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「これは、Polkadot をゼロから 1 まで説明する入門レベルの記事です。Polkadot の最も基本的な部分から始めて、Polkadot を包括的に理解できるように努めています。課題はありますが、このような取り組みを通じて、誰もが正しく理解できることを願っています」 Polkadot と、Polkadot を知らない人でも、Polkadot に関する知識を簡単かつ迅速に把握することができます。第 41 回目となる今日は、Polkadot について総合的に紹介します。イーサリアム 2.0 の特徴は何ですか。
2016 年に Polkadot のホワイトペーパーが正式にリリースされて以来、数年間の控えめなテストと開発を経て、Polkadot のコア機能開発とエコロジー開発は大幅に進歩し、パラチェーン スロット オークションが標準になりました。
2014年に登場したパブリックチェーンの代表とも言えるイーサリアムは、8年の開発期間の中で急速に変化を遂げています。現在、イーサリアムはイーサリアム2.0のアップグレードを完了する作業を行っており、先月アップグレードの準備に1週間かかりました
、イーサリアムもプルーフ・オブ・ワーク（PoW）コンセンサスメカニズムからプルーフ・オブ・ステーク（PoS）に移行します。
パブリックチェーンの競争は常に大きな注目を集めてきましたが、ギャビン博士はイーサリアムの共同創設者であり、後にポルカドットを創設したこともあり、かつてはポルカドットとイーサリアムは互いに強力なライバルとみなされていました。
Polkadot と Ethereum 2.0 はどちらもシャード化されたブロックチェーン プロトコルです。したがって、個別のシャードでトランザクションを実行し、シャード間でメッセージを送信するためのプロトコルを提供することにより、スケーラビリティを提供します。
モデル
モデル
Ethereum 2.0 のシャードはすべて、ブロックチェーンが各ブロックで状態をどのように変更するかを制御するルールと同様に、同じ状態遷移関数 (STF) を持っています。
この STF は、スマート コントラクトを実行するためのインターフェイスを提供します。コントラクトは単一のシャード上に存在し、シャード間で非同期メッセージを送信できます。。
同様に、Polkadot では、各シャードがコア ロジックを実行し、シャードは並列で実行され、Polkadot はシャード間の非同期メッセージを送信できます。
ただし、各 Polkadot シャード (つまり、パラチェーン) には固有の STF があります。アプリケーションは、単一のシャード内に存在することも、構成ロジックを通じて複数のシャードにまたがって存在することもできます。
Polkadot は WebAssembly (Wasm) を「メタプロトコル」として使用します。 Polkadot 上のバリデーターが Wasm 環境で実行できる限り、シャードの STF を抽象化できます。 Polkadot はパラチェーンを通じてスマート コントラクトをサポートします。
Polkadot では、スマート コントラクトは同じパラチェーン内で相互に同期的に呼び出したり、パラチェーン間で非同期的に相互に呼び出したりできるようになります。
建築
建築
イーサリアム2.0イーサリアム2.0のメインチェーンはBeacon Chain(ビーコンチェーン)と呼ばれます。。
ビーコン チェーンの主な負荷は証明書、つまりシャード データの可用性とビーコン チェーンの有効性に関する投票です。
イーサリアム 2.0 の各シャードは、イーサリアム Wasm (eWasm) インターフェイスを備えた単なるブロックチェーンです。
イーサリアム 2.0 は 2020 年 12 月にマルチフェーズ展開のフェーズ 0 を開始し、従来のイーサリアム 1.0 チェーンと並行して実行しました。
フェーズ 0 では、ビーコン チェーンを提供し、バリデーターからのデポジットを受け入れ、最終的には多くのシャードにわたるプルーフ オブ ステークのコンセンサスを可能にします。最初のフェーズでは、ビーコン チェーンの最終性をテストするために、64 個のシャードを単純なチェーンとして起動します。。
各シャードは、シャードのデータを確定する情報を含む「クロスリンク」をビーコン チェーンに送信します。
フェーズ 1.5 では Eth 1 をシャードに統合し、プルーフ・オブ・ワーク・チェーンのブロックを完成させます。
フェーズ 2 では、eWasm インターフェイスを実装し、プルーフ・オブ・ワークを段階的に廃止し、最終的にエンド ユーザーにとってシステムを安全にします。
フェーズ 0 でビーコン チェーンを起動した後、ネットワーク上にシャードを展開する前に、従来のイーサリアム 1.0 チェーンを Proof-of-Work からイーサリアム 2.0 の Proof-of-Stake コンセンサスに移行することを優先するようにロードマップが変更されました。
Polkadot
このネットワークには、最終的なイーサリアム 2.0 プロトコルの一部ではないチェーンと相互作用する「サイドチェーン」も含まれます。
Ethereum 2.0 と同様に、Polkadot にもリレー チェーンと呼ばれるメイン チェーンがあり、パラチェーンと呼ばれる複数のシャードがあります。パラチェーンは、eWasm のような単一のインターフェイスに限定されません。
代わりに、STF を適用するためにリレー チェーン バリデーターに STF を提供する限り、独自のロジックとインターフェイスを定義できます。。
Polkadot は現在リレー チェーンとして存在しており、ブロックあたり 20 シャードを検証する機能を開始する予定のみで、段階的にブロックあたり 100 シャードまで拡張する予定です
すべてのブロックを実行するようにスケジュールされたパラチェーンに加えて、Polkadot には動的に実行するようにスケジュールされたパラスレッドもあります。
独自のファイナライゼーション プロセス (ビットコインなど) を使用するチェーンと対話するために、Polkadot には双方向の互換性を提供するブリッジ チェーンがあります。
コンセンサス
コンセンサス
Ethereum 2.0 と Polkadot はどちらも、ブロック生成とファイナリティの両方に独自のプロトコルを持つハイブリッド コンセンサス モデルを使用しています。
ファイナリティ プロトコル (イーサリアム 2.0 の Casper FFG と Polkadot の GRANDPA) はどちらも GHOST に基づいており、どちらも 1 ラウンドでブロックのバッチをファイナライズできます。ブロック生成では、どちらのプロトコルもスロットベースのプロトコルを使用し、バリデーターをランダムにスロットに割り当て、未確定のブロックにフォーク選択ルールを提供します。
—— イーサリアム2.0のRandDAO/LMDとPolkadotのBABE。
Ethereum 2.0 と Polkadot コンセンサスの間には 2 つの主な違いがあります。
イーサリアム 2.0 は、「エポック」と呼ばれる期間に基づいてブロックのバッチを完了します。現在の計画では、エポックごとに 32 ブロックを用意し、1 ラウンドですべてのブロックを完了することです。推定ブロック時間は 12 秒であるため、予想完了時間は 6 分 (最大 12 分) であることを意味します。
Polkadot のファイナリティ プロトコルである GRANDPA は、提案されたチェーンが成長するにつれて発生する可用性と有効性のチェックに基づいてブロックのバッチをファイナライズします。
最終処理にかかる時間は、実行する必要があるチェックの数によって異なります (無効なレポートがあると、追加のチェックが必要な合意が得られます)。推定完了時間は 12 ～ 60 秒です。。
Ethereum 2.0 では、強力な有効性保証を提供するために、シャードごとに多数のバリデーターが必要です。 Polkadot は、シャードごとに使用するバリデーターの数を減らすことで、より強力な保証を提供できます
Polkadot は、バリデーターがシステム内のすべてのバリデーターに消去コードを配布することでこれを実現し、シャードのバリデーターだけでなく誰でもパラチェーンのブロックを再構築してその有効性をテストできるようにします。
ランダムに選択されたバリデーターの割り当てと、ランダムに選択されたバリデーターによって実行される二次チェックにより、各パラチェーン上のバリデーターの小グループが互いに共謀することが不可能になります。
ステーキング機構
イーサリアム 2.0 はプルーフ オブ ステーク ネットワークであり、各バリデーター インスタンスにはプルーフ オブ ステークのために 32 ETH が必要です。バリデーターは、メインのビーコン チェーン ノードと複数のバリデーター クライアント (32 ETH ごとに 1 つのバリデーター) を実行します。
これらのバリデーターは、ネットワーク内のシャードを検証するランダムに選択されたグループである「委員会」に割り当てられます。Ethereum 2.0 は、可用性と有効性の保証を提供するために大規模なバリデーター プールに依存しています。各シャードでネットワークを実行するには少なくとも 111 個のバリデーターが必要で、1 エポック内ですべてのシャードを完了するには各シャードに 256 個のバリデーターが必要です。
。 64 シャードの場合、16384 バリデーター (シャードあたり 256 バリデーター) になります。
Polkadot は、運用初年度の終わりまでに 1,000 人のバリデーターを擁する予定であり、ネットワーク内の各パラチェーンには約 10 人のバリデーターが必要です。
断片化
断片化
Ethereum 2.0 のすべてのシャードには同じ STF があります。各シャードはビーコン チェーンに「クロスリンク」を送信し、eWasm 実行環境を実装します。EWasm はイーサリアム コントラクト用の Wasm の制限されたサブセットです
。 eWasm インターフェースは、契約で使用できるメソッドを提供します。 eWasm 用に開発するには、Truffle や Ganache などの同様の開発ツール セットが必要です。
Polkadot には Substrate 開発フレームワークがあり、一連のモジュールを使用してフルスペクトルの構成を可能にし、これらのモジュールを組み合わせて拡張してチェーンの STF を開発します。
メッセージング
メッセージング
イーサリアム 2.0 のシャードは、クロスリンクと状態証明を通じて相互の状態にアクセスできます。64 個のシャードを持つイーサリアム 2.0 モデルでは、各シャードがビーコン チェーン内の各ブロックのクロスリンクを公開します。これは、シャードには、別のシャード上のいくつかのライトクライアントトランザクションプルーフに基づいて実行されるロジックを含めることができることを意味します
。 Ethereum 2.0 は、ノードがシャード間でメッセージを渡すための仕様をリリースしていません。
Polkadot は、クロスコンセンサス メッセージング フォーマット (XCM) を使用して、パラチェーンが任意のメッセージを相互に送信できるようにします。パラチェーンは相互に接続を開き、確立されたチャネルを介してメッセージを送信できます。
コレーターもリレー チェーンのフル ノードである必要があることを考慮すると、コレーターは接続され、パラチェーン A からパラチェーン B にメッセージをリレーできるようになります。メッセージはリレー チェーンを通過せず、チャネル操作 (開始、終了など) の投稿と証明のみがリレー チェーンに入ります。
Polkadot は、クロスチェーン メッセージの共有ロジックを提供する SPREE と呼ばれるプロトコルを追加します。 SPREE 経由で送信されるメッセージには、シンク チェーンの発信元と解釈に関する追加の保証が含まれます。
ガバナンス
ガバナンス
イーサリアム 2.0 のガバナンスはまだ未解決です。イーサリアムは現在、GitHub ディスカッション、すべてのコア開発者の呼び出し、イーサリアム マジシャンなどのオフチェーン ガバナンス手順を使用してプロトコルを決定しています。Polkadot はオンチェーン ガバナンスと複数機関のシステムを使用しています。オンチェーン評議会、技術委員会、一般公開など、提案を発行するための手段は複数あります。
。すべての提案は最終的に住民投票を通過し、常にトークンの大部分が結果を左右します。
意思決定はオンチェーンで行われ、拘束力があり、自律的に行われます。
アップグレード
アップグレード
Ethereum 2.0 へのアップグレードは通常のハード フォーク プロセスに従い、バリデーターはプロトコルの変更を実装するためにノードをアップグレードする必要があります。。 STF、トランザクション キュー、またはオフチェーン ワーカー内のすべてのものは、チェーンをフォークせずにアップグレードできます。
結論は
Ethereum 2.0 と Polkadot はどちらもシャーディング モデルを使用しており、シャード チェーン (Ethereum 2.0 では「シャード」、Polkadot では「パラチェーン/パラスレッド」) がメイン チェーンによって保護されます。シャード状態をメインチェーンのブロックに接続することによって。 2 つのプロトコルは、いくつかの主要な領域で異なります。
初め、初め、。
Ethereum 2.0 のすべてのシャードは同じ STF を持ちますが、Polkadot ではシャードに抽象 STF を持たせます。
第二に、イーサリアム 2.0 のガバナンス プロセスはオフチェーンで実行される予定であるため、ガバナンスの決定を行うにはハード フォークを調整する必要がありますが、Polkadot では決定がオンチェーンで自律的に行われます。
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