ポルカドット（DOT）とは何か、そしてそれはどのように機能するのか？

Polkadot (DOT) とは何ですか？

Polkadotは、複数の専門的なブロックチェーンを単一の統一されたネットワークに接続するように設計された次世代のレイヤー0ブロックチェーンプラットフォームです。 Ethereumの共同創設者の一人であり、Solidityプログラミング言語の作成者であるGavin Wood博士によって設立されました。Polkadotは、ブロックチェーン分野における2つの主要な課題、すなわち相互運用性とスケーラビリティを解決することを目指しています。

高度なNPoSコンセンサスメカニズムとパラチェーン技術のおかげで、Polkadotは約1,000 TPS（1秒あたりのトランザクション）を処理することができます。100以上のパラチェーンが稼働している場合、Polkadotの予測TPSは100,000以上です。非同期バックアップのアップグレードにより、TPSは10倍に増加し、1,000,000に達すると予想されています。

2020年に立ち上げられたPolkadotは、その革新的なアーキテクチャで急速に注目を集めました。従来のブロックチェーンが孤立して動作するのとは異なり、Polkadotはパラチェーンと呼ばれる異なるブロックチェーンがシームレスに連携できるようにします。このさまざまなブロックチェーンを接続する能力により、分散型アプリケーションやサービスの新しい可能性が開かれます。

Polkadotネットワークの概要 | Polkadot Wiki 

起源とビジョン

Polkadotは、Gavin WoodがEthereumを去った後に共同設立したParity Technologiesによって開発されました。その開発を支援するために、Woodは2017年にWeb3 Foundationも設立しました。スイスに拠点を置くWeb3 Foundationは、Polkadotやその他のWeb3技術の研究開発を資金援助し、促進する重要な役割を果たしています。Web3 Foundationの使命は、ユーザーがデータやデジタルインタラクションを制御できる分散型インターネットを作成することです。

Web3 Foundationの役割

Web3 Foundationは、Polkadotや他の分散型ウェブ（Web3）を構築することを目指す技術の開発を支援する非営利組織です。同財団は、Polkadotの開発に必要な暗号学、ネットワーキング、その他の分野での研究に資金を提供しています。また、Polkadotに基づいたり統合したりするプロジェクトに対しても助成金を提供し、ネットワーク周辺の活気あるエコシステムを育成しています。

Polkadotの開発は、2019年にカナリアネットワークであるKusamaの立ち上げや、独自のガバナンスおよびステーキングメカニズムの導入など、いくつかの重要なマイルストーンによって特徴づけられています。これらの特徴により、Polkadotは高いセキュリティ、スケーラビリティ、相互運用性を必要とする分散型アプリケーションを構築および展開するための主要なプラットフォームとしての地位を確立しています。Web3 Foundationの支援を受けて、Polkadotはブロックチェーン分野での可能性を広げ続けています。

Polkadotブロックチェーンの仕組み

Polkadotは「ブロックチェーンのブロックチェーン」として機能し、その中央チェーンであるリレーチェーンを通じて複数のブロックチェーンを統一されたネットワークに接続します。このアーキテクチャにより、パラチェーンと呼ばれる異なるブロックチェーンがシームレスに通信し、連携して動作することが可能です。以下はその仕組みです:

Polkadotの指名型プルーフ・オブ・ステーク（NPoS）コンセンサスメカニズム 

Polkadotの指名型プルーフ・オブ・ステーク（NPoS）コンセンサスメカニズムは、DOTホルダーがネットワークを保護するためのバリデーターを指名できるようにすることで、セキュリティと分散化を強化します。指名者として、信頼できるバリデーターをサポートするためにDOTトークンをステークします。バリデーターはその後、トランザクションを検証し、新しいブロックを作成します。このシステムは、バリデーターが誠実に行動するインセンティブを提供します。なぜなら、悪意のある活動を行った場合、彼らとその指名者のステークされたトークンが失われるリスクがあるからです。

NPoSはまた、小規模なDOTホルダーが指名プールを通じて参加できるようにすることで、分散化を促進し、Polkadotのネットワークをより堅牢で安全にします。このメカニズムは、ネットワークを保護するだけでなく、ステーキングを通じた受動的な収入の機会も提供し、Polkadotエコシステムの重要な部分となっています。

Polkadotの仕組み | 出典: Polkadot Wiki

リレーチェーン

リレーチェーンは、Polkadotネットワークの背骨です。すべての接続されたパラチェーンに対して、共有セキュリティ、コンセンサス、およびクロスチェーン通信を処理します。ただし、リレーチェーンはスマートコントラクトを直接サポートしません。代わりに、システム全体の調整に重点を置いています。この設計により、リレーチェーンはネットワークを効率的に管理し、接続されたすべてのパラチェーンに対してセキュリティを提供することができます。

パラチェーン

パラチェーンは、独立したブロックチェーンであり、互いに並行して動作し、リレーチェーンに接続されています。各パラチェーンは、その独自の設計、トークン経済、ガバナンスを持つことができます。Polkadotに接続することで、これらのパラチェーンは独自のバリデータコミュニティを構築することなく、ネットワークのセキュリティの恩恵を受けることができます。この共有セキュリティモデルにより、パラチェーンは分散型金融（DeFi）、ゲーム、またはNFTなど、さまざまなユースケースに特化しながら、ネットワーク上の他のパラチェーンとデータや資産を交換することができます。

Polkadotブリッジ

Polkadotのブリッジは、Polkadotと他のブロックチェーン（EthereumやBitcoinなど）との間の通信を可能にします。これらのブリッジは、クロスチェーンの転送や相互作用を実現し、Polkadotエコシステムの機能を拡張します。例えば、ブリッジを利用することで、Polkadot上のアプリケーションがEthereumの資産を使用することができ、異なるブロックチェーンネットワーク間の相互運用性を高めることができます。

Polkadotのアーキテクチャは、リレーチェーン、パラチェーン、およびブリッジを備え、高度にスケーラブルでセキュアかつ相互運用可能なネットワークを実現し、分散型アプリケーション（dApp）やサービスの将来に向けた強力なプラットフォームとなっています。

Polkadot vs. Ethereum: Understanding Key Differences  

PolkadotとEthereumはどちらも強力なブロックチェーンプラットフォームですが、それぞれ異なるレイヤーのブロックチェーン技術で異なる目的を果たしています。PolkadotはLayer-0プロトコルとして機能し、複数のLayer-1ブロックチェーン（パラチェーン）を作成および接続するための基盤となります。このLayer-0設計により相互運用性が実現され、これらのパラチェーンが通信しセキュリティを共有することができます。一方、EthereumはLayer-1ブロックチェーンであり、主にスマートコントラクトプラットフォームを通じて分散型アプリケーション（dApps）を可能にすることに焦点を当てています。Ethereumはもともと単一チェーンネットワークとしてのスケーラビリティに苦労していましたが、Ethereum 2.0の導入により、Proof-of-Stake (PoS)への移行とシャーディングの実装に向けて進展しています。 

2024年9月現在、Polkadotエコシステムには400以上のdAppsがあります。対照的に、ブロックチェーン業界で最大のdAppエコシステムであるEthereumには3,000以上のdAppsがあります。