で予測可能な実行を目指すCardanoの「品質第一」のアプローチを反映しています。