去中心化コンピュータの「新しい物語」：Quilibriumは次のICPになるのか？

1. レポートの要点

1.1 コア投資ロジック

• Quilibrium は、従来のインターネットの計算能力とブロックチェーンの分散化の間に「バランス」を見つけることを試み、そのために独自の分散型クラウドコンピューティングアーキテクチャを設計しました。
• Quilibrium は、データベースに基づくオペレーティングシステムを構築し、開発体験が従来のソフトウェアにより近く、より多くの従来のソフトウェア開発者を引き付け、現在の Web3 開発者がより複雑な暗号アプリケーションを構築するのを容易にする可能性があります。
• Quilibrium の設計は、安全性とプライバシーを強調しており、敏感なデータを公開したくないが、暗号技術を使用したい企業にとって大きな魅力を持っています。個人にとっては、Farcaster の初期の成功も、分散型アプリケーションがユーザーを獲得し、収益を生み出す長期的な可能性を証明しています。
• 創業者兼 CEO の Cassie Heart は、前 Coinbase の上級エンジニアであり、Farcaster の開発者であり、チームは豊富な経験、安定した納品能力、そして独自の個性を持っています。

1.2 主なリスク

• プロジェクトは非常に初期の段階にあり、メインネットはまだ公開されておらず、プロジェクトの複雑さが高く、技術的な実現可能性と市場の需要の検証はまだ完了していません。
• 短期的には、知名度の高い Arweave AO からのユーザーの心の中や開発者における競争に直面する可能性があります。
• 固定のトークンモデルがなく、トークンのリリース速度が不安定になる可能性があり、投資家にとって一定のリスクを増加させます。

1.3 評価

Quilibrium は非常に初期の段階にあるため、プロジェクトの正確な評価を出すことはできません。しかし、流通時価総額と全流通時価総額の観点から、概念が重複する他の市場プレイヤーと比較して、Quilibrium の現在の時価総額には一定の魅力があります。

2. ビジネス分析

Quilibrium は自らを「プライバシーやスケーラビリティを犠牲にすることなくクラウドコンピューティングの利便性を提供する分散型インターネット層プロトコル」および「分散型 PaaS ソリューション」と位置付けています。この位置付けに基づき、本セクションでは以下のいくつかの問題を中心に Quilibrium のビジネスを説明します。

• 従来のインターネットのクラウドコンピューティングにはどのような問題がありますか？
• なぜ（再び）分散型コンピュータが必要なのですか？
• 現在の主流のブロックチェーン設計と比較して、Quilibrium にはどのような特別な点がありますか？

出典：Cassie Heart の Farcaster アカウント

2.1 ビジネスの位置付け

2.1.1 計算について

Web2 でも Web3 でも、「計算」は非常に重要な概念であり、アプリケーションの開発、実行、拡張の原動力です。

従来のインターネットアーキテクチャでは、計算タスクは通常、中央集権的なサーバーによって実行されます。クラウドコンピューティングの登場により、計算のスケーラビリティ、アクセス性、コスト効率が向上し、従来の計算を主流に置き換えつつあります。

サービス内容から見ると、大手クラウドサービスプロバイダーが提供するクラウドサービスモデルは通常、インフラストラクチャーとしてのサービス (IaaS)、プラットフォームとしてのサービス (PaaS)、ソフトウェアとしてのサービス (SaaS) の三つの大きなカテゴリに分けられ、それぞれ異なるニーズと能力を持つ主体に対応し、リソースに対する異なるレベルの制御能力を提供します。一般的なエンドユーザーがよく知っているのは SaaS です。PaaS と IaaS は主に開発者を対象としています。 出典：Lydia @ Mint Ventures 出典: S2 Lab, Lydia @ Mint Ventures

イーサリアムなどの主流のブロックチェーンでは、計算は通常、分散型ノードによって実行されます。この方法は中央制御のサーバーに依存せず、各ノードがローカルで計算タスクを実行し、コンセンサス機構を通じてデータの正確性と一貫性を確保しますが、分散型計算の能力と処理速度は通常、従来のクラウドサービスと比較して劣ります。

Quilibrium は、従来のインターネットの計算能力とスケーラビリティ、そしてブロックチェーンの分散化の間に「バランス」を見つけ、アプリケーション開発に新たな可能性を開こうとしています。 出典: Cassie Heart のライブ録画

2.1.2 コンピュータシステムの中央集権的問題

ほとんどのエンドユーザーにとって、コンピュータの中央集権的問題は容易に認識されません。これは、エンドユーザーが直接対面するのは主にハードウェアレベルのコンピュータシステムだからです。私たちの PC やスマートフォンなどのデバイスは世界中に分散しており、個人の制御下で独立して動作しています。このような分散型の物理的存在は、ハードウェアレベルでコンピュータシステムが必ずしも中央集権的であるとは限らないことを意味します。

相対的に分散したハードウェアと対照的に、既存のコンピュータシステムはネットワークアーキテクチャやクラウドコンピューティングサービスのレベルで明らかに中央集権的です。------アマゾン AWS、マイクロソフト Azure、Google Cloud は 2024 年第 1 四半期のクラウドサービス市場シェアが 67% を超え、後発者との間に顕著な差をつけています。 出典：Synergy Research Group

さらに、AI の波の「水を売る人」として、クラウドサービスプロバイダーの強者がますます強くなる傾向が続いているようです。マイクロソフト Azure は OpenAI の独占クラウドサービスプロバイダーとして、過去1年間の業績の成長率が以前の低迷を一新し、加速成長の傾向を示しています。マイクロソフトの 2024 会計年度第 3 四半期（つまり 2024 自然年第 1 四半期）の財務報告では、Azure と他のクラウドサービスの収益が 31% 増加し、市場予想の 28.6% を上回りました。 出典: Microsoft, Lydia @ Mint Ventures

市場競争の観点だけでなく、中央集権的なコンピュータシステムがもたらすプライバシーとセキュリティの問題もますます注目されています。------大手クラウドサービスプロバイダーの一度のダウンタイムは広範囲に影響を及ぼします。データによると、2010 年から 2019 年の間に、AWS は累計で 22 回の突発的な障害が発生し、年間平均障害回数は 2.4 回に達しました。アマゾン自身の e コマースビジネスに影響を与えるだけでなく、AWS を使用している Robinhood、ディズニー、Netflix、任天堂などの企業のネットワークサービスも大規模に中断されました。

2.1.3 分散型コンピュータの提案

このような背景の中で、分散型コンピュータの必要性が繰り返し提起されています。近年、中央集権的なクラウドサービスプロバイダーが分散型アーキテクチャをますます採用し、複数の場所でデータとサービスを複製することで単一障害点を回避し、エッジストレージを通じてパフォーマンスを向上させることから、分散型計算の物語の重点は次第にデータの安全性、プライバシー、スケーラビリティ、コスト効率に移行しています。

まず、さまざまなプロジェクトによって提案された分散型コンピュータの概念を分析します。これらの共通の特徴は、データの保存と処理を分散させることで、分散型アプリケーションの開発をサポートするグローバルな分散型計算プラットフォームを構築することを目指しています。

• 世界コンピュータ (World Computer): 一般的にイーサリアムを指し、グローバルなスマートコントラクト実行環境を提供し、そのコア機能は分散型計算とスマートコントラクトのグローバルな統一実行です。
• インターネットコンピュータ (Internet Computer): 一般的に Dfinity 財団が開発した ICP を指し、インターネットの機能を拡張し、分散型アプリケーションが直接インターネット上で実行されることを目指しています。
• 超並列コンピュータ (Hyper Parallel Computer): 一般的に Arweave が提案した AO プロトコルを指し、Arweave ネットワーク上で動作する分散型計算システムで、高い並列性と高い耐障害性が特徴です。

注意すべきは、ICP、AO、Quilibrium はいずれも従来の意味でのブロックチェーンではないということです。これらは線形のブロック配置構造に依存せず、分散化、データの改ざん防止などのブロックチェーンのコア原理を保持しており、ブロックチェーン技術の範疇の自然な拡張と見なすことができます。ICP は今までその壮大なビジョンを実現できていませんが、AO と Quilibrium の登場は確かに Web3 の未来に影響を与える新たな可能性をもたらしました。

以下の表は、三者の技術的特徴と応用方向を比較し、「Quilibrium は ICP の轍を踏むのか？」、また同じく分散型計算の最前線のソリューションとして、Quilibrium と「イーサリアムキラー」と呼ばれるAOの違いを理解する手助けをします。

2.2 コンセンサス機構

従来のブロックチェーンにおいて、コンセンサス機構は比較的抽象的でコアなレベルに位置し、ネットワークがどのように合意に達し、取引やその他の操作を処理・検証するかを定義します。異なるコンセンサス機構の選択は、ネットワークの安全性、速度、スケーラビリティ、分散化の程度に影響を与えます。

Quilibrium のコンセンサス機構は「意味のある作業証明」 (Proof of Meaningful Work/PoMW) と呼ばれ、マイナーはネットワークに実際に意味のある作業を完了することが求められます。たとえば、データの保存、データの検索、ネットワークの維持などです。PoMW コンセンサス機構の設計は、暗号学、多者計算、分散システム、データベースアーキテクチャ、グラフ理論などの複数の分野を統合し、単一のリソース（エネルギーや資本など）への依存を減らし、ネットワークの分散化の程度を確保し、ネットワーク規模が拡大しても安全性とスケーラビリティを維持できるようにしています。

インセンティブ機構は、コンセンサス機構が円滑に機能するための鍵です。Quilibrium のインセンティブ配分は静的ではなく、ネットワークの状態に応じて動的に調整され、インセンティブと需要が一致するようにします。Quilibrium はまた、複数の証明機構を導入し、1 つのノードが複数のデータ片を検証できるようにし、ノードとコアリソースが不足している場合でもネットワークの運用を維持できるようにしています。

マイナーの最終的な収益を理解するために、単純化された公式を用いることができます。ここで、単位報酬はネットワーク規模に応じて動的に調整されます。

収益 = 評価 × 単位報酬

評価の計算は複数の要因に基づき、具体的な公式は以下の通りです：

ここで、各パラメータの定義は以下の通りです：

1. トピックのメッシュ内の時間: 参加時間が長く、安定性が高いほど、評価が高くなります。
2. トピックの初回メッセージ配信数: 初回メッセージの配信回数が多いほど、評価が高くなります。
3. トピックのメッシュメッセージ配信率/失敗率: 配信率が高く、失敗率が低いノードの評価が高くなります。
4. トピックの無効メッセージ数: 無効メッセージの配信回数が少ないほど、評価が高くなります。

上記の4つのパラメータの加重合計にはテーマ上限 (TC) があり、この数値を一定の範囲に制限することで、特定のパラメータが過大になって評価が不公正になるのを防ぎます。

5. アプリケーション特有のスコア: 特定のアプリケーションによって定義されたスコア。
6. IP コロケーションファクター: 同一 IP アドレスからのノード数が少ないほど、評価が高くなります。

出典: Quilibrium ダッシュボード

Quilibrium は現在、運用中のノード数が 6 万を超えており、実際の運用中のノードの収益は各バージョン間のパラメータの重みの違いによって変動する可能性があります。v1.4.19 バージョン以降、マイナーの収益はリアルタイムで確認できますが、メインネットがオンラインになるまで受け取ることはできません。

2.3 ネットワークアーキテクチャ

Quilibrium のコアビジネスは分散型 PaaS ソリューションであり、そのネットワークアーキテクチャは主に通信、ストレージ、データクエリと管理、オペレーティングシステムで構成されています。本節では、現在の主流のブロックチェーンとの相違点に焦点を当ててその設計方案を紹介します。技術的な詳細や実装方法に興味のある読者は、公式文書やホワイトペーパーを参照してください。

2.3.1 通信

ネットワークの基盤構造として、Quilibrium の通信は四つの部分で構成されています。

a. 鍵生成

Quilibrium は、グラフ理論に基づく PCAS (Planted Clique Addressing Scheme) 鍵生成方式を提案しています。従来のブロックチェーン技術と同様に、PCAS も非対称暗号を使用します。------各ユーザーは公開鍵と秘密鍵を持ち、公開鍵は公開され、情報の暗号化や署名の検証に使用されます。秘密鍵は秘密にされ、情報の復号や署名の生成に使用されます。両者の違いは主に鍵の生成方法、表現形式、適用方向にあります（下表参照）。

b. エンドツーエンド暗号化

エンドツーエンド暗号化 (E2EE) は、ノード間の通信の安全性を確保するための重要なコンポーネントであり、通信の両者のみが平文データを見ることができ、情報を伝達するシステムや仲介者でさえ情報の内容を読み取ることができません。

Quilibrium は、Triple-Ratchet と呼ばれるエンドツーエンド暗号化手法を採用しており、従来の ECDH ソリューションに比べてより高い安全性を提供します。具体的には、従来のソリューションは通常、単一の静的鍵を使用するか、定期的に鍵を更新しますが、Triple-Ratchet プロトコルは、各通信後に鍵を更新し、 前方秘匿性、漏洩後秘匿性、任意性、再送信保護、無秩序メッセージ伝達などの機能を実現します。**この方案は特にグループ通信に適していますが、相対的に複雑性と計算コストが高くなります。

c. 混合ネットワークルーティング

混合ネットワーク (Mixnets) は、送信者の情報を受け取り、受信者に伝達するブラックボックスであり、外部の攻撃者がブラックボックス外の情報にアクセスできたとしても、送信者と受信者を関連付けることはできません。

Quilibrium は RPM (Random Permutation Matrix) 技術を採用し、外部および内部の攻撃者によって解読されにくい構造的に複雑な混合ネットワークアーキテクチャを提供し、匿名性、安全性、スケーラビリティの面で優位性を持っています。

d. ピアツーピア通信

GossipSub は、発行/購読モデルに基づくピアツーピアメッセージングプロトコルで、ブロックチェーン技術や分散型アプリケーション (DApps) に広く使用されています。Quilibrium の BlossomSub プロトコルは、従来の GossipSub プロトコルの拡張および改良であり、プライバシー保護を向上させ、Sybil 攻撃に対する抵抗力を強化し、ネットワークのパフォーマンスを最適化することを目的としています。

2.3.2 ストレージ

ほとんどの従来のブロックチェーンは、データの完全性検証ツールとして暗号ハッシュ関数を使用し、ネットワークの一貫性を確保するためにコンセンサス機構に依存しています。このようなメカニズムには二つの主要な制限があります：

• 通常、ストレージ時間の検証を含まず、時間または計算能力に基づく攻撃に対する直接的なメカニズムがありません。
• ストレージとコンセンサス機構は通常分離されており、データの同期と一貫性に問題を引き起こす可能性があります。

Quilibrium のストレージ方案は、検証可能な遅延関数 (VDF) 設計を使用し、時間依存の連鎖構造を作成し、ストレージとコンセンサス機構を統合しています。下の図と組み合わせると、この方案のいくつかの特徴をまとめることができます：

• 入力処理: SHA256 や SHAKE128 などのハッシュ関数を使用して入力を処理し、データのわずかな変化がハッシュ値に大きな違いをもたらし、データが改ざんされにくく、検証が容易になります。
• 遅延保証: 計算プロセスは意図的に時間がかかるように設定されています。計算タスクは順番に実行され、各ステップは前のステップの結果に依存しており、計算リソースを増やしてプロセスを加速することはできず、出力が連続的かつ確定的な時間に基づく計算から得られることを保証します。生成プロセスは並列化できないため、既に公開された VDF 結果を再計算または変更しようとする行為はかなりの時間を要し、ネットワーク参加者に検出と応答のための十分な時間を提供します。
• 迅速な検証: VDF 結果の検証に必要な時間は、結果を生成するのに必要な時間よりもはるかに短く、通常は最終結果に対していくつかの数学的検証を行うか、いくつかの補助データを利用して結果の有効性を確認するだけで済みます。

出典: Quilibrium ホワイトペーパー

この時間証明に基づく連鎖構造は、従来のブロックチェーンにおけるブロックの生成に依存せず、理論的には MEV 攻撃や先行取引の現象を減少させることができます。

2.3.3 データクエリと管理

従来のブロックチェーンは、データを管理するために単純なキー値ストレージやメルクルツリーを使用することが多く、この構造は複雑な関係を表現し、高度なクエリをサポートする上で通常制限があります。また、現在のほとんどのブロックチェーンシステムは、ノードがクエリを実行する際に組み込みのプライバシー保護メカニズムを提供しておらず、これがゼロ知識証明などのプライバシー強化技術が提案された背景です。

Quilibrium は「無名超グラフ」 (Oblivious Hypergraph) 構造を提案し、超グラフ構造と無名転送 (Oblivious Transfer) 技術を組み合わせることで、データのプライバシーを保持しながら複雑なクエリ能力をサポートします。具体的には：

• 超グラフ構造: 辺が複数の頂点を接続でき、複雑な関係を表現する能力が向上します。この構造はさまざまなデータベースモデルを直接マッピングでき、あらゆるタイプのデータ関係を超グラフ上で表現し、クエリすることができます。
• 無名転送技術: データを処理するノードでさえ、アクセスしている具体的なデータ内容を理解できず、データクエリプロセスにおけるプライバシー保護を強化します。

2.3.4 オペレーティングシステム

オペレーティングシステムはブロックチェーン原生の概念ではありません。ほとんどの従来のブロックチェーンは、コンセンサス機構とデータの不変性に主に焦点を当てており、通常は複雑なオペレーティングシステムレベルの機能を提供しません。たとえば、イーサリアムはスマートコントラクトをサポートしていますが、そのオペレーティングシステム機能は相対的に単純で、主に取引処理と状態管理に限られています。

Quilibrium は、超グラフデータベースに基づくオペレーティングシステムを設計し、ファイルシステム、スケジューラ、IPC に類似したメカニズム、メッセージキュー、制御キー管理などの一般的なオペレーティングシステムの原語を実装しています。このようにデータベース上に直接オペレーティングシステムを構築する設計は、複雑な分散型アプリケーションの開発をサポートします。 出典: Quilibrium ホワイトペーパー

2.4 プログラミング言語

Quilibrium の開発には Go を主要なプログラミング言語として使用し、Rust と JavaScript も組み合わせています。Go 言語の利点は、同時タスクの処理能力、簡潔な構文、活発な開発者コミュニティにあります。Tiobe が発表したプログラミング言語ランキングによると、Go 言語は近年ランキングが大幅に上昇しており、最新の 6 月のランキングでは第 7 位にランクインしています。同様に、Go 言語を基盤に開発されたブロックチェーンプロジェクトには、イーサリアム、Polygon、Cosmos があります。 出典: Quilibrium 出典: Tiobe

3. プロジェクト状況

3.1 プロジェクトの歴史とロードマップ

Quilibrium のホワイトペーパーは 2022 年 12 月に発表され、そのロードマップは大きく 3 つの段階に分かれています：Dusk、Equinox、Event Horizon。

Quilibrium は現在非常に初期の段階にあり、チームは 2 週間ごとにネットワークの更新を行っています。現在の最新バージョンは v1.4.20 です。チームはロードマップの 1.5 段階を削除したため、ネットワークの 1.4 バージョンの後は直接 2.0 バージョンにアップグレードされます。2.0 バージョンはメインネットであり、Dusk 段階の終わりを意味し、7 月下旬に正式にリリースされる予定で、その際に $QUIL のブリッジが許可されます。

暫定的な計画に基づくと、Equinox と Event Horizon 段階は、ストリーミング、AI/ML モデルのトレーニングなど、より高度なアプリケーションをサポートします。

3.2 チームと資金調達

Quilibrium の創業者/CEO は Cassie Heart です。Quilibrium を設立する前、彼女は Coinbase の上級ソフトウェアエンジニアであり、ソフトウェア開発とブロックチェーン分野で 12 年以上の経験を持っています。

Cassie は中央集権的なソーシャルメディアプラットフォームに反対の立場を取っており、彼女自身と Quilibrium のプロジェクトアカウントは主に Farcaster で活動しています。Cassie の Farcaster アカウントは 31 万以上のフォロワーを持ち、その中にはイーサリアムの創設者である Vitalik も含まれています。Cassie はまた、Farcaster の開発者でもあります。

Quilibrium の開発者データパネルによると、Quilibrium プロジェクトの開発は 2023 年 4 月に始まり、その後安定して進行しています。表示されている開発者は 24 人で、主力は Cassie Heart (Cassandra Heart) です。 出典: Quilibrium

Quilibrium のチームは、資金調達の歴史や投資機関を公開していません。

3.3 トークンモデル分析

$QUIL は Quilibrium のネイティブトークンで、100% 公平な発行形式を採用しており、すべてのトークンの生成はノードの運用から来ています。チーム自体は少数のノードを運営していますが、保有するトークンの割合は 1% 未満です。

$QUIL には固定のトークンモデルがなく、トークンの総供給量に上限はありませんが、ネットワークの採用速度に応じて動的に調整されます。------ネットワーク規模が増加すると、ノードのインセンティブとしてより多くのトークンがリリースされ、規模の成長が鈍化すると、トークンのリリース速度も減少します。

以下の表は、チームとコミュニティメンバーがトークンのリリーススケジュールについて行った予測で、現在の流通量は 3.4 億で、最終的な供給量は約 20 億に収束する見込みですが、具体的なリリース状況はエコシステムの発展に依存します。 出典：@petejcrypto

3.4 リスク

Quilibrium の現段階での潜在的なリスクポイントは以下の通りです：

• プロジェクトは非常に初期の段階にあり、メインネットはまだ公開されておらず、プロジェクトの複雑さが高く、技術的な実現可能性と市場の需要の検証はまだ完了していません。
• 短期的には、知名度の高い Arweave AO からのユーザーの心の中や開発者における競争に直面する可能性があります。
• 固定のトークンモデルがなく、トークンのリリース速度が不安定になる可能性があり、投資家にとって一定のリスクを増加させます。

4. 評価

類似のブロックチェーンインフラの評価は非常に複雑なプロセスであり、TVL、オンチェーンのアクティブアドレス、dAPP 数、開発者コミュニティなどの複数の次元が関与していますが、Quilibrium は非常に初期の段階にあり、Arweave AO のトークン $AO もまだ取引が開始されていないため、プロジェクトの正確な評価を出すことはできません。

ここでは、Quilibrium と一定の概念的重複があるプロジェクトの流通時価総額と全流通時価総額（データは 2024 年 6 月 23 日時点）を示しますので、参考にしてください。 出典：CoinGecko, データは 2024 年 6 月 23 日時点

5. 参考文献と謝辞

本記事の執筆にあたり、海哥 (@PleaseCallMeWhy)、蓝哥、Connor のレビューと意見に感謝します。

• https://quilibrium.com/quilibrium.pdf
• https://paragraph.xyz/@quilibrium.com
• https://dashboard.quilibrium.com/
• https://www.youtube.com/watch?v=Ye677-FkgXE\&ab_channel=CassandraHeart
• https://dune.com/cincauhangus/quilibrium
• https://source.quilibrium.com/quilibrium/ceremonyclient/-/graphs/main?ref_type=heads
• https://www.tiobe.com/tiobe-index/
• https://www.blocmates.com/meal-deal-research-reports/quilibrium-crypto-not-blockchain-long-live-the-internet
• https://www.statista.com/chart/18819/worldwide-market-share-of-leading-cloud-infrastructure-service-providers/
• https://s2-labs.com/admin-tutorials/cloud-service-models/
• https://medium.com/@permadao/%E5%8E%BB%E4%B8%AD%E5%BF%83%E5%8C%96%E4%BA%91%E6%9C%8D%E5%8A%A1%E8%BF%9B%E5%8C%96%E5%8F%B2-%E4%BB%8E-dfinity-ic-%E5%88%B0-arweave-ao-839b09b4f3ff
• https://www.microsoft.com/en-us/investor/earnings/FY-2024-Q3/press-release-webcast
• https://x.com/perma_daoCN/status/1798565157435830416
• https://x.com/Pow2wer/status/1802455254065402106