下記の記事は、IOGブログ「Cardano’s secure switch to decentralization」を翻訳したものです。

カルダノの安全な非中央集権化への移行

このイベントは、コミュニティによって注入されたエントロピーを特徴とする「ランダム性の公的主張」で幕を開けます。

2021年3月29日 アレクサンダー・ラッセル教授

カルダノの安全な非中央集権化への転換

プルーフ・オブ・ステーク・ブロックチェーンの安全性は、そのネイティブ・トークンとそれを動かすコンセンサス・メカニズムとの間の相互依存関係によって提供されています。ウロボロス（Ouroboros）という名前は、数学的な再帰を示唆する古典的なシンボルですが、もともとはこの関係に注目して付けられました。

ウロボロスのプロトコルは、リーダーシップ・ノンス（＊nonce）の進化したシーケンスによってブロック生産者を決定します。各ノンセは、120時間の「エポック」を担当し、その間に、どのステークプールがブロック作成のための1回限りのリーダーとして選ばれるかを決定します。各エポックに登場したブロックは、新しい取引を台帳にコミットするとともに、次のエポックのリーダー・ノンセを生成する役割も担っています（再帰性）。このように、リーダーシップ・ノンスとステーク・ディストリビューションは、私たちがシステムに求める基本的な台帳の特性を提供するために協調して進化します。

＊nonce：ノンスは、暗号通信で用いられる、使い捨てのランダムな値のことである。ノンスはたいてい、認証の過程で使われ、リプレイ攻撃を行えないようにする働きを担っている。

カルダノブロックチェーンは、3月31日に完全に分散化されたブロック生産に移行します。その直後に、外部の予測不可能な様々なソースからのエントロピーを反映した「トランジション・ノンス」を追加することで、実行中のリーダーシップ・ノンスが強化されます。具体的には、4月7日（水）15:44:51 UTC（エポック258のスロット151200）以前にブロックチェーンに投稿されたすべてのトランザクションは、ブロックチェーンの将来において重要な役割を果たします。蓄積されたハッシュ値は、この時刻以降に作成されたチェーン上の最初のブロックの「前ブロックハッシュ」に反映され、トランジション・ノンスを決定し、プロトコルの永続的なランダム生成サイクルに直接貢献することになります。

IO Globalの科学者とエンジニアは、いくつかの特定の、外部の、予測不可能なエントロピー源を提供します。さらに、カルダノの分散型の性質を反映して、ステークプールの運営者や開発者を含む広範なコミュニティに、カルダノのランダム性の公開宣言と呼ぶイベントへの参加をお願いしています（on chain）。このコミュニティの活動によって、システムの一生に一度のランダムな256ビットのトランジションノンスが確立され、プロトコルが分散型運用に正式に移行することを告げることになります。

ここからはより専門的な話になりますので、しっかりと準備をするか、最後まで読み飛ばしてください。

背景

Ouroborosプロトコルは、「エポック」と呼ばれる5日間（120時間）の期間で構成されています。前述したように、エポックは2つの重要な活動を調整します。エポックが予測不可能なリーダーシップ・ノンスで始まる限り、次のエポックには新鮮で予測不可能なリーダーシップ・ノンスが提供されます。再帰を起動するために、このパブリック・アサーション・イベントは、この予測不可能性の特性を確保するように設計されている。例えば、ナカモトはビットコインの生成ブロックに「The Times 03/Jan/2009 Chancellor on brink of second bailout for banks」という予測不可能な文字列を入れたことで有名である。

エントロピーメカニズムとタイムライン

カルダノのOuroborosプロトコルの実装では、「エントロピー追加メカニズム」が提供されており、ブロックチェーン上で特定されたビットストリングを後続のリーダーシップ・ノンスに追加することができます；これらはまさにトランジション・ノンスの意図された対象です。当然のことながら、このメカニズムには、ビットストリングの公開宣言と、暗号で保護された明示的な承認が必要です。具体的には、ジェネシス・デレゲートからのデジタル署名された投票の集まりだけが、このプロセスを完了することができます。さらに、このプロセスには特定の時間軸があり、エポックの48時間前に投票が行われなければなりません。

特に、4月7日(水)15:44:51 UTC(エポック258のスロット151200)以降の最初のブロックに含まれる前のブロックのハッシュが移行ノンスを決定します。Ouroborosブロックチェーンのハッシュチェーン構造を思い出してみると、このハッシュ値はその時点までのブロックチェーン全体に依存しています。

このプロトコルの正しさの証明を詳細に検討すると、移行ノンスの本質的な特性がより正確に見えてきます。移行ノンスは、今回の設定ではCardanoブロックチェーンのトランザクションを介して導入されたランダムな値に依存しなければならず、4月10日のエポックのステークス配分が確定した時点で正確に予測することはできません。このため、ステークス配分が確定する12時間後からハッシュ値が解除される42時間後までの間にブロックチェーンに現れた取引が特に重要となります。

IO Globalが導入したエントロピーソース

カルダノのコミュニティは多種多様なランダムソースを導入するに違いありませんが、以下をご覧ください。- IO Globalの科学者とエンジニアは、4月6日のニューヨーク証券取引所の終値のハッシュ値と、米国地質調査所、アテネ大学、日本気象協会が提供するリアルタイムの地震データという、いくつかの公的なエントロピー源によって決定されたメタデータを取引に注入します。これらの地震データは、エポックの最初の36時間をカバーするものです。データの取得に使用するスクリプトや正確なソースなどの詳細は、この公開githubリポジトリに記載されています。

また、カルダノコミュニティのより技術的なメンバーにも参加してもらい、ランダム性に独自の貢献をしてもらいたいと考えています。皆さんにお願いしたいことは、以下の通りです。

• あなたの地域の宝くじ、あなたの標準的なツールを使って生成した新しいRSA公開鍵、20面体のダイスを何回振ったかという結果など、楽しいランダム性の源を選んでください。
• これらのソースの結果をテキスト文書に貼り付けて保存し、SHA256などのお好みのハッシュ関数を使ってファイルをハッシュ化します。このハッシュを、メタデータ付きのトランザクションを使ってブロックチェーンに投稿します。(こちらの動画をご覧ください。)
• 最も有効に活用するためには、ランダムのソースは、（＊）4月6日（火）9:44:51 UTC（エポック258のスロット43200）以降に決定され、4月7日（水）15:44:51 UTC（エポック258のスロット151200）以前にブロックチェーンのトランザクションに含まれていなければなりません。
  （＊）【日本時間2021年04月06日(火) 18:44　〜　2021年04月08日(木) 00:44】

技術的に劣る方でも、参加することができます。興味深い新しいコミュニティツール「Cardano Wall」を試してみてはいかがでしょうか。これを使えば、Cardanoブロックチェーンに簡単に書き込むことができます。どのように参加するにしても、あなたの（ハッシュ化されていない）ソースと、あなたの取引で表示されたハッシュ値の両方を公開して、あなたの社会奉仕活動をソーシャルメディアで発表してください。

皆さんのご支援に感謝します。そして、151200番スロットでは、ジェネシス・デレゲートの投票がオンチェーンで表示されるのを見るために、精神的に「ブロック・パーティー」に集まれることを楽しみにしています。