以下はIOGブログに掲載された記事「UTXO alliance: fostering innovation and collaboration across the blockchain space」を翻訳したものです。
IOGブログ：『UTXOアライアンス』ブロックチェーン領域におけるイノベーションとコラボレーションを促進する
他のUTXOベースのブロックチェーンと提携し、相互運用性、プログラマビリティ、スケーラビリティを向上させる革新的なソリューションを育成しています
By Olga Hryniuk 2021年10月15日
新たなアライアンスパートナーであるKomodoを迎える
Cardano Summitにおいて、IOHKはErgo、Nervos、Toplと協力してUTXOアライアンスを設立することを発表しました。本日は、新たなアライアンスパートナーであるKomodoを迎えることができました。
Komodoは、開発者や企業向けにオールインワンのブロックチェーンソリューションを提供するオープンソースのテクノロジープロバイダーです。Komodoは、ブランド化された分散型取引所、クロスプロトコルの金融アプリケーション、独立したブロックチェーンの立ち上げを望む組織と密接に連携しています。Komodoのフラッグシップ・エンドユーザー・アプリケーションであるAtomicDEXは、非カストディアルのマルチコイン・ソフトウェア・ウォレットとアトミック・スワップを搭載した分散型取引所を1つのアプリにまとめたものです。AtomicDEXとその基盤技術であるKomodo AtomicDEX APIは、現存する暗号通貨の99％と互換性があり、ブロックチェーン業界全体で最も幅広いクロスチェーン、クロスプロトコル取引をサポートしています。
「UTXOのブロックチェーンは、今日のブロックチェーン業界の基礎と議論の余地のない基盤を築いています。UTXOの技術は、サトシ・ナカモトの究極の（金融）自由という核心的なビジョンを反映しています」とKomodoの事業開発リーダーであるKadan Stadelmanは述べています。
KomodoプラットフォームとAtomicDEXチームを代表して、このビジョンを支持し推進するUTXOのアライアンスに参加できることを光栄に思います。他のアライアンスメンバーと一緒に、この技術を次のレベルに引き上げることができると確信しています。みんなは一人のために、一人はみんなのために。
UTXOアライアンスは、スマートコントラクトの機能面でUTXOの能力を拡張するために、エコシステムの垣根を越えた取り組みを促進します。他のブロックチェーン業界のプロジェクトと協力して、この分野全体の研究、開発、教育を促進、支援することを目的としています。
UTXOアライアンスの目標は、相互運用性、スケーラビリティ（シャーディング、ステートチャンネル）、スマートコントラクトソリューションの観点からUTXOモデルの継続的なイノベーションを推進することです。これらのソリューションを強化し、ブロックチェーン間のブリッジを構築するための主要なイニシアチブを推進することで、誰にとっても公正でアクセス可能なグローバルファイナンスを実現します。また、UTXOベースの台帳の開発と機能性を強化するための集団的な取り組みを確立します。このモデルを使用している他のプロジェクトには、NEO、Bitcoin、およびその派生物であるBitcoin Cash、Litecoin、Zcashなどがあります。
UTXOが重要な理由
UTXO（unspent transaction output）会計モデルは、金融活動の中核となるセキュリティ、データプライバシー、およびスケーラビリティを保証します。UTXOモデルは、複数のUTXOを同時に扱うことができるため、スケーラビリティを促進し、全体のステークが1つのアカウントに集約されないため、セキュリティが強化されます。
UTXOは、アカウントベースのモデル（Ethereumなどで採用されている）に代わる、より安全なモデルです。UTXOベースの台帳とは異なり、アカウントベースのブロックチェーンは全体の残高を追跡し、取引が行われるたびに同じアドレスが使用されます。これはハッキングに対して脆弱であり、取引が並列ではなく逐次的に処理されるため、スケーラビリティの妨げとなる。
例えば、カルダノの拡張UTXO（Extended UTXO：EUTXO）モデルは、マルチアセットやスマートコントラクトをサポートし、スクリプトの形で任意のロジックを可能にします。これらのスクリプトは、異なるブランチに分割することで、より多くの並列性と高いスケーラビリティを実現します。
アライアンスのメンバーであるNervos社は、相互運用可能なユニバーサル・パブリック・ネットワークの基盤を構築するために、パーミッションレスでレイヤー1のオープンソースのプルーフ・オブ・ワーク型ブロックチェーン・プロトコルを開発しています。
Nervos社の主任研究員であるRen Zhang氏は、次のように述べています。
ビットコインのUTXOモデルは、”義務の分離 “の原則を実装しているため、アカウントモデルよりもスケーラブルで攻撃を受けやすいのは当然です。このビジョンを共有する多くのプロジェクトは、UTXOの可能性を広げるためのユニークな視点を提供しています。UTXOアライアンスは、メンバーの相互運用性と共進化を可能にし、我々の優位性のスーパーセットを世界に提供します。
IOHKのLambdaサイエンティスト兼PlutusアーキテクトのManuel Chakravarty氏はこう付け加えています。
ビットコインで試されたUTXOの台帳モデルは、セキュリティとスケーラビリティのゴールドスタンダードであり続けています。UTXOアライアンスは、UTXOが相互運用性のゴールドスタンダードになることを確実にするための重要なステップです。
相互運用性、プログラマビリティ、スケーラビリティを重視する
何十年もの間、財務業務の中心となってきたのは中央集権的な財務です。しかし、中央機関への依存、法外な取引手数料、規制による不必要な遅延や複雑さ、国際的な決済コストなど、一般的には十分な機能を果たしているとはいえません。今こそ、変革の時です。
相互運用性
ブロックチェーン技術は、コストのかかる仲介者に頼るのではなく、暗号化された証明に基づいて信頼性の高いピアツーピアの取引を可能にすることで、中央集権の課題に対処します。金融取引に安全で分散化された環境を提供するために、多くのブロックチェーンプロジェクトが登場しています。これらのプロジェクトは、特定のユースケース（金融、データのトレーサビリティ、サプライチェーンマネジメントなど）に焦点を当てたコンセンサスアルゴリズム、会計モデル、スマートコントラクトの適用性などの点で異なっています。
成長は避けられません。しかし、ブロックチェーンの成熟のスピードは、エコシステムのサイロ化や、ガバナンスルール、テクノロジーのバージョン、機能サポートなどがバラバラであることが課題となっています。
IOHKのCTOであるRomain Pellerin氏は、サミットで次のように述べています。
ブロックチェーンの主流は、インターネットがイントラネットとエクストラネットの相互接続によって構築されたのと同様に、ネットワークの相互接続によってのみ成立します。
ですから、今日は、業界全体が相互運用性を目指していることを確認することが重要です。ユーザーは特定の台帳に制限されることなく相互に取引を行うことができ、スマートコントラクトはさまざまな環境でサポートされるべきであり、分散型アプリケーション（DApps）はクロスプラットフォームの互換性を持つべきです。このようなアプローチによってのみ、ブロックチェーン業界はその能力を最大限に発揮し、さらなる普及を促進することができます。
プログラマビリティ（プログラム可能性）
UTXOアライアンスは、DAppsやスマートコントラクトを作成するためのブロックチェーンのプログラマビリティにも注目しています。実際、UTXOモデル特有のトランザクションやデータストレージ管理（ErgoやCardanoのEUTXO、Nervosのセルモデルなど）に適応するためには、新しい言語の設計が必要となります。アライアンスの設立メンバーは、スマートコントラクト言語として、Antara、CKB-VM、ErgoScript、Plutusを開発しています。アライアンスメンバーは、UTXOベースのブロックチェーン上で実行可能なユースケースの数を迅速に拡大するために、それらの技術の開発において知識を共有し、協力しています。
また、これらの言語は、Scala、Haskell、C、JavaScript、Go、Rustなどの一般的なプログラミング言語の上に、ドメイン固有言語（DSL）として構築されています。しかし、それらの一般的な言語では、スマートコントラクトの開発者が必要とするセキュリティや使いやすさを提供できない場合があります。
セキュリティの強化とコードの検証可能性を確保するために、IOHKはPlutusスマートコントラクトのプログラミング言語としてHaskellを選択しました。Haskellは、アプリケーション開発に最も広く使用されている関数型プログラミング言語です。Haskellはシンプルで安全性が高く、公式に検証されています。採用の面では、資金を迅速に動かし、正しい結果を得て、スケーラビリティを確保することができる一方で、幅広い金融のユースケースに適しています。このプログラミングスタイルは、状態の分散やスケーラビリティを高めるための並列化に関して、UTXOモデルによく適合しています。
Nervos社は、RISK-Vコンパイラを使用して、CKB-VMを搭載した一般的なプログラミング言語をサポートする、証明可能な安全性を備えた代替プログラミングオプションにも取り組んでいます。一方、Topl社は、チェーンプログラムエンジンの概念実証に取り組んでいます。これは基本的に、UTXOモデルの上に抽象化層を設け、共有状態の実行環境を利用できるようにしたものです。これは、ポインタ・レジストリと一連のUTXO（台帳状態の原子データ要素、すなわちボックスとして表現される）を用いて、プログラム・メソッド・コール・トランザクションを評価するための実行コンテキストを再構築するものです。
UTXOアライアンスは、さまざまな開発努力を考慮に入れ、さまざまなブロックチェーンプラットフォーム上でさまざまなプログラミング言語をコンパイルして使用できる、統一されたスマートコントラクトのエコシステムを構築するための最良のシナリオを模索しています。これは、ブロックチェーン間のより良い相互運用性を確保するのに役立ちます。
スケーラビリティ
ネットワークの成長に伴い、トランザクション処理やスループットの観点から、そのスケーラビリティ能力を考慮することも重要です。UTXOモデルは、アカウントベースのものとは異なり、ローカルの状態に基づいて機能するため、異なるプログラミングアプローチが必要となります。
これらの2つのモデルは異なる特性を持ち、異なるトレードオフ、異なる長所と短所を提供します。UTXOモデルは、ローカルな状態（トランザクションのグラフ全体のローカルな部分）を管理することで、決定性、予測性、および拡張性を確保します。一方、アカウントモデルは、グローバルな状態（検証前にトランザクションのグラフ全体を処理する必要がある）に依存するユースケースの開発を容易にします。
したがって、UTXOモデルは、手数料や検証の面で不意打ちを食らうことなく、チェーンに提出する前に取引や契約を確実に実行できるという貴重な特性を備えています。また、UTXOモデルは、トランザクションのグラフをサブグラフのセットに分割して定義することで、より簡単にシャード（sharing ：データベースの分割方法として、垂直分割と水平分割があり、水平分割がsharding）することができるため、優れたスケーラビリティを提供することができます。
また、特定のトランザクションや一連のトランザクション（データ、スクリプト、アセットを輸送するもの）を切り離して、オフチェーンで活動を継続してからオンチェーンで結果を得ることも容易であり、メインチェーンから活動をオフロードすることでスケーラビリティを確保しています。例えば、IOHKは、システムのスループットを向上させ、スケーラビリティを損なうことなく複数のオペレーションを並行して実行できるHydraステートチャネルソリューションを開発しました。スケーラビリティについては、カルダノの並行処理（concurrency on Cardano ）とHydraのアプローチについてをご覧ください。
共通の目標のための力の結集
UTXOアライアンスは、普遍的なUTXO標準を開発しながら、UTXOモデルを進化させるために協力しています。ADAホルダー、暗号通貨ユーザー、企業、開発者コミュニティに、単一の規格に縛られない様々なソリューションを提供することを目指しています。そのために、アライアンスは学術研究を行い、UTXOモデルに基づく安全でスケーラブルなスマートコントラクト開発を支える多くの論文を発表します。
相互運用性は重要ですが、資金の安全性の向上、取引処理のスケーラビリティ、そしてもちろんスマートコントラクトが付与する機能の拡張のためのブロックチェーンソリューションを提供することも非常に重要です。
アライアンスのメンバーであるToplは、インパクトマネタイズエンジンとして構築されたブロックチェーンを開発しました。Topl社の創業者兼CTOであるJames Aman氏は次のように述べています。
拡張UTXOは、ハードコードされたプロトコルの動作とスマートコントラクトの間のギャップを埋める、DLTシステムにおける新しい計算方法を可能にします。EUTXOは、ライトクライアントからでも完全なローカル検証可能性を保持しながら、ユーザーが複雑なやり取りを行うことを可能にします。
ブロックチェーンにとらわれない方法で様々な機能を利用する可能性を可能にするために、本アライアンスは以下のような手段的な問題に取り組むことを約束します。
- 異なるブロックチェーン環境間でデータをシームレスに転送する方法
- トランザクションに使用するデータの理想的なサイズは？
- データ処理の速度はどうあるべきか
- 取引コストは？
このように、本アライアンスでは、異なるブロックチェーン間でのシームレスで安全な取引を可能にするメカニズムに焦点を当て、ブロックチェーン技術の普及を促進します。これはまた、強固なDAppsやDeFiソリューションの開発を推進することになります。
アライアンスメンバーであるErgo社の共同設立者であるAlex Chepurnoy氏は、次のように述べています。
ブロックチェーンのスケーラビリティとよりシンプルなオフチェーンのプロトコルにはUTXOが適していることはよく知られていますが、拡張UTXOモデルは興味深い特性を持つ斬新なオンチェーンのDeFi構築も可能にします。
これは始まりに過ぎません。現在、UTXOモデルの改良を開拓し、共通の知識と技術スタックがスケーラビリティ特性をどのように改善できるかを調査し、オープンソース研究に貢献するために、より多くのエコシステムとのコラボレーションを検討しています。アライアンスの成長に合わせて、今後も情報を発信していきます。
UTXOアライアンスの詳細、アライアンスへの参加、研究への貢献については、UTXOアライアンスのウェブサイトをご覧ください。
