Avalancheの技術的特徴、コンセンサス機構とエコシステムの発展状況の詳細解説

著者：Daolectic Research

元のタイトル：《最大のアバランチも小さなことから引き起こされる..!》

翻訳：麟奇，链捕手

紹介

Avalancheは、「Avalancheコンセンサスメカニズム」を利用したプルーフ・オブ・ステークの暗号通貨です。毎秒4,500件の取引（TPS）の取引スループットを持つブロックチェーンネットワークであり、1秒未満で取引を確認できる世界初のスマートコントラクトプラットフォームの一つです。

Avalancheは、高性能でスケーラブル、カスタマイズ可能かつ安全なブロックチェーンプラットフォームであり、特定のアプリケーションのためのブロックチェーン、スケーラブルな分散型アプリケーション、および複雑なデジタルスマート資産の開発を目的としています。実際、Avalancheプロトコルは、迅速な技術を使用してブロックチェーン技術の採用を加速することを目指した、さまざまな最新のスマートコントラクト中心のプロジェクトを提供しています。

このプロジェクトは、2018年にトルコ系アメリカ人のコンピュータサイエンティストであり、コーネル大学の准教授であるEmin Gun SirerによってAva Labsによって設立されました。会社はニューヨーク市とマイアミに本社を置き、Andreessen Horowitz、Polychain Capital、Initialized Capital、AngelListのBalaji SrinvasanやNaval Ravikantを含むエンジェル投資家から資金を調達しています。このプロジェクトは2020年に開始されました。

最近の取り組みには、分散型金融（DeFi）資産とアプリケーションをネットワークに引き入れるためのAvalanche財団の1.8億ドルのインセンティブプログラムが含まれています。2つの主要なDeFiプロトコルであるAaveとCurve、そしてAvalancheネイティブの流動性プロトコルであるBENQIが最初に参加しました。

チーム

Ava Labsは現在110人以上の従業員を抱えており、その半数以上が技術開発に専念しています。AVA LabsのCEO兼創設者であるEmin Gun Sirerによれば、彼のチームのほぼ全員がEthereumのバックグラウンドを持っています。チームに関するその他の最新情報は、彼らのMediumから直接入手できます。

技術

Avalancheネットワークは、多くのブロックチェーンで構成されており、各チェーンは独自の仮想コンピュータであり、EVMやWASMなどのさまざまなカスタム仮想マシンをサポートしています。これは、さまざまな言語を使用するgRPCサーバーのサポートによるものです。

したがって、各チェーンは特定のケースに特化した機能を含む可能性があります。各仮想コンピュータはサブネットにリンクされ、検証者に独自のインセンティブを提供します。これは、「動的な検証者のグループが協力してコンセンサスを形成する」カスタマイズされたブロックチェーンネットワークです。したがって、Avalancheは「プラットフォームのプラットフォーム」と見なすことができ、数千のサブネットが協力して相互運用可能なネットワークを構築しています。

Avalancheは、取引チェーン（X-Chain）、プラットフォームチェーン（P-Chain）、およびコントラクトチェーン（C-Chain）の3つのブロックチェーンを事前に構成しています。

すべての3つのブロックチェーンは、メインネットによって検証および保護されています。

メインネットは、Avalancheに組み込まれたブロックチェーンを確認するための専用サブネットです：すべてのサブネットはその一部です。

メインネットに参加するには、個人は一定のAvalancheトークンを投資する必要があります。したがって、すべてのブロックチェーンのすべての検証者は、Avalancheの組み込みブロックチェーンを検証し、Avalancheトークンを担保にしている必要があります（メインネットでは少なくとも2,000 AVAX）。

Avalancheの異なるチェーンは以下のように分類できます：

• C-Chainは、Avalancheによって駆動されるEthereum仮想マシンのインスタンスです。C-APIを使用することで、チェーンのユーザーはスマートコントラクトを構築し、Ethereum上で実行可能な他の任意のタスクを実行できます。
• デフォルトのサブネットは、Avalancheプラットフォーム上で唯一の許可不要のサブネットです。Pチェーンに登録することで、Avalancheプラットフォーム上に独自の許可サブネットを構築できます。
• NFTはX-Chainの取引構造に直接統合されています。そのアーキテクチャは実際にはERC 721よりもEIP-1155（コレクティブルNFT）により類似しています。EIP-1155は、いずれにせよERC721の設計の概要です。

コンセンサスメカニズムの詳細

Avalancheコンセンサスプロトコルは、4つのプロセスの集合です ------Slush、Snowflake、Snowball、およびAvalanche------それらは相互に依存し、時間の経過とともにより安全になります。

簡単に言えば、Avalancheコンセンサスプログラムは、反復的なランダム二次サンプリングに基づくユニークな投票プロトコルです： 検証者ノードはランダムに他の検証者に問い合わせ、ネットワークがコンセンサスに達し、受け入れるか拒否するかを選択するまで続けます。この意味で、コンセンサスはGossipアルゴリズムからインスパイアを受けており、メタステーブルプログラムを使用してその安全性を保証します。

従来の線形「チェーン」と比較して、Avalancheコンセンサスプロトコルは、有向非巡回グラフ（DAG）を利用して取引に相対的な順序を提供します。

技術的には、線形ブロックチェーンは、有向非巡回グラフ（DAG）であり、各ブロックは先祖を持つ頂点（前のブロックと次のブロック）です。

AvalancheのDAGはさらに多機能であり、大量の頂点の先祖と子孫の存在をサポートしています。ブロック生成が並行化できるため、速度が向上し、次のブロックに入るための取引競争や、次のブロックを特定するためのマイナーの競争の要求が排除されます。

特定の「層」において複数の有効なブロックが存在することで確認時間が加速されます。これは、あるブロックが別のブロックの生成前に接続されることを保証する際に性能制限がないためです。さらに、ブロックの伝播中にほとんど損失がありません。

コンセンサスアルゴリズムはSnowball方式に基づいています：

• サンプルサイズはk
• 集団サイズはα
• 決定閾値はβ

ネットワーク上でk個のノードを照会した後、ノードはSnowball法を使用して照会の好みを調整できます：反応照会中に特定の証明またはα以上の時間に遭遇した場合、その証明に対する好みを変更します。

その証明または取引を決定するために、ノードは連続してk個のノードを照会し、β回後にその証明を少なくともα回受け取る必要があります。この声明のβ個の連続した大量カウントを得る必要があります。

さらに、ノードは一度にk個のノードのみを照会するため、Snowball法はスケーラビリティを持っています。ネットワーク内にノードがいくつ存在しても、各照会はノードのグループとの相互作用です。

ノードは、特定の取引のk個のノードを一度だけ照会し、その取引に対するα多数の承認を受け取った場合、「chit」を与えます。

chitは単にブール値（0または1）であり、ノードが取引の大多数を取得したかどうかを示します。取引がchitを受け取った場合、それはその「先駆者」に対する信頼と連続成功カウントを増加させる必要があります。

取引の信頼度は、その子孫のchitとその現在のchitの合計に等しいです。さらに、取引の連続成功回数は、その取引またはその子孫が成功した大多数の問題の回答の回数に等しいです。

簡単のために、DAG内の各取引をそのノードとして扱います：取引を要求したが必要な票数を得られなかった場合、それはchitを受け取ることはありません：受け入れられなかった先祖は、その成功カウントがゼロになります。

一方で、その取引の他の子孫がまだchitを持っている可能性があるため、信頼度は変わりません。chitがない場合、その取引は本質的に先祖の子孫chitの合計に0を加えることに相当します。取引の連続成功カウントがβに達すると、その取引は「受け入れられます」。

取引が互いに基づいているため、ユーザーは各取引について判断を下す前に少なくともβ回照会する必要はありません。取引の各「子」は、それが真実であることを証明するさらなる証拠を提供します。これが信頼と成功の伝達方法です。

ノードが投票を行うとき、もしそのノードが競合セット内のすべての取引に対して最大の信頼度を持っている場合、そのノードは取引に賛成票を投じ、十分な信頼がない場合は反対票を投じます。

Avalancheコンセンサスプロトコルの主な利点は、その速度と最終的な確定性です。中本聡コンセンサスネットワークとは異なり、中本聡コンセンサスネットワークは、時間の経過と追加のブロックの生成に依存して、ユーザーの取引がフォークによって取り消されないという信頼を高めますが、Avalancheの確認速度は数秒であり、不可逆的である必要があります。

安全性（2つの誠実なノードが取引状態で合意することを保証すること）は確率的であり、ネットワークパラメータによって制御されます：ノードは、検証者としてコンセンサスメカニズムに参加するためにネイティブトークンAVAXをステークする必要があります。ノードがステークする量が多いほど、照会される可能性が高くなります。

Avalancheのコンセンサスの動作を簡素化し視覚化するために、ユーザーにはDecentralized Thoughtのビデオを視聴することをお勧めします。（クリエイター@don_wanton）

トークン配分

トークンの分布は以下の図に示されています。3.6億のAVAXがメインネットの立ち上げ時に配分され、残りの3.6億は10年以内に配布されます。トークンのリリースメカニズムは1年から10年まで様々です。

ステーキングインセンティブ------50%のトークンがステーキング報酬として検証者に配布されました。

チーム------10%のトークンがAVA Labsの創設者と非創設メンバーに配分されます。創設者を含むチームメンバーは、立ち上げ時にトークンを取得し、すべてのトークンを4年間自発的にロックします。

シードラウンド------2.5%のトークンが配分されます。トークン価格は0.33ドルで、メインネットの立ち上げ時に10%がリリースされ、その後1年間にわたり3ヶ月ごとに22.5%がリリースされます。

プライベートセール------3.5%のトークンがプライベートセール参加者に配分されます。各トークンの価格は0.5ドルで、メインネットの立ち上げ時に10%がリリースされ、その後1年間にわたり3ヶ月ごとに22.5%がリリースされます。

パブリックセール

• Option A1--1%のトークンがOption A1の参加者に配分されます。各トークンの価格は0.5ドルで、各ユーザーは25000トークンのみを取得できます。トークンのリリースメカニズムは1年で、メインネットの立ち上げ時に10%が発行され、1年内に3ヶ月ごとに22.5%が配布されます。
• Option A2--8.3%のトークンがOption A2参加者に配分されます。各トークンの価格は0.5ドルで、各ユーザーの最大シェアは250万ドルです。トークンのリリースメカニズムは1.5年で、メインネットの立ち上げ時に10%が発行され、18ヶ月内に3ヶ月ごとに15%が配布されます。
• Option B---0.67%のトークンがOption B参加者に配分されます。各トークンの価格は0.85ドルで、リリースメカニズムはありません。

財団------9.26%のトークンが財団に帰属します。マーケティング、報酬、インセンティブプログラムなどに使用されます。リリースメカニズムは10年です。

コミュニティと開発寄付基金------7%のトークンがこの基金に寄付されます。これらのトークンは、Avalancheのコアツールとインフラストラクチャの開発に従事する個人や組織に配分されます。Avalanche Hub、Avalanche大使、Avalanche-X受賞者などが含まれます。助成金のリリースメカニズムは1年です。

テストネットインセンティブプログラム------0.27%。Avalancheのテストネットインセンティブプログラムで検証を行った参加者は、これらのトークンを受け取ります。参加者は、タスクの完了度に応じて最大2000 AVAXを受け取ることができます。これらのトークンは最初に1年間ロックされます。

戦略的パートナー------5%のトークンが戦略的パートナーに配分されます。これらのトークンは、Avalanche技術とネットワークを使用してビジネスを発展させるチーム、組織、企業に贈与されます。例えば、Avalancheに基づいてビジネスを開発している起業家や、自分のサブネットを通じてAvalanche上で資産をトークン化しようとしている金融機関などです。そのリリースメカニズムは4年です。

エアドロップ---2.5%のトークンがさまざまなグループに配分され、Avalancheコミュニティを拡大します。例えば、暗号コミュニティの組織、Redditコミュニティ、開発者フォーラム、さらには以前に相互作用したユーザーに対してエアドロップが行われます。

トークンの効用

Avalancheトークンは、ネットワークのセキュリティ、支払いネットワークの運営費用、および原子資産の交換（サブネット間）を促進するために重要です。AVAXの機能はEthereumの「ガス」に似ていますが、ガバナンスなどの追加の実用性があります。

実際、Avalancheの検証者は、純粋なステーキング収益に加えて、多くの価値の流れから利益を得ることができます。他の事項の中で、ガバナンスは発行率を決定することができ、例えば、どれだけのトークン（総量720億不変）を発行するか、発行速度、担保率などです。

AVAXは、一般的な記帳単位となることを望んでおり、理想的には、世界的に認識された通貨となることでその価値を高めることを目指しています。しかし、Avalancheに基づいて構築されたdAppは、独自のトークンを持つ可能性があり、これらのトークンはその原始通貨を使用してAvalancheの検証者に手数料を支払います。

AVAXの取引手数料は焼却され、AVAXの希少性を高めます。しかし、報酬の計算は現在の流通供給量を考慮し、ハードリミットを超えないことを保証します。いずれにせよ、取引手数料がネットワーク上で焼却されるため、全体の流通供給量は継続的に減少し、制限を超えない範囲でステーキング報酬が増加します。

エコシステム

Avalancheは、Ethereumと互換性のあるブロックチェーンとして初めて登場して以来、そのエコシステムを大きく発展させました。それ以前、Avalancheと他のL1ブロックチェーンが直面していた最も重大な問題は、インフラストラクチャ、ツール、他のブロックチェーンとの相互運用性の欠如であり、これはプラットフォームと開発者の広範な採用の障害となっていました。Avalancheは、そのブリッジソリューションを通じてクロスチェーン相互運用性を実現し、この問題を解決しました。

Avalanche Bridgeは、ユーザーがEthereumとAvalancheのCチェーン間でERC 20トークンを移転できるようにし、EVMとの互換性によりDeFiコミュニティの大きな関心を引きました。Sushiswap、TrueUSD、Reef、bZxなど、多くのEthereumベースのアプリケーションがその後Avalancheブロックチェーンに接続されました。

DeFi

TVL（総ロック価値）指標はDeFiの成長にとって重要であり、これらのプロトコルの価値を示します。

DefiLlamaのデータによると、AVAXエコシステムのTVLは、わずか1年で910万ドルから107.7億ドルに増加し、118,000.3%の成長を遂げました。Avalancheエコシステムは現在、156のDeFiプロトコルをサポートしています。

しかし、2021年12月の137.9億ドルの歴史的高値からは20%減少しています。以下の通りです：

上位5つのAVAX DeFiプロトコル（Aave、Trader Joe、Benqi、Curve、Multichain）は、AVAX TVLの71%を占めています。

108.5億ドルは巨額に見えますが、他のブロックチェーンと比較すると微々たるものです。実際、この記事執筆時点で、TVLで測定されたすべてのブロックチェーンの総価値は2085.7億ドルです。AVAXのTVLは4位で、総TVLの約5%を占めています。

CoinMarketCapのデータによれば、AVAXの時価総額は222億ドルで、2021年11月下旬の高値144.85億ドルと比較して37%減少しています。

Avalancheエコシステムプロジェクトの紹介

Aaveは、ユーザーが預金利息を得たりデジタル資産を借りたりできる非管理型プロトコルです。オープンソースで無料で使用できます。英国の法人Aave Limitedは2020年7月に電子 通貨機関ライセンスを取得しました。Stani KulechovはAaveを作成した裏の推進者です。

分散型プロトコルAspen Protocolは、オラクルとインセンティブプラットフォームを使用して、伝統的な資産価格を反映する合成資産を作成します。

Beefy.Financeは、ユーザーがさまざまな戦略を使用して保有する暗号資産に対して複利を得ることをサポートする収穫最適化器です。手動最適化に関連する費用を回避するために、このプロトコルはアルゴリズム的に収益の可能性を確保します。これにより、ユーザーが自ら積極的に収穫に参加する必要がなくなります。

BENQIは、ユーザーにAvalanche資産の貸出市場を提供するアルゴリズム流動性市場プロトコルです。Avalancheの他に、Ascensive Asset、Dragonfly Capital、Mechanism Capital、Avalancheなどの戦略的投資家がいます。

CURVEは、低リスク、最小スリッページ、最小手数料構造で取引を実現する取引流動性プールです。安定したコインの取引を行うユーザーや、取引手数料や金利から収入を得る流動性提供者にとって、魅力的な取引方法です。

Pangolin Exchangeは、Avalanche上に構築され、Uniswapと同じAMMを使用するEthereumとAvalancheの分散型取引所です。迅速なソリューションを提供し、低い取引コストを保証し、安全な環境で資金を民主的に配分します。

Reefは、EVM互換のチェーンであり、Ethereum、Polkadot、Avalanche、Cosmos、Binance Smart Chainなどの他の暗号通貨やブロックチェーンからのDeFiを統合して相互運用性を促進します。効率性が高く、スケーラブルで、無駄なマイニングを必要としません。また、Polka Substrateで開発されたPOSを使用して、さらに安全性を高めています。

SushiSwapは、Ethereumブロックチェーン上に構築された分散型取引所およびAMMです。

Trader Joeは、Avalancheブロックチェーン上の分散型取引プラットフォームおよびAMMであり、2つのトークン間の取引を簡単に行えます。このプラットフォームは、DEXサービスとDeFi資金を統合することで、レバレッジ取引を提供します。

Trader Joeの運営方式は、Avalancheに基づくUniswapに似ており、ワンストップの取引プラットフォームです。Trader JoeはDEX機能とDeFi貸出オプションを組み合わせ、包括的な製品セットを提供し、CompoundやCreamに似たAMM技術を活用してAvalanche DeFi顧客に収穫、ステーキング、トークン取引、レバレッジ貸出機能を提供します。

Trader Joeは、AVAX保有者が資産価値を最大化しようとする際の選択DEXとなり、Pangolinを超えてAvalanche上で最大のDEXとなりました。すべてのDeFiユーザーの注目を集め、エコシステムの開発とCompoundやCream Financeに匹敵する検証済み技術の追加を通じて、Avalanche上で最も偉大な通貨市場プロトコルとなることを目指しています。

次のステップ

ブロックチェーン業界全体と暗号分野は2022年に大きな期待を寄せています：AvalancheのBlizzard財団は、ネットワークの開発、拡張、革新のために2億ドルを投入しました。この基金は2021年11月上旬に開始され、投資者にはAva Labs、Polychain Capital、Three Arrows Capital、Dragonfly Capitalなどが含まれます。

おそらく、Layer 1を支持する最も説得力のある議論は、現実世界のユースケースを統合する能力によって社会的および経済的価値を提供することです。

Avalancheの運営歴は短く、長期的に検証されていません。2020年9月下旬に、ネットワークは創世ブロックを展開しました。過去には多くの試練がありましたが、暗号ネットワークは進化し続けており、重要な設計、機能、ガバナンスの選択は常に行われています。