カルダノ (ブロックチェーン)

カルダノ（）は、プルーフ・オブ・ステーク (PoS)ブロックチェーンネットワークであり、マルチアセット台帳および検証可能なスマートコントラクトを備えた分散化アプリケーションのためのプラットフォームである。プログラムの正しさの保証性に優れた構築手法を用いて構築されたカルダノは、実用性のあるアプリケーションに必要とされるスケーラビリティ・相互運用性・サステナビリティを実現することを目指している。
カルダノには専用通貨「ADA」（エイダ）があり、暗号資産として世界中の30以上の取引所にて取引されている。日本国内ではBITPOINT・GMOコインなどに上場している。
開発は下記の3団体により進められている。
創設者であるCharles Hoskinsonがかつて日本の大阪に在住していた際、日本の知人と共に「日本版イーサリアムを創る」という計画を立ち上げたことがプロジェクトの起源となっており、ビジョンが徐々に世界規模へと拡大されていったことで現在のカルダノのプロジェクトとなった。
プロジェクトの目的はユースケースを限定しない汎用プラットフォームであるが、かつては普及促進の一環としてオンラインカジノの開発を話す代理店もあったため、2022年現在も一部のオンラインメディアなどでは未だカジノプラットフォームとして紹介しているものもあり、カジノという言葉が一人歩きしている。
特徴.
学術的に安全性が証明されたPoSアルゴリズム.
カルダノのコンセンサスアルゴリズムはOuroboros（ウロボロス）と名付けられたプルーフ・オブ・ステーク (PoS)アルゴリズムであり、これはPoSプロトコルの中で初めて学術研究を基盤に構築された事例である。
ビットコインなどに代表されるプルーフ・オブ・ワーク (PoW)アルゴリズムでは、参加者がブロックを生成する権利を得るために電力・演算リソースを投資しその競争に勝つことで報酬を得ることができるが、プルーフ・オブ・ステーク (PoS)では演算リソースの代わりに参加者が保有する「ステーク」（トークン保有量）の大きさを利用して抽選により報酬が配布される。PoSではPoWに比べてほんのわずかな電力でネットワークを維持することができるが、堅牢性の確保のためにはより数学的な厳密さが求められる。Ouroborosは学会にて査読を受けた論文に基づいた設計を行うことで、学術的に安全性の証明されたPoSプロトコルの実装を実現している。
また現在、主だったPoWネットワークは高いハッシュレートを持つ一部のマイニングプールが権力を持つことが多く、これらがネットワークの行末を支配可能であるという深刻なリスクにさらされている。Ouroborosはゲーム理論の研究成果に基づく分散化を促進するプロトコル設計により権力の集中を回避している。
ステーキングにおいてはプロトコルに組み込まれた「ステークプール」と「委任」の要素によりトラストレス（不正が不可能）なシステムを実現している。保有者はステークプールに「ブロックを生成する権利」のみを預け、生成報酬の分配を得ることができる。生成権の委任をしても資産自体は送金されず保有者の手元に残るため、紛失や盗難の心配なくステーキングをすることができる。委任者はノードを稼働させる必要がないため、委任のトランザクションが承認されていれば資産をコールドウォレットに保管したままステーキングを行うことも可能である。分配もプロトコル側で処理されるため、運用者による持ち逃げのリスクはない。運用者が得るマージンもチェーン上に記録されているためにこれを偽ることができず、変更された場合も一定の期間の後に反映されるために「報酬が分配される寸前にマージンを引き上げる」といった行為も不可能となっている。ステークプールが攻撃を受けた場合やサーバのデータを紛失した場合、プールの運用者は資産を失うことがあるが、委任者は資産を失うことなく委任の解除や委任先の変更をすることができ、その時点までに得られていた報酬も手元に残る。
ネイティブトークンを発行可能なマルチアセット台帳.
カルダノによって発行可能な独自のトークンは、カルダノのネイティブトークンである。
従来のERC-20のようなトークンは送受信などがスマートコントラクトの動作によって実現されるため、ネイティブトークンよりもコスト（手数料）が高く、コントラクトの実装によってはネイティブトークンにないセキュリティ上のリスクが発生する場合がある。カルダノのマルチアセット台帳は独自トークンをADAと同等のネイティブトークンとして発行できるため、単純な送受信などにおいてはスマートコントラクトが不要である。これにより低コスト・高セキュリティなトークンの発行が実現する。
非代替性トークン（NFT）として発行することも可能であり、ERC-721のようなトークンを発行する場合も上記の利点は同様である。
多様なアプリケーション開発手段.
カルダノでのDApps・DeFiアプリケーション開発ではIOG(IOHK)より提供される様々な開発環境やサポート利用することができる。
・「Plutus」（プルータス）はカルダノ上でネイティブなスマートコントラクトを構築する言語である。Haskellをベースとした独自の関数型プログラミング言語であり、学習コストは他の開発手段と比べて高いものの、効率や低コストより品質を最優先する開発者の要望を満たす選択肢である。
・「Milkomeda C1」はdcSpark社の開発するEVM互換のサイドチェーンである。Solidityで記述されたプログラムを動作させることができるためイーサリアム上のアプリケーションの開発者がそれまでの知識やリソースを活用しながらカルダノ上での開発に参入することを可能にする。
・「Marlowe」（マーロウ）は開発者の技能に合わせてコーディングエディタからグラフィカルユーザインタフェースベースのエディタまで様々な開発ツールを提供し、コーディングやデバッグをサポートする開発環境である。専用プログラミング言語である「Marlowe」の他、広く普及しているJavaScriptやHaskellを用いた開発や、「Blockly」によるノンプログラミング開発を行うことができる。
・「Glow」（グロウ）はスマートコントラクトだけでなく、それを利用するアプリケーションの開発までを総合的にサポートする開発環境である。Glowを利用することにより開発者はブロックチェーン上にデプロイされるコントラクトとそれにアクセスするクライアントアプリケーションを同時に開発することができ、また両者間の動作が安全であることを検証することができる。
・「KEVM」はカルダノ上で動作する仮想マシンであり、Solidityで記述されたプログラムを動作させることができる。従来のSolidityプロジェクトをKEVMでの開発へ移行することで「K Framework」による妥当性検証を利用した品質向上を図ることができる。
・IOG(IOHK)によってPlutusのオンラインセミナーが開催されており、開発手法を基礎から学ぶことができる
ガバナンスを組み込んだプロトコル.
プロジェクトが真に分散化されるためには、長期に渡る維持と改良を分散化された方法で行うことができる機能も必要である。開発者のみがそのプロジェクトの将来を決定できることは完全な中央集権である一方、様々な意見を受け入れると最終的にはビットコインに代表されるようにプロジェクトの分裂を招く。カルダノではこのような問題を解決する仕組みを予めプロトコルに組み込んでいる。
・投票システムは、ネットワーク参加者にカルダノの改良案を提示する能力と、その提案に対して賛成・反対を投票する能力を付与する。
・トレジャリーシステムは、将来のネットワーク開発の資金源をプロトコル上で保持する。すべてのトランザクション手数料からわずかな額がプールされ、投票システムによってプロトコルの改良が決定された際に提案者らへ開発資金として提供される。資金は特定の参加者によって管理されることはなく、プロトコルによってネットワーク上に独立して維持される。
投票システムとトレジャリーシステムの完成によりカルダノは将来、カルダノ財団・IOG(IOHK)・Emurgoから独立したプロジェクトとなることができる。これは管理者のいない真に分散化されたシステムとして完成することを意味する。
透明性の高い開発プロジェクト.
・開発中のコードはGitHubのパブリックリポジトリに公開されている。
・毎週金曜日にIOG(IOHK)より「週間技術レポート」が公開される。
・週間のレポートとは別に「Cardano Updates」にて、リポジトリの更新内容より自動生成された日次レポートを見ることができる。
開発における哲学.
プロジェクトの成り立ち.
カルダノは、ビットコインやイーサリアムなどの暗号資産が抱えている問題を解決した暗号資産を作り上げるべく発足したプロジェクトである。暗号資産プロジェクトの多くは実験的側面が強く、運用を開始してからその問題が発覚することも少なくない。カルダノはそういった問題の発生を防ぐべく、学術的な論文をベースとした開発を行っている。設計にあたりまずは論文が作成される。作成された論文は査読を受け学会で発表される。これによりカルダノの設計は多くの学者たちによるレビューやフィードバックを受けて改善され、最終的には学術的に正しく安全な設計であることが保証される。
方法論.
IOG(IOHK)はカルダノの開発において特に重視する方法論として、下記を挙げている。
開発計画.
開発計画として、カルダノロードマップが公開されている。
ここでは以下に計画の概略を示す。
開発は、Byron（バイロン）・Shelley（シェリー）・Goguen（ゴーグエン）・Basho（バショウ）・Voltaire（ボルテール）の5期に分かれている。各期は特定の機能性に基づいて設定されている。
各期の成果は順を追って配信されるが、作業は機能別に並行して行われており研究・プロトタイピング・開発が同時進行している。
各期のアップデートはGoguenのようにいくつかに細分化してリリースされる場合がある。
Byron.
2017年9月29日にリリース。
プロジェクト開始から2年後の2017年にメインネットが開始し、Byron期が始まる。
Byron期にはIOG(IOHK)の開発するフルノードウォレットである「Daedalus」（ダイダロス）と、Emurgo（エマーゴ）が開発するライトウォレット「Yoroi」（ヨロイ）が配信された。
Shelley.
2020年7月30日にリリース。
Shelley期はネットワークの分散化に焦点を当てている。
Byron期のネットワークはまだ中央集権の状況であったが、Shelley期にはステーキングのシステムが導入されノードがコミュニティによって実行されるようになった。
主なノードは「ステークプール」として稼働し、ADAの保有者からステークの委任を受けてブロックを生成している。
ステークプールがブロックを生成するとネットワークから報酬が発生し、委任者に分配される。
Goguen.
2021年9月12日にリリース。
Goguen期はスマートコントラクトプラットフォームの提供に焦点を当てている。
マルチアセット台帳の実装による独自トークンの発行、スマートコントラクトプラットフォームの実装によるDApps・DeFiアプリケーションの構築が可能となった。
Basho.
Basho期はプロトコルの最適化・スケーラビリティの改良・ネットワークの相互運用性に焦点を当てている。
スマートコントラクトの改良やメインチェーンと相互運用性を持つサイドチェーンの導入などにより、規模の拡大と大量のトランザクションを伴うアプリケーション導入のサポートを強化する。サイドチェーンでは異なるアカウンティングスタイルを並行して機能させられるようになる。
また、セカンドレイヤー技術である「Hydra」（ハイドラ）の開発も進められている。
Voltaire.
Voltaire期はガバナンスに焦点を当てている。
プロジェクトが真に分散化されるために必要な投票システムとトレジャリーシステムをプロトコルに組み込む。
これらVoltaire期の一部は「Project Catalyst」によりShelley～Goguen期にかけて先行的に公開を開始している。