Polkadot のパラチェーン: 相互運用性とスケーラビリティの包括的な分析

Polkadot のブロックチェーン エコシステムの中核概念であるパラチェーンは、スケーラビリティと相互運用性のソリューションを提供します。従来のブロックチェーンとは異なり、Polkadot は複数のレイヤー 1 ブロックチェーン (「パラチェーン」) をホストする「リレー チェーン」として動作します。各パラチェーンは特定のユースケースに特化しており、Polkadot の DOT トークンを共通通貨として使用してシームレスに相互作用できる「ブロックチェーンのネットワーク」を実現します。パラチェーンは、リレーチェーンのコンセンサスメカニズムとセキュリティ保証を活用して、独自のガバナンス、取引手数料、報酬を維持します。このアーキテクチャは、EU が別々の国間の経済統合を促進する方法と同様に、複数のパラチェーンを活用することで、多様なアプリケーションとサービスを可能にします。

Polkadot's Parachains: A Comprehensive Analysis of Interoperability and Scalability

Polkadot のパラチェーン: 相互運用性とスケーラビリティの包括的な分析

Amidst the burgeoning landscape of blockchain projects, the pursuit of interoperability and scalability remains a paramount concern. Polkadot, a cutting-edge blockchain platform, has emerged as a pivotal player in this arena, introducing a novel approach to these challenges through its concept of parachains.

ブロックチェーン プロジェクトが急成長する中、相互運用性とスケーラビリティの追求は依然として最大の懸案事項です。最先端のブロックチェーン プラットフォームである Polkadot は、パラチェーンの概念を通じてこれらの課題に対する新しいアプローチを導入し、この分野で極めて重要なプレーヤーとして浮上しました。

Parachains: A Paradigm Shift in Blockchain Architecture

パラチェーン: ブロックチェーン アーキテクチャにおけるパラダイム シフト

Unlike traditional blockchains like Ethereum, Polkadot is not designed to offer an extensive range of intrinsic functionalities. Instead, it serves as a "Relay Chain," a foundational infrastructure upon which multiple parallel layer-1 blockchains, known as parachains, can coexist and operate seamlessly.

イーサリアムのような従来のブロックチェーンとは異なり、Polkadot は広範な固有の機能を提供するように設計されていません。代わりに、パラチェーンとして知られる複数の並列レイヤー 1 ブロックチェーンが共存してシームレスに動作できる基礎インフラストラクチャである「リレー チェーン」として機能します。

These distinct blockchains can be tailored to specific use cases, collectively forming an "internet of blockchains." Notably, they all natively employ Polkadot's DOT token as a common currency, fostering a cohesive ecosystem.

これらの異なるブロックチェーンは特定のユースケースに合わせて調整でき、集合的に「ブロックチェーンのインターネット」を形成します。注目すべき点は、それらすべてが共通通貨として Polkadot の DOT トークンをネイティブに採用し、一貫したエコシステムを促進していることです。

By design, the Relay Chain eschews support for features such as smart contracts, decentralized applications (dapps), and asset transfers. Instead, its primary function is to facilitate consensus among diverse parachains engaged in more user-facing activities.

設計上、リレー チェーンはスマート コントラクト、分散型アプリケーション (dapps)、資産転送などの機能のサポートを回避します。代わりに、その主な機能は、よりユーザー向けのアクティビティに従事する多様なパラチェーン間の合意を促進することです。

This fundamental layer, classified as a "Layer-0 blockchain," leverages a proof-of-stake consensus mechanism, akin to Ethereum's post-Merge implementation. This mechanism employs Blind Assignment for Blockchain Extension (BABE), a protocol derived from Ouroboros, originally developed by computer scientist Aggelos Kiayias and shared by Cardano.

「レイヤー 0 ブロックチェーン」として分類されるこの基本層は、イーサリアムのマージ後の実装に似たプルーフ オブ ステーク コンセンサス メカニズムを活用しています。このメカニズムは、もともとコンピューター科学者のアゲロス・キアイアスによって開発され、カルダノによって共有されたウロボロスから派生したプロトコルであるブロックチェーン拡張のためのブラインド割り当て (BABE) を採用しています。

The network of parachains built around Polkadot possesses the remarkable ability to transmit not only tokens but also data across their interconnected realms. This empowers developers to construct services that leverage multiple distinct parachains rather than confining themselves to a single blockchain.

Polkadot を中心に構築されたパラチェーンのネットワークは、トークンだけでなく、相互接続されたレルム全体にデータを送信する驚くべき能力を備えています。これにより、開発者は単一のブロックチェーンに限定されるのではなく、複数の異なるパラチェーンを活用するサービスを構築できるようになります。

To illustrate this concept, one can draw parallels to the European Union (EU), where member countries maintain independent economies while freely exchanging goods, services, and workers. In a similar vein, each parachain enjoys the liberty to establish its own parameters, encompassing transaction fees, block times, governance mechanisms, and mining rewards.

この概念を説明するには、加盟国が商品、サービス、労働者を自由に交換しながら独立した経済を維持する欧州連合 (EU) と類似点を描くことができます。同様に、各パラチェーンは、取引手数料、ブロック時間、ガバナンスメカニズム、マイニング報酬を含む独自のパラメーターを設定する自由を享受しています。

The vast majority of contemporary parachains, including the Polkadot Relay Chain, utilize a development framework known as Substrate, provided by Parity Technologies, a leading British technology firm. While synergistic, Substrate is not an exclusive requirement for parachain development and maintenance.

Polkadot Relay Chain を含む現代のパラチェーンの大部分は、英国の大手テクノロジー企業である Parity Technologies が提供する Substrate として知られる開発フレームワークを利用しています。相乗効果がありますが、サブストレートはパラチェーンの開発とメンテナンスに限定された要件ではありません。

Parachains vs. Sidechains: A Comparative Analysis

パラチェーンとサイドチェーン: 比較分析

While parachains bear superficial similarities to sidechains, separate blockchains built on top of existing blockchains like Ethereum, they differ in fundamental ways. Sidechains aim to enhance the scalability and interoperability of their parent blockchains, exemplified by projects like Polygon Network and BNB Smart Chain (BSC).

パラチェーンは、イーサリアムのような既存のブロックチェーンの上に構築された別個のブロックチェーンであるサイドチェーンと表面的には似ていますが、根本的な点で異なります。サイドチェーンは、Polygon Network や BNB Smart Chain (BSC) などのプロジェクトに代表されるように、親ブロックチェーンのスケーラビリティと相互運用性を強化することを目的としています。

However, sidechains possess their own consensus mechanisms and native tokens, whereas parachains on Polkadot share the same consensus mechanism embodied by the Relay Chain.

ただし、サイドチェーンは独自のコンセンサス メカニズムとネイティブ トークンを備えていますが、Polkadot のパラチェーンはリレー チェーンによって実現される同じコンセンサス メカニズムを共有します。

The Kusama Network: A Sandbox for Parachain Development

Kusama ネットワーク: パラチェーン開発のためのサンドボックス

An integral component of Polkadot's parachain ecosystem is the Kusama Network, which serves as a pre-production environment for aspiring parachains. This sandbox allows developers to test and refine their concepts before deploying them on the primary Polkadot network.

Polkadot のパラチェーン エコシステムの不可欠なコンポーネントは、意欲的なパラチェーンのための前運用環境として機能する Kusama ネットワークです。このサンドボックスを使用すると、開発者はコンセプトをプライマリ Polkadot ネットワークに展開する前にテストして改良することができます。

Kusama mirrors most of Polkadot's core design features, but parachain projects on Kusama face less stringent governance requirements. This flexibility enables emerging projects to address technical deficiencies, build momentum, and cultivate a loyal user base before transitioning to the Polkadot network.

Kusama は、Polkadot の中核となる設計機能のほとんどを反映していますが、Kusama 上のパラチェーン プロジェクトは、それほど厳格ではないガバナンス要件に直面しています。この柔軟性により、新興プロジェクトは、Polkadot ネットワークに移行する前に、技術的欠陥に対処し、勢いを築き、忠実なユーザー ベースを育成することができます。

Unlike testnets, which utilize the same underlying framework as their parent blockchains but operate with simulated funds and separate token databases, Kusama constitutes a fully functional, autonomous, and "real" blockchain.

親ブロックチェーンと同じ基礎フレームワークを利用しますが、シミュレートされた資金と別個のトークン データベースで動作するテストネットとは異なり、Kusama は完全に機能する自律的な「本物の」ブロックチェーンを構成します。

Diverse Use Cases of Parachains

パラチェーンの多様な使用例

The parachain paradigm has attracted developers across a spectrum of use cases. Notable examples include:

パラチェーン パラダイムは、さまざまなユースケースにわたって開発者を魅了してきました。注目すべき例は次のとおりです。

• Astar: One of the most widely adopted parachains, Astar incorporates the Ethereum Virtual Machine (EVM) WebAssembly, empowering developers to create dapps for applications spanning decentralized finance (DeFi), non-fungible tokens (NFTs), and decentralized autonomous organizations (DAOs).
• Nodle: This parachain aspires to bridge the gap between Web3 and the physical world by transforming smartphones into edge nodes capable of interacting with sensors and devices in real-world environments using simple iOS and Android apps.
• Moonbeam: A smart contract platform built on the Substrate blockchain framework, Moonbeam allows developers to construct decentralized applications (dapps) utilizing smart contracts. These dapps can seamlessly integrate with networks such as Ethereum.

The Competitive Landscape of Parachain Auctions

Astar: 最も広く採用されているパラチェーンの 1 つである Astar には、イーサリアム仮想マシン (EVM) WebAssembly が組み込まれており、開発者が分散型金融 (DeFi)、非代替トークン (NFT)、および分散型自律組織 (DAO) にわたるアプリケーション用の dapps を作成できるようにします。 .Nodle: このパラチェーンは、シンプルな iOS および Android アプリを使用して、スマートフォンを現実世界の環境でセンサーやデバイスと対話できるエッジ ノードに変換することで、Web3 と物理世界の間のギャップを埋めることを目指しています。Moonbeam: 上に構築されたスマート コントラクト プラットフォームサブストレート ブロックチェーン フレームワークである Moonbeam を使用すると、開発者はスマート コントラクトを利用して分散型アプリケーション (dapp) を構築できます。これらの dapps は、イーサリアムなどのネットワークとシームレスに統合できます。パラチェーン オークションの競争環境

To secure a position on the Polkadot network, projects engage in competitive bidding via auctions. These auctions determine which projects gain access to the Relay Chain and the timing of their connection.

Polkadot ネットワーク上での地位を確保するために、プロジェクトはオークションによる競争入札に参加します。これらのオークションにより、どのプロジェクトがリレー チェーンへのアクセスを取得するか、およびその接続のタイミングが決まります。

The Web3 Foundation intentionally maintains a scarcity of successful bids to foster intense competition within the ecosystem. Once projects acquire one of these coveted leases, they enjoy a duration of approximately 96 weeks. On the Kusama sister network, these leases have a maximum duration of 48 weeks.

Web3 Foundation は、エコシステム内での激しい競争を促進するために、意図的に落札件数を少なく維持しています。プロジェクトがこれらの誰もが欲しがるリースのいずれかを取得すると、約 96 週間の期間を享受できます。 Kusama 姉妹ネットワークでは、これらのリース期間は最大 48 週間です。

These auctions primarily operate through a mechanism known as "crowdloans." Here, community members demonstrate their support for favored projects by temporarily locking their tokens in their favor.

これらのオークションは主に「クラウドローン」として知られるメカニズムを通じて運営されます。ここでは、コミュニティのメンバーがトークンを一時的に自分に有利にロックすることで、優先プロジェクトへの支持を示しています。

These tokens are held in segregated Relay Chain modules beyond the control of the respective projects. This measure helps prevent malicious developers from absconding with funds, commonly referred to as "rugpulls." Unsuccessful bids automatically trigger the return of tokens to their owners.

これらのトークンは、それぞれのプロジェクトの制御を超えて、分離されたリレー チェーン モジュールに保持されます。この措置は、悪意のある開発者が一般に「ラグプル」と呼ばれる資金を持ち逃げするのを防ぐのに役立ちます。入札が失敗すると、自動的にトークンが所有者に返還されます。

The Future of Parachains: A Glimpse into the Roadmap

パラチェーンの未来: ロードマップの概要

The Polkadot Relay Chain is poised for a significant upgrade, scheduled for the near future. This update, dubbed the Join-Accumulate Machine (JAM), will introduce transformative changes to the functioning of the Relay Chain.

Polkadot Relay Chain は、近い将来に予定されている大幅なアップグレードの準備が整っています。 Join-Accumulate Machine (JAM) と呼ばれるこのアップデートでは、リレー チェーンの機能に革新的な変更が導入されます。

The upcoming JAM upgrade will empower Polkadot's Relay Chain to execute more versatile "services," including smart contracts. Simultaneously, it will maintain support for existing Substrate-based parachains.

今後の JAM アップグレードにより、Polkadot のリレー チェーンはスマート コントラクトを含む、より汎用性の高い「サービス」を実行できるようになります。同時に、既存の Substrate ベースのパラチェーンのサポートも維持されます。

The Web3 Foundation has allocated approximately $10 million in prize funds for developers implementing JAM, with a significant portion of this pool dedicated to projects utilizing diverse programming languages.

Web3 Foundation は、JAM を実装する開発者に約 1,000 万ドルの賞金を割り当てており、この資金の大部分は多様なプログラミング言語を使用するプロジェクトに充てられています。

As of April 2024, the JAM update remains subject to stakeholder approval, pending a vote by holders of Polkadot's DOT token. The Polkadot community is currently invited to participate in Referendum 682 to determine the fate of this upgrade.

2024 年 4 月の時点で、JAM アップデートは関係者の承認が必要であり、Polkadot の DOT トークンの所有者による投票が保留されています。現在、Polkadot コミュニティは、このアップグレードの運命を決定する住民投票 682 に参加するよう招待されています。