カルダノの開発会社IOGが、新しいエコシステムの広がりとVoltaireの時代の幕開けを祝うための『IO ScotFest』を機に、これまでのIOG開発の軌跡を5つの開発フェーズで辿り、IOGがカルダノにもたらしたものについて記事で紹介しています。

メインネットに登場して以来5年が経過したカルダノの今を理解する上で、とても参考になる記事です。

以下はIOGブログに掲載された記事「What IOG has delivered for Cardano」を翻訳したものです。

IOGがカルダノにもたらしたもの

by Olga Hryniuk 2022年11月18日

カルダノの開発は、革新に対する方法論、研究ベース、および慎重なアプローチによって導かれています。5つの開発フェーズにおいて、IOGはイノベーション、新機能、新規機能を導入し、各フェーズが前のフェーズの成果を基に構築されています。

この論文は、Fernando SanchezとOlga Hryniukが、IOGの全チームからの情報提供を受けて執筆したものである。

歌のない労苦は、終わりのない疲れた旅のようなものだ。

はじめに

カルダノ・ブロックチェーンの開発は、技術革新に対する方法論、研究ベース、および慎重なアプローチによって導かれています。カルダノがわずか7つのノードからなる連合ネットワークとして最初に開発されて以来、Input Output Global Inc. (IOG) はブロックチェーンの設計に多くの新しいピースを1つずつ追加してきました。IOGは5つの開発フェーズにおいて、イノベーション、新機能を導入し、各フェーズが前のフェーズの成果を基に構築されています。

追加された機能はすべて、何らかの形でカルダノを改善、向上させています。スマートコントラクトのように、非常に目につきやすい機能もあります。パイプラインやブロックディフュージョンなど、より繊細なものもありますが、インパクトは決して小さくありません。そして、それぞれの新機能は、カルダノを先進的で堅牢、かつ信頼性の高いエンタープライズ・グレードのブロックチェーンに一歩ずつ近づけているのです。

本論文の根拠

現在、カルダノは第3世代のオープンソース、プルーフ・オブ・ステーク型ブロックチェーンプラットフォームとなっています。その名前は、16世紀半ばのイタリアの医師であり数学者であったGerolamo Cardanoに由来しています。第3世代のブロックチェーンプラットフォームは、分散化という野心的なアジェンダを実現しながら、スケーラビリティや相互運用性など、最初の2世代（ビットコインとイーサリアム）が苦しんでいる問題を解決するために設計されています。

しかし、カルダノを一から設計・構築したブロックチェーンエンジニアリング企業であるIOGは、どのようにしてこれを実現したのでしょうか。

本稿では、カルダノ・メインネットの立ち上げ以来、IOGが推進した研究開発の重要性と影響力を明らかにします。

本論文の構成

明確かつ完全なものにするために、本論文の構成はCardanoの旅路と一致している。2017年のバイロンで行われた最初の基礎的なステップから、2022年のヴォルテールの間に自己統治され、自立した完全分散型ブロックチェーンを提供することまでです。

この物語に沿って、本論文では5つの章を設けています。

Byron：カルダノの基礎
Shelley：ブロックチェーンの非中央集権化
Goguen：ネイティブトークンとスマートコントラクトの導入
Basho：Cardanoのスケーリング
Voltaire：自己持続性とガバナンス

各章では、1つのフェーズに焦点を当て、その成果を振り返り、全体的な開発の旅におけるその影響と重要性を定義しています。

Byron：カルダノの基礎

カルダノの物語は、すべてのブロックチェーンネットワークが直面する3つの戦略的課題であるスケーラビリティ、持続可能性、相互運用性に取り組むというビジョンを持って、2015年に始まりました。それから2年、数千のGitHubコミット、数百時間の勉強を経て、2017年9月にCardanoの最初のバージョンであるCardano Byronが出荷されました。

Byronは、画期的なOuroborosコンセンサスプロトコルを実行する連合ネットワーク上でユーザーがADA暗号通貨（革命的な数学者Ada Lovelaceにちなんで命名）を売買できるようにしました。カルダノネットワークの心臓部であるウロボロスは、学術的な査読を受けた研究に基づいており、数学的に証明されたレベルの安全性を持つ、初のプルーフ・オブ・ステーク・プロトコルです。

Byronリブートでは、Cardanoノード、Cardanoエクスプローラ、ウォレットバックエンドなど、Cardanoネットワークの複数のコンポーネントを更新し、IOGの公式デスクトップウォレット「Daedalus」も配信しました。また、IOGのオリジナル開発をベースに構築され、迅速な取引や日々の利用を想定したEMURGO社の軽量ウォレット「Yoroi」も納入されました。また、adaの取引履歴を追跡するために、Byronはブロック・エクスプローラーというチェーン・アクティビティを閲覧するための特別なツールを搭載しました。

インパクト

Byronが最初の重要な技術開発であったのと同様に、コミュニティを構築し、未来のブロックチェーンの創造に人々を参加させるということでもありました。そのおかげで、カルダノは小さな愛好家グループから、30以上の暗号通貨取引所でホストされるグローバルなコミュニティへと成長しました。

Shelley：ブロックチェーンの分散化

Shelleyは、カルダノの成長と最適化を推進する分散型経済システムを作り上げました。バイロンの連合型ネットワーク保守から離れ、より多くのノードがカルダノコミュニティによって運営され、完全な分散化へと漸進的に進化していきました。Shelleyの立ち上げ以来、カルダノは3000人以上のステークプールオペレーター（SPO）を獲得してきました。SPOコミュニティはShelleyの立ち上げの成功に大きく貢献し、ITN初期からメインネットフォーク、そしてそれ以降のカルダノの進化に不可欠な役割を果たしました。

Shelleyはステークプールの運用、デリゲーション・プリファレンス、インセンティブなどのユーザー体験を確実に向上させるため、いくつかの重要なステップに焦点を当てました。プルーフ・オブ・ステーク・ブロックチェーンとして、Shelleyはユーザーが自分のADAをステークしてネットワーク・コンセンサスに参加することを可能にしました。ゲーム理論とプルーフ・オブ・ステーク・ネットワークに関する最新の研究を駆使して丹念に設計された委任とインセンティブの仕組みは、ユーザーが自分のステークをステークプール（常時稼働するコミュニティ運営のネットワークノード）に委任し、ネットワークへの誠実な参加に対して報酬を受けることを奨励するものです。

Shelleyの登場以来、IOGチームは多くの新機能とアップグレードに取り組んできました。これらはすべて、委任者とSPOの双方にとってユーザー体験を改善し最適化することを目的としています。

ステーキングとデリゲーション戦略では、パラメータの変更と計算の改良が行われ、一過性の利益よりもコミュニティの長期的な利益に焦点を当てました。競争の場を均等にするため、IOGはネットワーク・パラメータを変更し、ネットワーク全体でステークが均等に広がるようにし、より大きなステークプールがエコシステムを支配する可能性を排除しました。そして、SPOとADAデレゲーター（委任者）は、ネットワークの持続可能性と継続的なリターンのために、より有利なステーク機会を経験することができるようになりました。

2021年3月、dパラメータが0に設定されたことにより、カルダノでのブロック生産は完全に分散化されました。これにより、ブロック生産の責任はSPOコミュニティの手に委ねられました。

これらの重要な機能強化とともに、IOGはカルダノの機能拡張に取り組みましだ。より良いステークプールの運用のために、RTViewはノードの活動をリアルタイムで監視できるようにしました。IOGは、スマートコントラクトのサポート実装前に便利だった、特定のデータをトランザクションに埋め込むことを可能にするトランザクションメタデータ機能を配備しました。

最後に、データのアカウンタビリティは、ステーキングとデリゲーションにおいて常に不可欠な役割を担っています。より良いステークプールデータの追跡とメンテナンスを可能にするため、IOGはステークプールのメタデータを記録するSMASHシステムを実装し、Daedalusウォレット内のランキングシステムを継続的に改良してきました。これらのアップグレードは、ユーザーからのフィードバックと科学的調査に基づいており、SPOとa ADAホルダーの両方がプールとそれぞれのデータの間をシームレスに移動できるように、ユーザーインターフェースとユーザーエクスペリエンスの強化を推進してきました。

インパクト

Shelleyはネットワークの自然な成熟を象徴しており、新旧の既存ユーザーにとってより便利でやりがいのある、価値あるものとなりました。Shelleyはまた、将来への準備でもありました。分散型かつ機能的なネットワークの舞台を整えたShelleyは、Goguen、Basho、Voltaireの基礎を築きました。

Goguen：ネイティブトークンとスマートコントラクトの導入

カルダノShelleyがより高度なシステムの分散化を実現したのに対し、Goguenの開発は、分散型アプリケーション（DApp）構築、スマートコントラクトサポート、カスタムトークン発行のためのグローバル、金融、多機能システムの確立に焦点を当てたものでです。

Goguenの開発テーマは、計算と情報の哲学を専門とするコンピュータ科学者であり、抽象的なデータ型の代数的特性に対する最も初期のアプローチに取り組んだJoseph Goguenにちなんで命名されました。彼はまた、形式手法や定理証明にも携わっており、IOGがCardanoのピアレビューされた研究と高信頼性の開発という強固な基盤を構築しながら、その技術を実装しています。

Goguenは、サプライチェーン、トラック＆トレース、金融、医療記録、ID投票、不動産登記、ピアツーピア決済などのアプリケーション領域に関するソリューションを構築するための多用途なプラットフォームを確立しました。Goguenは、その機能性により、カルダノをビジネスニーズを満たす相互運用性と拡張性の高いプラットフォームに変えるための最初のイネーブラー（実行環境）を設定しました。

マルチアセット（MA）サポートの導入により、ユーザーはカルダノ上でネイティブにサポートされる独自のトークンを定義、作成、破棄、交換できるようになり、カルダノの機能が拡張されまし」た。MA対応により、カルダノの会計台帳ではスマートコントラクトを必要としないカスタムトークンの取り扱いが可能となり、業務処理が大幅に効率化され、トークンの移動が簡素化されました。また、複数の暗号通貨を含むスマートコントラクトやDAppsの統合が容易になったこともメリットでした。

Plutusアプリケーションの開発も、Goguen内の大きな特徴です。Plutusアプリケーションは、Haskellを利用したスマートコントラクト開発・実行プラットフォームであるPlutusプラットフォーム上に構築されています。Haskellを使用することで、開発者は、最高レベルのセキュリティと使用効率を付与する、わかりやすく、簡潔で、再利用可能なコードで、安全で信頼性の高いアプリケーションを構築することができるのです。

また、GoguenはMarloweを通じてカルダノをより多くの人に開放し、技術的な知識を持たない金融やビジネスの専門家がスマートコントラクトを作成できるようにします。Marloweは高水準のドメイン特化型言語（DSL）であり、視覚とコーディングの両方でコントラクトを構築することが可能です。金融機関はMarloweを利用して、顧客や取引先向けのカスタム商品を開発・展開することができます。MarloweにはMarlowe Playgroundが付属しており、サンドボックス環境でスマートコントラクトの記述プロセスの開発、シミュレーション、テストが可能です。

インパクト

トークンロック、マルチアセット、スマートコントラクトなどの機能が実装され、カルダノはDApp開発のための多機能なプラットフォームとなった。

PlutusとMarloweの組み合わせは、実世界での大規模な実装を支えることができる、検証された機能を持つ新しいクラスのエンタープライズレベルのスマートコントラクトを可能にします。これはカルダノの能力を一変させ、ミッションクリティカルな分散型スマートコントラクトアプリケーションの開発への道を開くもので、BashoとVoltaireの期間中にさらにエキサイティングなことが待ち受けています。

Basho：Cardanoのスケーリング

Bashoは、ネットワークの最適化、スケーラビリティ、相互運用性に焦点を当てたカルダノの開発テーマです。Bashoは、中核的な機能を備えた上で、カルダノ・ネットワークの基本性能を向上させ、取引量の多い何千ものアプリケーションの成長と採用をより良くサポートすることを目的としています。

Bashoの期間中、IOGは新しいレイヤー1およびレイヤー2のソリューションを展開することで、カルダノ台帳の容量とスループットを着実に向上させることを目指します。これらのソリューションには、ブロックサイズの拡大、オンチェーンストレージ、拡散パイプライン、Plutusメモリ、速度強化などのオンチェーンの改善や、コストモデルの改善などが含まれます。オフチェーンソリューションには、取引処理のスループットとコスト効率を最大化するHydra Headsや、フルノードとライトノードのクライアントでチェーン同期時間を改善するMithrilなどがあります。

Bashoは、他のブロックチェーン・システムとの双方向通信を可能にするサイドチェーンやクロスチェーンブリッジなどのソリューションを用いた相互運用性にも重点を置いています。今後発表されるサイドチェーン・ツールキットにより、開発者は独自のサイドチェーンを起動し、カルダノの最高クラスのセキュリティ、コスト効率、環境に優しい影響の恩恵を受けることができるようになる予定です。サイドチェーンは、異なるルールやコンセンサスメカニズムの下で運用されている可能性のあるブロックチェーン間での価値移転を可能にします。その結果、カルダノの相互運用性が高まり、ネットワーク上で新たな種類のユースケースをサポートすることが可能になります。

IOGは、エコシステムのパートナーとともに、Djedステーブルコインの研究も行っています。Djedはアルゴリズムによるステーブルコインで、価格の安定性が証明されていますが、これは形式手法の使用により実現されています。ステーブルコインのアルゴリズム設計により、セキュリティ設定が強化され、価格変動がなくなります。DjedはCOTIによって実装されています。

IOGはまた、他のUTXOベースのブロックチェーンと提携してUTXOアライアンスを創設し、革新的なソリューションを育成し、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ています。UTXOアライアンスは、UTXOの機能を拡張し、ブロックチェーン分野全体の研究、開発、教育をさらに促進するために、エコシステム間のイニシアティブを促進するものです。

インパクト

Bashoは、Cardanoが業界で最も高性能で、回復力があり、柔軟なブロックチェーン・プラットフォームの1つになることを意味します。これにより、ネットワークインフラは持続可能で安全な方法で拡張できるようになり、また、ネットワークの中核となる信頼性を損なうことなく新しい機能を追加できるようになります。

Voltaire：自己持続性とガバナンス

分散型ガバナンスと意思決定は、Voltaireの中核をなしています。Voltaireは、ネットワーク開発のアップデート、技術的な改善、プロジェクトの資金調達を決定する能力をカルダノコミュニティに提供します。カルダノネットワークが真の意味で分散型になるためには、Shelleyの際に導入された分散型インフラだけでなく、分散型の方法で長期的に維持・改善される能力が必要です。

Voltaireは、カルダノネットワークが自立したシステムとなるために必要な最終コンポーネントの実装に焦点を当てています。トレジャリーシステムの導入は、カルダノの改良に必要な資金を継続的かつ自立的に確保するために設計されたコンポーネントの1つです。トレジャリーシステムは、ステークプールの報酬、コイン、手数料の一部から毎エポック補充されます。これらの資金の使い道を公平に決定するために、Voltaireは分散型ソフトウェア更新プロセスも導入しています。これにより、ADA保有者は意思決定に参加し、システムの進歩に影響を与えるための投票に積極的に参加することができます。

この作業は進行中であり、IOGはすでに社会実験の実施と、これらのニーズに対応したエンジニアリングツールの設計を開始しています。例えば、Cardano improvement proposals（CIPs）は、Voltaire内でソーシャルコミュニケーションシステムとして展開され、Cardanoコミュニティのガイドラインとなる正式な技術指向の標準、コード、プロセスを記述したリソースを透明かつオープンソースで提供するライブラリとして機能する。

分散型ガバナンスに向けたもう一つの大きなステップは、提案と投票手続きを組み合わせたトレジャリーシステムの機能を支えるProject Catalystの立ち上げである。Project Catalystは、ADAホルダーが提案するイニシアチブと改善をサポートするための資金源を維持すると同時に、生産的な意思決定を行うために時間と労力を捧げる人々に報酬とインセンティブを与えています。

インパクト

Voltaireは、コンセプト、ツール、実験の拡張と開発を行い、カルダノ・ネットワークを民主化するための完全な分散型エコシステムを推進します。すべてのコンポーネントが揃うことで、カルダノはもはや創設者の下にはない、真の分散型プラットフォームとなるのです。

最終的なVoltaireの成果物により、カルダノの未来はコミュニティの手に委ねられ、彼らはIOGが確立した安全で分散型の基盤からカルダノを成長、進化させるために必要なすべてを手にすることになります。