Qtum

Qtumでスマートコントラクトをメインストリームへ

2009年に匿名開発者により“A Peer-to-Peer Electronic Cash System” という画期的なホワイトペーパーが発表されて以来、ビットコインはソープンソースシステムを継承し途切れることなく稼動し続けています。

ビットコインパイオニアたちにより9ページで簡潔に記されたネットワークの信頼性は、これまでになかった真実であり、そのビットコインエコシステムはわずかな間に150億USドルという信じられない程の時価総額へ反映されています。

この成果の基礎となる技術であるブロックチェーンは、元来P2Pのデジタル通貨システムにおける「2重支出問題」の解決策として導入されました。しかし、すぐにブロックチェーンテクノロジーは銀行や清算期間、仲介業者を頼ることなく個人が電子通貨を取引することを可能にしました。

2013年、Vitalik Buterinという名の若手暗号通貨研究者(当時わずか19歳)が、2元状態に関連するはるかに複雑な取引を実行可能なビットコインの分散型交換モデルを一般化する方法を生み出しました。例えば一連の条件が満たされている場合(提供された商品、サービスなど)支払いは自動的かつ不可逆的に開始されます。これは、ブロックチェーンへの自己実行的なスマートコントラクトを導入し、匿名の当事者が弁護士、裁判所命令、警察の裏付けなしに直接交換を行うことを可能にし、仲介なしのP2P商取引の考え方をまったく新しいものにしました。

Buterin氏と彼の同僚は、このスマートコントラクトの概念をさらに純粋に経済的な商業領域を超えて一般化し、新世代の分散型計算法を目指すことを提案しました。 Butterin氏は、集中管理されたサーバー上に配備することなく、あらゆる種類のアプリケーションをコーディングすることができる分散型プログラミング言語の基礎として役立つ可能性があることを示唆しています。こりにより、イーサリアムプロジェクトが誕生しました。

しかし、新しいスマートコントラクトプラットフォームの複雑さを維持するためには、ビットコインのエレガントで堅実なトランザクションモデルは、イーサリアムブロックチェーンとの相互作用が難解で、複雑なオペレーションへ変更されなければなりませんでした。 ビットコインはほぼ10年以上にわたって同じコードを実行してきたが、その後は軽量化されたモバイルアプリケーションとゲートウェイが数多く登場した。 すべての可能性を秘めたイーサリアムは、メインストリームにはあまり適していないニッチな製品として残されていました。

Qtum Leap への準備

両者を理解する- イーサリアムの分散型コンピューティングプラットフォームの巨大な可能性とビットコインの独創的な単純さの重要性 – Qtumチームは、両方のプロジェクトの最も貴重な資産を組み合わせたシステムを設計しました。

Qtumは、Qtum Virtual Machine (QVM)と呼ばれるEthereum’s Virtual Machine (EVM)の拡張バージョンとシームレスに対話できるように、通信レイヤーをスタックしています。 この革新により、スマートコントラクトによって提供された無限の可能性とビットコインエコシステムの安定性と成熟度を組み合わせた、以前のイーサリアムでは手の届かない環境で、スマートコントラクトを実行し、分散したアプリケーションを簡単かつ安全に実行することが可能になりました。

モバイル化

ビットコインのUTXOトランザクションモデルの主な利点の1つは、ライトウォレットを維持する能力です。つまり、ビットコインネットワークとやりとりするアプリケーションやデバイスは、ビットコインブロックチェーン全体をダウンロードして同期する必要はなく、ライトウォレットはウォレットにブロックチェーンの小さな部分をダウンロードするだけのSimplified Payment Verification(SPV)プロトコルを使用します。それらが動作するために必要かつ関連性のあるトランザクションのみを受け取ることを確実にします。

しかし、イーサリアムでは、ネットワークと対話するためにブロックチェーン全体を処理することが絶対に必要です。これは、イーサリアム搭載アプリケーションの使用やスマートコントラクトとのやりとりに興味がある場合、イーサリアムブロックチェーン全体を最初にダウンロードして同期させる必要があります。これは現在までに最大50GBで、イーサリアムクライアントに依存しますが、毎月の成長率は1-5GBになります。

この状況により、完全に分散化されたモバイルアプリケーションの未来を想像することが不可能になりました。これまではです。 Qtumは、ビットコインのUTXOトランザクションモデルに基づいて、Qtumの仮想マシンでスマートコントラクトを処理することができる一方で、アプリケーションとデバイスがライトウォレットベースでQtumブロックチェーンとやりとりすることを可能にします。

これにより、モバイルウォレットから取引を簡単かつ迅速、安全に送信できるようになり、スマートコントラクトを携帯電話やタブレットで実行することが可能になります。主要サイトの全インターネットトラフィックの約半分がモバイルデバイスによって生成されているため、分散型アプリケーション(DApps)、スマートコントラクト、およびP2Pエコシステムの大規模な導入を考えた場合、この能力は絶対に必須となります。

ブロックチェーンによるInternet of Things

スマートコントラクトによるInternet of Thingsは、常に分散型ムーブメントの第一の目標としてありました。 所有者が支払いを受けたときに自動的にロックを解除するマンションドアや、フォームに署名したり、エスクローにセキュリティを残したりせずに、料金を支払った人が利用できるレンタカーを想像してみてください。 すべての当事者が事前に合意したスマートコントラクトに従って、所定のデバイスを所定の期間ロックまたはロック解除することができるのです。

Qtumのライトウォレット機能により、分散型のシェアリングエコノミーをより簡単にすることができます。 スマートデバイスは、IoTに接続されたすべてのデバイスを完全なノードとして動作させる代わりに、低帯域幅とストレージを使用してブロックチェーンと簡単に同期することができ、より機敏で効率的なネットワークが実現します。

スケーラビリティー、スピードそして効率

イーサリアムとビットコインの両方がブロックチェーンの一貫性とセキュリティを確保するために同様のコンセンサス方式に基づいています。この点で「コンセンサス」はネットワーク内のすべてのノードがその結果を比較することを意味し、いわば、エントリーだけの誰もがブロックチェーンに記録されている時に一致していることを確認します。合意に達するには、いくつかの方法があります。古典的なビットコイン/イーサリアムの方法は、プルーフ・オブ・ワーク(POW)と呼ばれる最も正確なブロックのチェーンはその背後にあるほとんどの仕事、または計算タスク、を有するものであることを同意することによって機能します。これによって攻撃は高コストで困難となり、役にた立たず、コンピューテーションはマイナーにブロック承認ゲームに参加するように要求します。

これはエネルギー消費と時間のおいて非常に無駄があります。本質的に、数百万のデバイスがネットワーク上の攻撃を高価にするという唯一の目的のために機能しない操作を実行しています。
Qtumは、一貫性を維持するための魅力的でエネルギー効率の高い方法であるProof-of-Stake(PoS)アルゴリズムを利用する最初の完全に分散されたチューリング完全ブロックチェーンです。 PoS環境では、検証ゲームに参加するためにノードはstaking feeをかける必要があります。このノードは、ノードが悪意のある目的で動作することが示された場合、自動的に排除されます。貴重な計算リソースを無駄にすることなく、攻撃を高価かつ非効率的にします。

Qtumで実装されたBitcoinのUTXOトランザクションモデルは、速度と効率をさらに向上させ、複数のトランザクションを並列かつ任意の順序で処理することを可能にします。これは、Ethereumのアーキテクチャとは対照的です。これは、すべてのトランザクションを時系列順に処理することを要求します。つまり、Ethereumネットワークに接続されているすべてのノードが1つのトランザクションのみを処理し、ラインで待たなければなりません。

ボード全体の互換性

強化されたEVMアナログを使用するQtumブロックチェーンは、既存のEthereumベースのスマートコントラクトと互換性があります。 Ethereumコントラクトは、コードをほとんど変更することなくQtumに移植するだけで、期待どおりに実行することができます。さらに、Qtumは完全なアップストリームとの互換性を実装しています。つまり、分散アプリケーションまたはコントラクトがQtumネットワークに展開されると、システムが更新されても稼動を維持します。これはEthereumの開発者には非常によく知られている巨大な問題を解決します。Ethereumの開発者は、Ethereumネットワークへの定期的な変更によってアプリケーションが役に立たなくなることがよくあります。

BitcoinベースのUTXOトランザクションモデルは、Qtumが既存のBitcoinエコシステムとほとんど互換性があることを保証し、Qtumユーザーは既にそのスペースに投資されている数億ドルにも匹敵する業界最高のイノベーションから利益を得ることができます。たとえば、支払いゲートウェイが今日Bitcoinを受け入れる場合、Qtumのトランザクションを簡単にサポートし、QtumのAPIにリンクする可能性があります。

ブロックチェーンとビジネス世界のギャップにブリッジをかける

大きな可能性にもかかわらず、企業、政府、およびその他のレガシー組織は、ブロックチェーンベースのソリューションを実装しながらも依然として苦労しています。これは主に、スマートコントラクトがブロックチェーン環境の隔離されたサイロに存在しているためです。この点で、スマートコントラクトベースの商取引の最大の利点は、最大の障害でもあります。

これらの技術的および法的なハードルを回避し、ブロックチェーンの潜在能力を最大限引き出すために、Qtumはマスターコントラクトの概念を導入しています。マスターコントラクトはDAppsとスマートコントラクトが実世界のオフチェーンデータ入力をトリガーすることを可能にし、検証されたオラクルまたは契約メディエータによって監査可能である一方で、コントラクトの必須要素(参加者や承認構造など)はブロックチェーン自体で保護されます。

これにより、ブロックチェーンベースの商取引は、株式市場、天気予報、または報道機関からのリアルタイムデータ入力とのインターフェースを取りながら、変化する商業ルールおよび規制に準拠することができます。

一連のパートナーや第三者と協力して、Qtumは、サプライチェーンマネジメント、通信、IoT、ソーシャルワークなど、多数の業界やユースケースに適合した、安全で完全にテストされたコントラクトテンプレートを提供する、スマートな契約ハブを確立することを目指しています。ネットワーキング、その他多数これにより、既存のセクターやレガシー機関がブロックチェーン技術と連携して利益を享受することがこれまで以上に簡単になります

結論

スマート契約とDAppsは、新興のP2P経済とそれを維持するインターネットの両方の将来の大きな可能性を秘めています。メインストリームの導入に到達するためには、分散アプリケーションは、最終消費者が使用するすべての主要プラットフォームでアクセスしやすく、使いやすく、運用しなければなりません。

これを念頭に置いて、QtumチームはBitcoinネットワークのような十分に確立された技術と最先端の技術革新を基に、既存の主要な生態系との完全な互換性を持つブロックチェーンを作成します。モバイルスマートコントラクトの未来に向けての飛躍と、分散アプリケーションの主流採用のためにQtumに参加して下さい。

アカウントアブストラクションレイヤーの概要

Qtumは信頼性が高く実績のあるビットコインブロックチェーンをベースにアカウントアブストラクションレイヤーが構築されており、Bitcoin Core 0.13ブロックチェーンがイーサリアバーチャルマシン(EVM)とシームレスにやりとりできるようなっています。 この革新により、無限の可能性を秘めたスマートコントラクトとビットコインエコシステムの安定性と成熟度を組み合わせた、以前のイーサリアムでは手の届かない環境で、スマートコントラクトと、分散型アプリケーションを簡単かつ安全に実行することが可能になりました。

今まで、ビットコインブロックチェーンの上にスマートコントラクトソリューションを実装しようとする試みは、問題を抱えていたりパッとしない、または主流のビジネス市場に導入できませんでした。 これは主に、イーサリアムがアカウントベースモデルを採用しており、ビットコインブロックチェーンが、コインをアドレスに関連付けるためにUnspent Transaction Output(UTXO)スキームを採用しているためです。

アカウントベースモデルとは、アリスが10個のトークンを持ち、そのうち5個をトークンを1つも持たないボブに送信する。 5つのトークンは単にアリスの残高から差し引かれ、ボブに追加されます。ボブは現在5コインを所有しています。
しかし、UTXOブロックチェーンでは、アリスは10個のトークンを直接保持するのではなく、以前のトランザクションの結果からコインの集合である一連の出力を保持していることとなります。

そのようなモデルでは、アリスが10個のトークンを所有する代わりに、例えば、(a)6個のコイン、(b)2個のコイン、(c)2個のコインからなる3つの出力を保持する。 このシナリオでは、アリスはボブに5つのコインを送るだけではなく、代わりに彼女(またはその財布)が最も適した出力を選択し、返金(コインピッキングと呼ばれるプロセス)を受ける必要があります。 この例では、アリスが6コインからなる出力(a)を転送し、1コインを「おつり」として受け取ることを意味します。 この「おつり」は、Unspent Transaction Output(UTXO)と呼ばれるものです。 トランザクション後、アリスはまだ3つの出力を保持していますが、今回は(a)が1で、(b)と(c)は2のままです。

このような一見複雑な簿記スキームを採用することで、ビットコインブロックチェーンはSimple Payment VerificationまたはSPVをサポートすることができます。 SPVプロトコルを使用すると、ビットコインブロックチェーン全体をダウンロードせずに、ビットコインネットワークと分散型、信頼できる方法でライトウォレットのサポートが可能になります。 このプロパティは、モバイルアプリケーションや低帯域幅/ストレージ環境に非常にて役立ちます。

今まで、イーサリアムのスマートコントラクトは、イーサリアムのアカウントベースのブロックチェーンがSPVアナログを提供していないため、そのような環境では実行できませんでした。 これを解決するために、Qtumは、実績のあるビットコインブロックチェーン上に分散アプリケーションプラットフォームを構築し、Bitcoin Core 0.13プロトコルとEVMの間の通信レイヤーとして機能するQtumアカウントアブストラクトレイヤーを導入します。

これを実現するために、Qtumはビットコイン ‘Script’言語を拡張し、3つの‘opcodes’を追加してコードをEVMに転送する手段として機能させ、特別な処理条件を追加しEVMを使用するトランザクションをEVMをUTXO環境内で動作させることができます。

すべてのトランザクションでコインピッキングを実行する必要性からQtumは、コントラクトがUTXO操作モードを無視できるようにする自動コインピッキングアルゴリズムでコード化されています。 アカウントベースの環境に展開されているかのように、正常に機能します。 この方法はQtumを既存のイーサリアムスマートコントラクトと互換性を持たせることが可能で、コードをほとんど変更することなくQtumで実行できるようにするものです。

Qtumの構築に関する詳細については、テクニカルホワイトペーパーをご覧ください。