共通合意メカニズムから始めて、ブロックチェーンアプリケーションのパラダイムの変遷を探る
ブロックチェーンアプリケーションは、単層のトポロジー図モデルからユーザーとノードが分離された二層モデルに変わり、近い将来には三層モデルに進化する可能性があります。この記事はChainNewsに掲載され、著者はoutprog、everFinanceの創設者です。
09年にビットコインが誕生し、ブロックチェーンの時代が始まりました。分散型ネットワークの中で、すべてのノードが一つの難題を計算し、先に解決した機械がビットコインの報酬を得る仕組みです。無限に存在する難題の計算過程で、永遠に偽造できないデータチェーンが生成され、チェーン上に記録された送金情報は、客観的な指標として刻まれ、人々の合意によって巨大な価値を生み出しました。この偽造できない帳簿は後にブロックチェーンと呼ばれ、数千年にわたって使用されてきた帳簿を根本的に革新しました。
以下では、近年のブロックチェーン分野における合意の変遷、ブロックチェーンの応用方法の変化、そしてストレージ計算のパラダイムを通じて新しい信頼できるアプリケーションを構築できる理由について探ります。
絶対的な非中央集権
ビットコインの原教旨主義者は、絶対的な非中央集権を信じています。ビットコインのネットワークは、著名なSF映画『ターミネーター』のスカイネットのように、世界中で運営されるネットワークであり、無数のサーバー上の帳簿は、スカイネットのように、これを閉じるにはネットワーク全体を破壊するしかありません。このP2Pノードネットワークは非中央集権の特性を持ち、どの国や機関にも制御されません。
絶対的な非中央集権は、ユーザーがすべての取引を自分で検証することを要求します。初期の頃、PCにビットコインウォレットをインストールするには、ネットワーク全体を同期するのに数時間から数日かかりました。同期が完了するまで送金操作を行うことはできませんでした。個人のコンピュータがオフラインまたはシャットダウンされると、ウォレットが長時間オフラインになり、次回の操作を行う前にデータを再同期する必要がありました。すべてのデータが完全に更新されるまで新しい取引を行うことはできませんでした。このような体験は、ほとんどのユーザーには受け入れられませんでした。
人々は常にすべての取引を同期し、検証する必要があり、絶対的な非中央集権の信頼を得ることができます。
ウォレットサービスプロバイダーへの信頼
17年のICOブームに伴い、イーサリアムはブロックチェーンを新たな高みへと引き上げました。新しいユーザーが殺到し、イーサリアム公式のMistウォレット（ビットコインと同様にすべての取引を検証するために数日かかる）は、ユーザーのニーズを満たすことが難しくなりました。imTokenが登場し、より使いやすいAPIウォレットを構築しました。
ユーザーは長時間のデータ同期を行う必要がなく、アプリをダウンロードするだけで使用可能です。ブロックチェーンノードはウォレットサービスプロバイダーによって提供され、ユーザーの秘密鍵は個人のスマートフォンに保存されます。ユーザーはAPIを通じてサービスプロバイダーのノードにアクセスし、スマートフォン上で取引に署名し、取引をサービスプロバイダーのチェーンノードに送信します。
APIウォレットのもう一つの典型例はMetaMaskで、18年から20年にかけてDeFiの台頭において重要な役割を果たしました。ブラウザプラグインウォレットもすぐに使える状態で、全く新しいイーサリアムインフラストラクチャであるinfuraと組み合わせることで、ユーザーは帳簿の検証をスキップして直接DeFiを使用できます。Uniswapでの交換、Compoundでの貸し借り、20年中旬から流行し始めた流動性マイニングに至るまで、MetaMaskはユーザーにとって必須のDeFiツールです。
しかし、DeFiの快適な体験を享受する過程で、合意に対する根本的な見解の一部が失われているかもしれません。APIウォレットを使用する過程で、ユーザーはブロックチェーン取引のすべてを検証するのではなく、サービスプロバイダーが展開したノードを信頼しています。絶対的な非中央集権は放棄され、ユーザー体験が優先されました。イーサリアム公式ウォレットのMistは、DeFiの爆発に至る前に早々と更新を停止すると発表しました。
絶対的な非中央集権（ユーザーが独立して帳簿を検証すること）は徐々に歴史の舞台から退いていますが、非中央集権の合意は弱まっていません。ユーザーの敷居が下がることで、DeFiの繁栄がもたらされ、ブロックチェーン全体の物語がより深く人々の心に刻まれました。本質的には、私たちがimTokenやMetaMaskを使用しているかどうかにかかわらず、背後には内部ノードが存在し、ユーザーは帳簿を検証していませんが、ユーザーの取引が一旦チェーンにパッケージ化されると、何千もの他のブロックチェーンノードを通じて保証されます。この客観的な事実は、単一のサービスプロバイダーや中央集権的なクラウドサービスによって変えることはできません。中央集権的なサービスプロバイダーにとって、ユーザーを一時的に騙すことはできても、永遠に騙すことはできません。ユーザーの取引の客観的事実は広大なブロックチェーンノードネットワークにパッケージ化されており、改ざんや偽造は不可能です。
客観的事実とデータの提示
Compoundは、イーサリアムという世界のコンピュータ上で動作する金融貸付アプリケーションであり、Compoundのすべての取引は数千のイーサリアムノードによって計算され、Compoundの貸付業務の客観的事実を保証します。しかし、ユーザーとサービスプロバイダーの両方が、チェーン上から貸付業務の利率を直接取得することはできません。貸付の事実は常に発生していますが、生成された年利はチェーン上のデータを追加で集計する必要があります。事実は客観的に存在しますが、ユーザーの意思決定の根拠は事実から演算された表面的なデータです。この時、客観的事実とデータの提示は信頼が分離しています。
ビットコインの原教旨主義の視点に戻ると、ユーザーがフルノードまたはSPVウォレットを使用してすべての取引を検証した場合にのみ、ユーザーが得るデータの提示は完全な非中央集権の信頼を持ちます。しかし、imTokenやMetaMaskのようなAPIウォレットを使用する場合、ユーザーはinfuraや他のサービスプロバイダーに残高情報を要求しています。この残高情報は本質的には単なるデータの提示であり、Compoundの利率とは本質的に異なりません。
Compoundの利率は、公式の中央集権的サーバー上でチェーン上のデータを使用して計算された結果です（通常、イーサリアムのイベントログを使用して計算されます）。同時に、ユーザーがinfuraや他のサービスプロバイダーに要求する残高も、中央集権的サーバーのイーサリアムプログラムによって生成された状態です。特に注意すべきは、中央集権的サーバー上のイーサリアムノードも普通のアプリケーションプログラムであり、変更や調整が可能です。したがって、イーサリアムノードAPIから得られるデータやノードデータに対する二次加工によって生成された新しいデータは、完全な非中央集権の信頼を提供することはできません。サービスプロバイダーのサーバーは、イーサリアムノードや任意のカスタム統計プログラムを変更することができます。したがって、ユーザーがすべての取引を自分で検証しない限り、客観的事実とデータの提示は必然的に二元的に分離される状況が生じます。ユーザーがサービスプロバイダーを通じて得るデータは、客観的事実の二次的な表現に過ぎません。
絶対的な客観的事実を得るためには、ユーザーはすべての取引を自分で検証し、データを自分で集計する必要があります。このような絶対的な非中央集権の信頼モデルは、ユーザーの敷居が高すぎるため、現実のシーンでは適用が難しく、理想主義となっています。
ブロックチェーン応用パラダイムの変遷
イーサリアム公式ウォレットのMistの失敗に伴い、全体の合意は潜在的に変化しました。ユーザーはもはや取引を自分で検証せず、infuraやアプリサービスプロバイダーのチェーンノードを使用して取引を行います。この時点で、信頼は完全にサービスプロバイダーに委ねられています。
ユーザーの合意に対する認識は徐々に変わりつつあります。変化の根源の一つは、ブロックチェーンのユーザー層の変化です。原教旨主義者たちは新しいブロックチェーンユーザーを迎え入れ続けています。これらの新しいユーザーは、ノードやSPVウォレットを自分で展開したことがなく、ユーザーのニーズは非中央集権の信頼ではなく、シンプルで使いやすいトークンの送金と高収益のDeFiアプリケーションです。非中央集権のビジョンは、絶対的な客観的事実を自ら得ることから、サービスプロバイダーが提供する事実の二次的な表現に依存するように変わりました。変遷のプロセスは以下の図に示されています。単層のトポロジー図モデルから二層モデルに変わり、近い将来には三層モデルに進化する可能性があります。
図1は絶対的な非中央集権モデルで、ユーザーのクライアントとノードが同じレベルにあり、ユーザーはノードを同期し、すべての取引を検証します。このモデルでは、ユーザー体験は非常に悪いです。
17年のICO以降、imTokenやMetaMaskが台頭し、急激に膨張するユーザーのニーズを満たすために、私たちは図2の二層モデルの時代に入りました。ユーザーはもはや取引を検証せず、ノードは完全にサービスプロバイダーによって運営され、展開されます。ユーザーは署名されたデータをサービスプロバイダーに送信するだけで、サービスプロバイダーのノードが取引を処理します。この時点で、ユーザー体験は向上し、ユーザーは苦痛な取引の同期や検証を行う必要がなくなりました。
図3の三層モデルでは、ユーザーは完全にブロックチェーンから切り離され、ユーザーはチェーンに接触しなくなります。ユーザーが署名した取引もチェーンノードに送信されなくなります。サービスプロバイダーの信頼はさまざまなブロックチェーンによって提供され、ユーザーの取引は完全にアプリケーション側で処理されます。三層モデルの最大の利点は、ユーザーにインターネットレベルの体験を提供することです。ここにはインターネットレベルのTPSと信頼できるインターネットアカウントが含まれます。
全体の変遷のプロセスは、ユーザー体験の向上であり、使いにくいから使える、最終的には使いやすいへと進化しています。
三層モデルへの進化
実際、現在のDeFiアプリケーションは、純粋な二層モデルではなく、2.5層のモデルです。
ユーザーがDeFiを使用する過程で、大部分のデータはノードからの原生出力ではなく、中央集権的なサーバーを通じて集計されて提示されています。ブロックチェーンは単に決済機能を提供しており、サービスプロバイダーのノードに展開されているプログラムも完全に変更可能であり、データを偽造することができます。
二つの攻撃の仮定を考えてみましょう：
- 誤解を招くデータ提示 + 実際のノード。サービスプロバイダーは実際のノードを提供しますが、提示される利率、為替レート、または他の情報は変更されており、ユーザーを誘導してチェーン上の操作を行わせます。取引はチェーン上で実際に成立しますが、取引の事実結果とデータ提示には一定の差があります。たとえば、表示される年利が10%で、実際には9%である場合や、交換の為替レートが256で、実際の成立が250である場合です。
- 完全に虚偽のノード。これにより、ユーザーの送金やDeFiの結果がすべて虚偽になります。
これら二つの攻撃を避けるために、ユーザーはノードを自分で運営し、データを集計する必要があります。しかし、これらはユーザーにとって非常に困難であり、ユーザーはこのデータ提示を信頼するか、他の第三者を通じてデータを検証するしかありません。現実の例として、imTokenやMetaMaskを使用してDeFiを利用する際、私たちは常にetherscanで取引を確認する必要があります。
サービスプロバイダーがアプリを開発する際、絶対的な非中央集権の信頼はアプリに伝播します。ユーザーが信頼するのはサービスプロバイダーであり、他の第三者サービスプロバイダーを通じて取引を検証することで、より高い信頼を得ることができます。いずれにせよ、ユーザーの信頼はブロックチェーンの非中央集権の信頼と切り離されています。以下のように、私たちは現在、信頼を二つに分けることができます：
- 絶対的な信頼：誰も信じず、ブロックチェーンのすべての取引を自分で検証し、完全な非中央集権の帳簿を得る。
- 相対的な信頼：サービスプロバイダーを信頼し、サービスプロバイダーを通じて帳簿のデータ提示を得て、他の複数のサービスプロバイダーのデータを使用して取引を照合する。
左の図は二層モデルの展開で、ユーザーとサービスプロバイダーのノードが相互作用し、同時にサービスプロバイダーが集計したデータ提示を使用します。ユーザーにとっては、相対的な信頼の環境にいます。サービスプロバイダーが提供するノードは必ずしも実際のノードではなく、ユーザーは第三者で確認するか、自分で検証する必要があります。
二層モデルでは、ユーザーはまだチェーンノードに直接接触し、ノードに取引を開始します。右の図は三層モデルで、ユーザー、サービスプロバイダー、チェーンノードが三層に分離され、ユーザーは完全にチェーンノードに接触しなくなります。サービスプロバイダーはストレージに基づく信頼できる計算を提供し、この時点でユーザーの取引をチェーン外プログラムで処理します。取引はチェーン外のプログラムによって処理されますが、プログラムのすべての処理プロセスはブロックチェーンによって保証されます（Arweaveに基づくストレージ計算パラダイム）。したがって、チェーン外の計算も第三者または自分で検証することが完全に可能です。
ストレージ計算パラダイム：決定論的なプログラムをオープンソース化するか、チェーン上にアップロードし、プログラムは完全にチェーン外で計算され、すべての入力はストレージ型ブロックチェーンに送信されて保存されます。データが一旦パッケージ化されると、順序（時系列）が確保されます。第三者はプログラムを実行でき、プログラムはチェーン上の事実データを読み込み、事実状態を生成します。
二層、2.5層、または三層モデルにおいて、ユーザーは相対的な信頼しか得られず、絶対的な信頼はサービスプロバイダーに依存します。ユーザーがすべての取引を自分で検証しない限り、完全に信頼を失うことはできません。
三層モデルでは、全く新しいCompoundを構築できます。このようなCompoundは、もはやEVMチェーン上の計算モデルを使用する必要はなく、プログラムの信頼性とデータの信頼性を保証すれば、アプリケーションの運営における客観的事実は絶対的に存在します。三層モデルのアーキテクチャでは、年利のチェーン外計算だけでなく、各取引によって生成される残高状態もチェーン外で計算され、提示されます。二層モデルを三層モデルに改善することは、客観的事実を変えることはなく、ユーザーの相対的な信頼環境にも何の変化もありません。取引がチェーン上に載った後の客観的事実は、ブロックチェーン技術によって支えられています。
三層モデルの利点
なぜユーザーとブロックチェーンを完全に隔離する三層の計算モデルを構築する必要があるのでしょうか？
チェーンには多くの制約があり、一般ユーザーの低い敷居のニーズを満たすことが難しいです。ブロックチェーンのTPSには多くの制約があり、高価なマイナー手数料、秘密鍵やリカバリーフレーズの管理などが、一般ユーザーにとって受け入れがたいものとなっています。ブロックチェーンが絶対的な非中央集権の目標を達成する過程で、多くの使いやすさが失われました。
三層モデルで構築されたアプリケーションは、ブロックチェーンノードがアプリケーションに信頼を与え、アプリ開発者は極めて大きな柔軟性を得て、ユーザーに極致の使いやすさを提供します。
組み合わせ可能性：ストレージ計算パラダイムを使用しても組み合わせ可能性は損なわれず、どのアプリもAPIを通じて直接相互作用できます。アプリが生成した取引がブロックチェーンにパッケージ化されると、それは客観的事実として改ざん不可能になり、検証可能です。相互に信頼する二つのアプリがAPIでリアルタイムに相互作用する過程で虚偽の取引が発生した場合、これらの虚偽の取引から生じるすべての取引は検出され、ロールバックされる可能性があります。これはチェーン外のロールバック、または誤った帳簿を修正することを意味し、チェーン外プログラムとブロックチェーンの事実を一致させることができます。
開発の敷居が低い：従来のアプリをオープンソース化し、取引をブロックチェーンにパッケージ化するだけで、アプリは透明で信頼できるものとなり、第三者によって検証されることができます。この時点で、開発には言語の制限はなく、このパラダイムの考え方を使用するだけで済みます。
性能制限がない：チェーン外プログラムの性能は、プログラムを展開するマシンと開発チームの能力にのみ依存します。
合意コストが極めて低い：合意のコストをブロックチェーンのストレージコストに縮小し、Arweaveを使用して取引を保存することで、1ドルで約100万件の取引が可能です。
欠点
主にアクセスの喪失があります：アプリは中央集権的なサービスプロバイダーによって実現され、展開されるため、サービスプロバイダーはユーザーの取引をフィルタリングおよび審査することができます。また、単一のサービス障害がサービスの停止を引き起こす可能性があります。
しかし、誰も帳簿の客観的事実を損なうことはできません。事実プログラムとユーザーによって署名された各取引はブロックチェーンに記録され、検証可能な事実状態となります。
結論
合意の最低コストはストレージコストです。ブロックチェーンの偽造不可能で追跡可能な特性を通じて、私たちは事実プログラムと事実データを保存できます。それらの実行結果は必ず真実で客観的に存在し、改ざん不可能です。計算については、実際には事実の範疇にはなく、計算が行われたかどうかにかかわらず、客観的な事実は変わりません。検証可能性は、ブロックチェーンの合意と信頼の鍵です。誰もがその偽造できない客観的事実を検証できることが、すべての信頼の基盤です。
ストレージ計算パラダイムが提供する検証可能な信頼は、多くの間で信頼の橋を築き、検証可能な透明な帳簿は従来の帳簿技術を根本的に革新し、従来の帳簿（契約）が生産関係の調整過程で生じるさまざまな矛盾や紛争を解決します。
帳簿は人類の協力の重要な要素であり、すべての人、すべての機関の帳簿が相互に組み合わさることで、今日の社会の協力と分業が促進されています。ブロックチェーンは革命的な事実の機械として、帳簿に基づく信頼体制を根本的に変え、信頼をより容易に達成し、価値の流動を無限にします。
