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Djed:価格安定のためのアルゴリズムによるステーブルコインの実装

以下はIOGブログに掲載された記事「Djed: implementing algorithmic stablecoins for proven price stability」を翻訳したものです。

Djed:価格安定のためのアルゴリズムによるステーブルコインの実装

By Olga Hryniuk Technical Writer:August 18, 2021

Djedは、価格変動をなくすために正式な検証を使用した最初のコインです。

暗号通貨のボラティリティは、広く普及するための障害の1つです。ブロックチェーン技術は、透明性、データの不変性、金融業務の証明された安全性などの利点を提供します。しかし、市場がどのように振る舞うかを予測したり、デジタル通貨の価値を予測したりすることは、不換紙幣( 政府の信用で流通するお金)よりも困難です。そのため、暗号通貨を会計や交換の単位として日常的に使用することは困難です。

ステーブルコインとは、不換通貨のバスケットや単一の通貨(例:米ドルやユーロ)、金や銀などの商品、株式、他の暗号通貨などにペッグされた暗号通貨のことです。ステーブルコインは、目標価格からの価格乖離を低く維持する仕組みが組み込まれているため、ボラティリティーが除去され、価値の保管や交換に有用です。

ステーブルコインの中には、その埋蔵量の透明性や流動性に欠けるものがあり、価格の安定性が損なわれています。これらの課題を解決するために、IOGは、カルダノの3つの設立パートナーのうちの1つであるEmurgoと、カルダノと同様にUTXOベースの会計を採用しているErgoブロックチェーンと提携し、Djedと呼ばれるステーブルコインのコントラクトに取り組んでいます。Djedはアルゴリズム・デザインに基づいています。つまり、スマートコントラクトを使用して価格の安定性を確保し、このコインが分散型金融(DeFi)の運用に役立つことを意味しています。

ステーブルコインの仕組み

コインの価値の安定にはさまざまなメカニズムが寄与し、価格変動をなくすことができます。これらのメカニズムは、需要と供給という経済原則に支えられています。

一般的な仕組みは、ペッグとなる通貨の準備金でステーブルコインを支えることです。需要が売り注文や買い注文の供給よりも多い場合、この供給を増やして価格の変動を避ける必要があります。通常、ステーブルコインの準備金は現金では保管されません。代わりに、債券などの利付金融商品で保管されます。これらのリターンが運営者の収益となります。

ステーブルコインがペッグされている通貨の準備に完全に裏付けられており、運営者が需要の変動に迅速に対応できる限り、価格の安定性は維持されます。

一般的なリスク

ステーブルコインの準備金は、一般的に投資に関連付けられています。これらの投資には流動性がないため、運営者が需要に迅速に対応できない可能性があります。これにより、短期的には安定性が損なわれます。

不換紙幣を裏付けとするステーブルコインの欠点は、準備金を保管する事業者に対する信頼を必要とすることにあります。埋蔵金の透明性や「フル・バッキング」の主張が欠如していることが、非効率的な安定化措置と相まって、図1に示すように、すでにテザー社のステーブルコイン(USDT)が0.96ドルを割り込んでいます。

USDTの価格

図1. 過去3年間のテザー社の安定コイン(USDT)の価格

パブリック・ブロックチェーン上の暗号通貨を裏付け資産とする場合、透明性の問題は生じません。さらに、スマートコントラクトを使用することで、自動化された安全なメカニズムにより、安定化措置を効率的かつ確実に実行することができます。

アルゴリズム型ステーブルコイン「Djed」の安定化メカニズムの強化

Djedは、自律的な銀行として機能する、暗号化されたアルゴリズムのステーブルコイン契約です。Djedは、ベースコインのリザーブを維持し、ステーブルコインとリザーブコインを鋳造して燃やすことで運営されています。契約は、図2に示すように、準備金を使ってステーブルコインを売買し、準備金に蓄積される手数料を請求することで、ステーブルコインのペッグを目標価格に維持します。この収益源の最終的な受益者はリザーブコインの保有者であり、価格変動のリスクを負いながらリザーブを資金で後押しします。

Djedの仕組み

図2.Djedの仕組み Djedの仕組み

Djedステーブルコインは、不換通貨(USD)にペッグされた資産として設計されており、統治アルゴリズムを備えています。このアプローチにより、安定した交換手段を提供します。しかし、Djedはドルにペッグされることに限定されません。対応する価格指標をコントラクトに提供するオラクルがある限り、他の通貨でも機能します。

正式に検証された最初のステーブルコイン・プロトコル

Djedは、形式的に検証された最初のステーブルコインプロトコルです。プログラミングプロセスにおける形式手法の使用は、Djedのデザインと安定性の特性に大きく貢献しています。形式手法を用いて、数学的な定理によって特性が証明されています。

  • ペッグの上限と下限の維持:価格が設定された価格以上になることはありません。通常の積立率の範囲では、購入と販売は制限されず、ユーザーはペッグの範囲外のステーブルコインをセカンダリーマーケットで取引するインセンティブがありません。
  • 市場暴落時のペッグの堅牢性:リザーブレシオに応じて設定された限度額までは、ベースコインの価格が急落してもペッグは維持されます。
  • 債務超過にならない:銀行が関与しないため、銀行の契約が破綻することはありません。
  • 銀行の暴走がない:すべてのユーザーが公平に扱われ、それに応じて報酬が支払われるため、ユーザーがステーブルコインの償還を競うインセンティブがないことが証明されています。
  • リザーブコインあたりのエクイティが単調に増加する:ある条件の下では、ユーザーが契約と相互作用するにつれて、リザーブコインあたりのリザーブ剰余金が増加することが保証されている。この条件の下では、リザーブコインの保有者は利益を得ることが保証されます。
  • 準備金の流出がない:ある条件の下では、悪意のあるユーザーが、銀行から準備金を盗むような一連の行動を実行することは不可能です。
  • 限界のある希釈:リザーブコインの保有者とその利益が、より多くのリザーブコインの発行によって希釈されることには限界があります。
Djedのバージョン

Djedには2つのバージョンがあります。

  • Minimal Djed: このバージョンは、安定性を損なうことなく、可能な限りシンプルで直感的、かつ分かりやすいデザインとなっています。
  • Extended Djed: このより複雑なバージョンは、いくつかの追加的な安定性の利点を提供します。主な違いは、継続的な価格設定モデルと動的な手数料の使用により、予備率を最適なレベルに維持するためのインセンティブをさらに高めていることです。
導入事例

IOG、Ergo、Emurgoの各チームは、2021年初頭にDjedアルゴリズムステーブルコイン契約の実装に取り組み、さまざまなモデルをテストしました。

Djedステーブルコイン契約の最初の実装は、ErgoのSigmaUSDでした。これは、2021年第1四半期にUTXOベースの台帳に導入された最初のアルゴリズムステーブルコインでした。これは、売買操作に1%の手数料が必要で、1時間ごとに為替レートを更新するオラクルを備えていました。この初期バージョンは、大量のERG(エルゴのネイティブコイン)を所有していた匿名のユーザーによるリザーブドレイン攻撃を受けました。この攻撃は最終的に失敗に終わり、攻撃者は10万ドルを失ったと推定されています。

このような攻撃をさらに抑制するために、この初期のMinimal Djedは、手数料を2%に設定し、オラクルは12分ごとに更新され、オラクルの更新ごとに、価格差が50%を超えない限り、最大で0.49%の価格変更が許されるバージョンに変更されました。これにより、リザーブドレイン攻撃への耐性が強化されました。

Djedは、IOGチームによってSolidityにも実装されています。イーサリアムブロックチェーンのネイティブ通貨をベースコインとして使用するバージョンと、ERC20に準拠した任意のトークンをベースコインとして使用するバージョンがあります。これまでに、これらの実装は、Binance Smart Chainのテストネット、AvalancheのFuji、PolygonのMumbai、EthereumのKovan、EthereumのRinkeby、RSKのテストネットに展開されています。

Djed カルダノの実装

カルダノのアロンゾ(Alonzo)アップデートにより、Plutusを使ったスマートコントラクトが可能になります。PlutusはHaskellを採用しており、安全でフルスタックなプログラミング環境が保証されています。

Minimal Djedの初期バージョンのドラフト実装がPlutus言語で利用可能です。この実装では、ステーブルコインとリザーブコインは、Djedプロトコルに従ってその鋳造と燃焼を制御する金融政策のハッシュによって一意に識別されるネイティブアセットです。また、この実装では、為替レートなどのオラクルデータは、オンチェーンでポストされるのではなく、トランザクションに直接署名付きデータとして提供されることを前提としています。

また、現在進行中のOpenStarの実装もあります。OpenStarは、Scalaで開発されたプライベートの許可制ブロックチェーン用のフレームワークです。OpenStarを使用したDjedの実装は、オンチェーンで実行されるスマートコントラクトに依存しないステーブルコインをカルダノ上で実現するために、オフチェーンでのスマートコントラクト実行のアイデアを踏襲しています。

Djed stablecoinについての詳細は、最近発表された研究論文をご覧いただくか、Ergo summit 2021でのIOGテクニカルディレクターBruno Woltzenlogel Paleo氏によるプレゼンテーションをご確認ください。

この記事に対するブルーノ・ウォルツェンローゲル・パレオ氏の意見と、作成過程でのサポートに感謝し、謝意を表したいと思います。

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