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カルダノの拡張UTXO会計モデル – マルチアセットとスマートコントラクトをサポートするために構築(パート2)

下記の記事はIOGブログの記事「Cardano’s Extended UTXO accounting model – built to support multi-assets and smart contracts (part 2)」を翻訳したものです。

パート1の記事はこちら:IOGブログ:Cardanoの拡張UTXO会計モデル – マルチアセットとスマートコントラクトをサポートするために構築されました。

カルダノの拡張UTXO会計モデル-マルチアセットとスマートコントラクトをサポートするために構築(パート2)

カルダノのEUTXO会計モデルに関するブログの第2部では、トランザクションコンポーネント、UTXOセットをより技術的に見て、カルダノのEUTXOモデルの理論的根拠をより深く掘り下げます。

2021年3月12日 フェルナンド・サンチェス

前回(パート1)は、カルダノが採用しているExtended UTXOモデルの概要を説明し、ビットコインやイーサリアムが採用しているアプローチとの違いを説明しました。今回は、トランザクションの構成要素であるインプットとアウトプットについて、もう少し掘り下げてみましょう。

トランザクションについて説明する必要があります。アウトプットとインプット

トランザクションという言葉は、通常、金融の響きを連想させます。このような意味はビットコインに当てはまりますが(ビットコインブロックチェーンはピア間の資金移動に使用されるため)、他の多くのブロックチェーン(カルダノを含む)ははるかに汎用性があります。これらのケースでは、「トランザクション」という言葉はもっと微妙な意味を持ちます。トランザクションとは、価値の移転だと考えることができます。

ブロックチェーン環境では、各トランザクションは、1つまたは複数の入力と、1つまたは複数の出力を持つことができます。取引がどのように機能するか、またUTXOとどのように関連するかを理解したい場合は、入力と出力の概念を理解する必要があります。抽象的に言えば、トランザクションとは、以前の出力を解除し、新しい出力を作成する動作であると考える。

トランザクション出力

トランザクションの出力には、アドレス(ロックと考えることができます)と値が含まれます。このアナロジーに従うと、アドレスに属する署名が出力のロックを解除する鍵となります。ロックが解除されると、出力は入力として使用することができます。新しいトランザクションは、前のトランザクションの出力を消費し、将来のトランザクションが消費できる新しい出力を生成する。各UTXOは、全体として一度しか消費されない。各出力は、正確に1つの入力によってのみ消費される。

トランザクション入力

トランザクション入力とは、以前のトランザクションの出力である。トランザクション入力には、ポインターとロック解除の鍵となる暗号署名が含まれる。ポインタは前のトランザクションの出力を指し、鍵はこの出力のロックを解除する。入力によって出力がアンロックされると、ブロックチェーンはアンロックされた出力を「使用済み」とマークします。ある取引によって生成された新しい出力は、新しい入力によって指し示されることになり、この連鎖は続きます。これらの新しい出力(まだロックが解除されていない、つまり消費されていない)がUTXOです。未使用の出力とは、つまり、まだ使用されていない出力のことである。

UTXOの仕組みを簡単に説明すると

UTXOの会計モデルでは、取引は、以前の取引からの未使用の出力を消費し、将来の取引の入力とし て使用できる新しい出力を生成する。

ユーザーのウォレットは、これらのUTXOを管理し、ユーザーが所有するUTXOを含む取引を開始します。すべてのブロックチェーンノードは、すべてのUTXOのサブセットの記録を常に維持しています。これをUTXOセットと呼びます。技術的には、これはチェーンステートであり、各ノードのデータディレクトリに格納されている。新しいブロックがチェーンに追加されると、それに応じてチェーンステートが更新される。この新しいブロックには、最新の取引のリストが含まれる(もちろん、使用されたUTXOの記録や、チェインステートが最後に更新されてから作成された新しいUTXOの記録も含まれる)。すべてのノードは、チェーンステートの正確なコピーを保持する。

EUTXO:カルダノの選択の根拠

カルダノは支払いを処理する以上のことを行うように設計されているため、ビットコインの「バニラ」UTXOアカウンティングモデルはカルダノには適していません。特に、アロンゾ時代の今後のスマートコントラクト機能のためのプログラミング表現力の向上には、新しい(「拡張」)ソリューションが必要でした。

基本的なUTXOモデルは、プログラム可能な表現力が限られています。イーサリアムのAccount/Balance会計モデルは、アカウントベースの台帳と関連するコントラクトアカウントの開発により、この特定の問題に対処しました。しかし、そうすることで、コントラクトコードのセマンティクスがはるかに複雑になり、コードに非常にコストのかかる可能性のある脆弱性が導入されるのを避けるために、コントラクトの作成者がセマンティクスのニュアンスを完全に把握することを余儀なくされるという望ましくない効果がありました。

拡張」UTXOソリューションには、既存のUTXOモデルでは提供できない、2つの追加機能が必要になります。

1 – コントラクトの状態を維持できるようにする。

2 – 一連の取引において、同じ契約コードを使用することを強制することができる。これを我々は「継続性」と呼んでいる。

EUTXOモデルの強力な特徴は、有効な取引に必要な手数料を、取引を行う前に正確に予測できることである。これは、アカウントベースのモデルにはないユニークな特徴です。

EUTXOモデルはUTXOをどのように拡張するのですか?

出力に(値に加えて)カスタム・データを追加し、入力がトランザクションで消費されるためにどのような条件でロックを解除できるかを決める、より多くの「ロック」と「キー」を可能にしました。言い換えれば、ロックのための公開鍵(ハッシュ)とそれに対応する署名が「鍵」として機能するだけではなく、EUTXOはスクリプトの形で任意のロジックを可能にする。この任意のロジックは、トランザクションとデータを検査して、トランザクションが入力の使用を許可されるかどうかを決定する 。

結論 EUTXOモデルの革新性と関連性について

カルダノの台帳モデルはUTXOモデルを拡張し、UTXOモデルの核となる利点を損なうことなく、マルチアセットとスマートコントラクトをサポートしています。私たちの革新的な研究は、他のUTXO台帳でサポートされている以上の機能を可能にし、カルダノを次世代ブロックチェーン空間におけるユニークな競争相手としています。

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