Internet Computer VS Other Top Blockchains: Competing To Build The Future
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ブロックチェーン技術の有名なトリレンマである「スケーラビリティ、スピード、セキュリティ」については、聞いたことがあるかと思います。現在のレイヤー1ブロックチェーンの多くは、多かれ少なかれこのうちの2つを解決しています。この3つの要件を同時に満たすのは、とても難しく複雑であり、コストを抑えようとしながら行うとなると、なおさらです。
私はこれまで、結論を最初に述べるのは好きではありませんでしたが、今回は例外です。インターネットコンピュータは、これまで述べてきた問題を解決するだけではありません。私たちが知っているようなインターネットを変えるような革新的なコンセプトやアイデアが加わっているのです。
この記事では、インターネットコンピュータの主な機能の一部を、以下のレイヤー1ブロックチェーンと比較しています。
Ethereum、Cardano、Solana、Binance Smart Chain、Zilliqa、Algorand、Avalancheです。
Polkadotはレイヤー0のブロックチェーンで、ヘテロジニアスなシャーディングを持つマルチチェーンプロトコルとして知られていますが、この分析には含めるのが良いと思いました。
1. インターネットコンピュータVSレイヤー1ブロックチェーンの比較
インターネットコンピュータの主な革新的技術はチェーンキーテクノロジーですが、コンセンサスメカニズム、Non-Interactive Distributed Key Generation (NI-DKG)、Network Nervous System (NNS)、Internet Identityなどの複数の新技術も包含しています。
他のブロックチェーンでは、速度や手数料など、イーサリアムが提供する機能の一部を改善する変更が加えられています。それでも、インターネットコンピュータは、既存の技術を一変させる革新的な変化をすべてのベースで提示しています。
前置きが長くなりましたが、この技術が提供する（他のブロックチェーンとの）違いをいくつか見てみましょう。
現在のICPの供給量は4億7200万で、インフレ率は10％から始まり、数年後には5％で安定します。Dappsを動かすために燃えるサイクルは、デイリーのアクティブユーザー数が増えるにつれて、ますますデフレを促進します。
1.1. コンセンサス・メカニズム
コンセンサス・メカニズムの目的は、台帳に追加された情報が有効であることを検証することです。これにより、次に追加されるブロックが正しく表現され、ネットワーク内のすべての取引が更新されます。これにより、二重支払いや無効なデータが記録されるのを防ぐことができます。
仮想通貨で最も普及しているコンセンサスプロトコルであるPoW（Proof-of-Work）は、ビットコインの発明で初めて登場しました。イーサリアムも同じ仕組みを採用しましたが、プルーフ・オブ・ステーク（PoS）へのアップグレードが長い間検討されてきました。
他の多くのブロックチェーンは、オリジナルのビットコインのコードをコピーしており、そのため、Proof-of-Workモデルを使用しています。
プルーフ・オブ・ワークは素晴らしい発明ですが、完璧ではありません。大量の電力を必要とするだけでなく、同時に処理できるトランザクションの数が非常に限られています。
Proof-of-Stake（PoS）は、Proof-of-Workに代わるものとして、Proof-of-Workに付随するさまざまな問題を解決するために作られました。Proof-of-Stakeの主な利点は、ブロックチェーンの安全性を確保するための膨大な電力の支出を削減し、数秒で行われる各ブロックの作成速度を向上させることです。(Solanaの場合はミリ秒ですが、それでもインターネットコンピュータの10倍は遅いです）。
Solana、Binance Smart Chain、Avalancheでは、Proof of Stakeというコンセンサスメカニズムを採用しています。他のブロックチェーンでは、以下のようなProof of Stakeベースのコンセンサスアルゴリズムを使用しています。
Polkadot（Nominated Proof of Stake, NPoS）
Cardano (Ouroboros)
Algorand (Pure Proof of Stake, PPoS)
Zilliqaは、Proof-of-Workと組み合わせてPractical Byzantine Fault Toleranceプロトコル（PBFT）を採用しています。PBFTは、プロトコルを開始する前の各シャードのノードのうち、最大1/3が悪意のあるノードである可能性があるという前提で実行されています。
インターネットコンピュータでは、PoS（Proof-of-Stake）モデルを大幅に最適化したThreshold Relayコンセンサスを採用しています。これは、PoSコンセンサスに関連する多くの問題を解決するために、BLS署名スキームと公証法と併せてThreshold Relay技術を実装することで、トランザクションのファイナリティを遂行するとしています。
インターネットコンピュータにおいて、ノードは「ランダムビーコン」と呼ばれる乱数を生成します。この乱数は、次のノードグループの選択やプラットフォームのプロトコルの駆動に使用されます。
1.2. スピード
表彰台を目指すレースにおいて、ブロックチェーンの愛好家が最も言及するパラメータは、スピードに関するものです。セキュリティやスケーラビリティとは異なり、スピードには測定可能なパラメータがあるため、勝者をランク付けすることが容易です。
トランザクションスピードは、3つの指標を用いて計算されます。
ブロックサイズ：1つのブロックに格納できるデータの量（バイト単位）。
ブロックタイム：ブロックチェーンで次のブロックを作成するのに必要な時間。
平均トランザクションサイズ：ブロックチェーンネットワーク上の平均的なトランザクションの大きさ。
Ethereumなどの一部のブロックチェーンでは、トランザクションの需要に対応するために、長年にわたってブロックのサイズを徐々に大きくしてきているため、この計算を行うと複雑になってしまうことがよくあります。
ブロックチェーンネットワークの速度は、エンドユーザーがあるアカウントから別のアカウントへの取引を行うのにかかる時間に直接影響します。この時間は「Transaction Finality」というパラメータで測定され、暗号通貨の取引が完了した後に変更、取り消し、キャンセルができないことを保証するために待たなければならない時間を示しています。
市場での地位を確立するために、一部のブロックチェーンでは、"Block Time "を "Transaction Finality "の意味で使用することがよくあります。 前者は、"Transaction Finality "に含まれるレイテンシー（ブロックチェーンネットワークが取引を確認するのにかかる時間）などのパラメータを考慮していません。ブロックチェーンの実際のスピードはここでチェックされます。
最後に挙げる重要な指標は「TPS」です。
Transactions Per Secondは、ネットワークが1秒間に処理できるトランザクションの数を指します。あくまでも、1ブロックあたりのトランザクション数をブロック時間で割った理論上の数値です。
ソラナは、トランザクション数の多さとブロックタイムの短さを積極的にアピールしてきました。
ソラナのBlock Timeは確かに速いですが（インターネットコンピュータに次いで最高です）、これはTransaction Finalityとは大きく異なります。通常、トランザクションがブロックに含まれ、コンセンサス状態にコミットされるまでには数ブロックかかります。Solanaでは32票の投票を必要とする「Optimistic Confirmation」を採用しているため、「Transaction Finality」は約13秒となります。
さらに、SolanaはProof of StakeコンセンサスのツールとしてProof of Historyを使用しています。この技術革新は、他のブロックチェーンがそもそも持っていない問題を解決するものです。すなわち、ブロックは連続的に生成されなければならないため、Proof of Historyはブロック生成のタイミングを同期させるために検証可能な遅延を導入しているのです。
AlgorandとAvalancheは、このセクションで言及されるに値するその他2つのプロジェクトです。
どちらもSolanaよりもブロックタイムが優れているわけではありませんが、Transaction Finalityの時間を改善しています。したがって、インターネットコンピュータに次いで最も良い速度データを持つブロックチェーンはAvalancheであると述べることができます。この章で言及されていない他のブロックチェーンは、これらの記録を改善したいと思っても、実際にはまだ多くの仕事が残っています。
インターネットコンピュータは、その革新的なチェーンキー技術を使って、スマートコントラクトの状態を更新する取引を1～2秒で確定します。「（人間が）耐えることができる待ち時間」に関する権威ある研究を見てみると、人間は約2秒で「待っている」という感覚を持つと、ミラーが考察しています。
オンラインゲームなどの特殊なアプリケーションでは、ミリ秒単位でユーザーにレスポンスを提供する必要があります。
インターネットコンピュータでは、スマートコントラクトの機能の実行を "アップデートコール "と "クエリコール "の2種類に分けることでこれを解決しています。
アップデートコールは、私たちがよく知っているもので、1～2秒で最終的な実行が完了します。
クエリコールは、状態（ここではキャニスターのメモリページ）に加えた変更が、実行後に破棄される点が異なります。
このため、クエリコールはミリ秒単位で実行できるのです。
さらに、ジェネシスでは、「Network Nervous System」サブネットが28ノードで立ち上げられ、アプリケーションサブネットはそれぞれ7ノードとなっています。サブネットの大きさを決めるのは、ニューロン保有者の投票によって運営されている「Network Nervous System」です。インターネットコンピュータでは、サブネットは、Chain Key暗号が1つのブロックチェーンに結合したブロックチェーンとなっています。
インターネットコンピュータは指数関数的に成長を続けており、年内には4,300ノードが計画されているため、1つのサブネットの1秒あたりのトランザクション数（TPS）は、サブネットの作成数に応じて倍増します。このため、TPSには限界がありません。
1.3. スケーラビリティ・オプション
ブロックチェーンネットワークのスケーラビリティとは、高いトランザクションスループットと将来の成長をサポートする能力のことです。つまり、ブロックチェーン技術の導入が加速しても、スケーラブルなブロックチェーンのパフォーマンスには影響がないということです。
ビットコインとイーサリアムはスケーリングの問題に苦しめられています。
BitcoinとEthereumは、Proof of Workコンセンサスモデルの限界により、過去数年にわたりスケーラビリティ問題に悩まされてきました。現在、Ethereumはレイヤー2ソリューションを活用してスケーラビリティ問題を克服することができますが、ノードはAmazon Web Services（AWS）など大手の技術者向けクラウドプラットフォーム上で稼働するため、分散性が犠牲になっています。
イーサリアムは、"London "と呼ばれる将来のアップデートで、Proof of WorkからProof of Stakeへの移行も予定しています。このアップデートでは、64個のシャードチェーンを用いて、このブロックチェーンの容量とスケーラビリティを向上させることができます（Ethereum 2.0では、ネットワーク負荷を64個の別々のシャードに分散させ、1つのビーコンチェーンがそれらすべてを支配します）。これらのシャードは、Ethereumにデータの保存とアクセスのための容量を与えますが、コードの実行には使用されません。
イーサリアム2.0と同様に、ポルカドット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いくつかのシャードがあります。パラチェーンの数は限られており、現在は約100個とされています。前節で述べたように、インターネットコンピュータのサブネットは、Chain Key技術が需要に応じて容量を増やす（unbounded capacity）単一のブロックチェーンに結合し、無限のスケーラビリティへの道筋を示すブロックチェーンとなっています。サブネットの数は無制限です。
一方、Binance Smart Chainは、分散性を犠牲にすることでスケーラビリティを実現しています。
そのコンセンサスモデルでは、21人のバリデーター（Proof of Authority）しか使用しておらず、私の見解では、最も中央集権的なブロックチェーンとなっています。一方、CardanoはHydraというレイヤー2のソリューションを待っていて、Matic（Polygon）がEthereumに提供しているのと同じソリューションを、かなり前から提供しています。
もちろん、ソラナについても忘れてはいません。
BitcoinやEthereumがスケーラビリティを犠牲にしたように、Solanaも分散性を犠牲にしました。その「革新的な」Proof of History（PoH）によって、他のブロックチェーンには存在しない新しい問題が追加されてしまっています。このプロトコルでは、毎日、保存しなければならない膨大な量の取引履歴データが作成されます（年間2テラバイト以上）。
その大きさは、ブロックチェーン上位10のネットワークが蓄積したデータを合計したものよりもさらに大きなものです。ソラナは、この膨大なデータをArweave（分散型ストレージネットワーク）に保存し、バリデータは直近2日間のデータのみを保存するようにしています。
このようにして、Solanaは取引履歴を別のコミュニティが管理する他のチェーンの手に委ねています。
さらに、ソラナのスケーラビリティが注目されている。最近では、ブロックチェーンネットワークが17時間以上の停止に見舞われてつまずきました。ネットワークがアクティビティの急増に対応できず、ソラナはこの問題を "リソースの枯渇 "と呼びました。それに、ダウンタイムを経験したのは今回が初めてではなく、2020年12月にも同じくネットワークが約6時間ダウンしています。
最後に、AvalancheとAlgorandに注目します。
Avalancheネットワークは、Exchange Chain（X-Chain）、Platform Chain（P-Chain）、Contract Chain（C-Chain）という3つの互換性のあるブロックチェーンによって構築されたプラットフォームです。P-Chainで管理される各サブネットはミニネットワークとして動作し、すべてのミニネットワークが結合してより広いアバランチネットワークを構成します。したがって、スケーラビリティはサブネットの数に依存しています。
デメリットは、Avalanche（およびAlgorand）が独自のデータストレージサービスを提供していないことです。つまり、Solanaのように取引履歴の保存のために（データストレージを）利用しておらず、分散型サービスを利用してファイルの共有やデータの保存を行っているのです。AlgorandはInterplanetary File System（IPFS）を、AvalancheはArweave（Kyveネットワーク経由）とCeramicの両方を利用しています。コードとデータがインターネットコンピュータ上のオンチェーンで同居しており、これもスケーラビリティの大きな利点となっています。
1.4. トランザクション料金
取引手数料は、取引の確認を支援するマイナー（Proof of Work）やバリデーター（Proof of Stake）への報酬です。
ビットコインの手数料は、バイト単位の取引サイズ（送信されたトークンの数と混同しないように）に依存しますが、イーサリアムの取引手数料は、ガスと呼ばれる取引処理に必要なコンピューティングパワーの量を考慮します。このガスもETHで測定される変動価格を持ち、ネットワークトラフィックに直接関係します。
Binance Smart Chain（BSC）の取引手数料は、Ethereumが提案しているものと似ています。私の視点では、BSCはEthereumのコピーなので、不思議ではありません。BSCはEthereumの限界を改善するために、コンセンサスモデルを変更しました（そして、分散性などの限界を悪化させたとも言わなければなりません）。
最後に、AlgorandやInternet Computerのような他のブロックチェーンは、そのトークンの価値に応じた固定料金を提供しています（それぞれ0.001 ALGOと0.0001 ICP）。
1.5. スマートコントラクト
ブロックチェーンのエコシステムは、それぞれ異なるペースで進化しています。あるものは本質的なアップデートの間に数ヶ月かかることもありますが、最近大きな発展を遂げているインターネットコンピュータのように、より早いペースのものもあります。
イーサリアムが2015年に最初のスマートコントラクトを立ち上げて以来、他のブロックチェーンもそれに追随してきました。わかりやすい例がカルダノで、最近では「アロンゾ・ハードフォーク」によって、改良を加えずに同じサービスを提供する最初のスマートコントラクトを作ることに成功しています。
インターネットコンピュータのスマートコントラクトは、WASMコードとメモリーページを束ねたものであることからキャニスターと呼ばれ、スマートコントラクトをより進化・特化させたものとなっています。その数の増加は、ネットワーク上の開発者の活動が活発になっていることを物語っています。
キャニスターは "Orthogonal Persistence "によってボトルネックを解消しているので、外部のデータベースやストレージボリュームを維持・管理する必要がありません（コードとデータはチェーン上で同居しています）。他のブロックチェーンでは、データを他の分散型ストレージネットワークに保管する必要があります（複雑さに加えて、2つの異なるトラストドメインを持つという問題が加わります）。
スマートコントラクトが世界を支配する
インターネットコンピュータのコミュニティでは、キャニスターの容量を4GBから300GBに増やす提案も承認されました。これ以上の容量を必要とするアプリケーションはほとんどありませんが、この場合は必要なだけのコントラクトからサービス/システムを構築することができます。
また、Candidと呼ばれるインターフェース記述言語により、キャニスターが開発されたプログラミング言語に関係なく、キャニスター同士のやりとりが可能となっています。
カルダノはまだ最初のスマートコントラクトを検討中ですが、インターネットコンピュータはすでに次のターゲットの日程が決まっています。
インターネットコンピュータは、今年末までにビットコインにスマートコントラクトを追加します。それは、ネットワークを直接統合するChain Key cryptographyの応用によって可能になります。インターネットコンピュータ上のスマートコントラクトは、秘密鍵を必要とせずにビットコインを保有、送信、受信できるようになります。
これらのビットコインのスマートコントラクトは、インターネットコンピュータ上で通常のキャニスターとして動作するため、取引手数料を大幅に節約することができます。
イーサリアムでは、開発者はお金を払ってスマートコントラクトを展開し、人々はお金を払ってスマートコントラクトを利用します。インターネットコンピュータでは、開発者だけが自分のガス（「サイクル」と呼ばれる）を使うアプリケーション／コントラクトの実行に必要な資金を供給する「逆ガスモデル」を採用しています。さらに、Ethereumでは1GBが約500万円、インターネットコンピュータでは1GBが約3～5ドルです。
つまり、キャニスターは制限のないスマートコントラクトであり、AWS、Google、Azureなどのビッグテッククラウドではなく、チェーン上のインタラクティブウェブやdAppsなどあらゆるものの再構築を可能にするのです（Blockchain Singularity）。
1.6. デジタルアイデンティティ管理
インターネットコンピュータは、その斬新なインターネットアイデンティティ（II）システムによって、アイデンティティ管理に全く新しい意味をもたらします。この高度なブロックチェーン認証は、あなたのデータが目に見える形で追跡されたり、採掘されたりしないことを保証します。この認証システムを使用する分散型アプリケーション（dApps）にアクセスする際、安全かつ匿名での認証が可能になります。
指紋センサー、Face ID、YubiKeyなどを使ってサービスを認証することができます。
Internet Identityは、より多くのデバイスに対応できるよう、常に改良が重ねられています。現在は、認証方法としてWindows Helloにも対応しています。以下のガイドでは、携帯電話またはセキュリティキーを使用して設定された既存のIdentity Anchorの認証を設定する方法を説明します。
Ethereumなどの他のブロックチェーンでは、ユーザーは分散型アプリケーションとやり取りするためにMetamaskのような外部ウォレットを必要とします。以下に、Ethereumとインターネットコンピュータの違いを示します。
□インターネットコンピュータ上のDapps。
・アイデンティティを作る。
・ウェブサイトに行き、無料でDappを使う。
・また、ICネイティブウォレットを使って認証することもできる - StoicウォレットとPlugウォレット
□イーサリアムでのDapps
・Metamaskウォレットをダウンロードする。
・取引所に行き、アカウントを作成し、Ethereumを購入する。
・ETHをMetamaskに送る。
・ウェブサイトに行き、Metamaskにログインし、ETHで支払いをしてDappを利用する。
本稿執筆時点で、Internet Identityは4ヶ月で117万アカウント以上に達しています。一言で言えば「革命的」です。
1.7. チェーン上のガバナンス／投票／提案
インターネットコンピュータは、ICP保有者がトークンをロックして「ニューロン」を作成することができるNetwork Nervous System(NNS)と呼ばれるアルゴリズムガバナンスシステムを使用しています。これらのニューロンは、ネットワークの運営に影響を与えるこのような提案に対する投票権を提供し、参加者に追加のICPトークンの形で報酬を与えます。
ネットワークのコミュニティは、ネットワークをより効率的に、より高速に、そして開発者にとってより簡単にするための努力を積極的に指示しています。技術的なアップグレードは、コミュニティでの議論、投票、そしてNetwork Nervous Systemへのモーションプロポーザルによる承認を経て行われます。
この記事で提案されているブロックチェーンの中で、PolkadotとAvalancheだけがガバナンスシステムを持っていますが、Avalancheの場合は重要なネットワークパラメータに対してのみです（つまり、コミュニティの意思決定力を過小評価しているということになります）。ガバナンスによって変更できるのは、最低ステーキング金額、（トークンの）ミントレート、その他の経済的パラメータなど、所定の数のパラメータのみです。
なお、Algorandのガバナンスシステムは、来年10月には運用が開始される予定ですが、まだ開発中です。
1.8. ステーキング報酬
ステーキングとは、報酬を得るために、クリプトの保有を委ねたり、ロックをしたりするプロセスです。資産をステーキングした後は、保有資産に加えてステーキング報酬を獲得し、それらの将来の報酬を複利化することでさらに資産を成長させることができます。
上の表でわかるように、インターネットコンピュータは最も高いリターンを提供し、6ヶ月のステーキングで年間15.4%から8年のステーキングで年間28.9%になります。
ICP Neuron Calculatorを参考にして、目的に応じて得られるリターンを確認してみてください。以下のガイドでは、Network Nervous System (NNS)を使用してICPトークンをステークする方法を段階的に説明しています。
2. その他のブロックチェーン
前のセクションで見たブロックチェーンに加えて、次のポッドキャストでは、Skale、Cosmos、Minaなどの他のブロックチェーンをレビューしています。このエピソードでは、インターネットコンピュータレポートチームが、インターネットコンピュータとの比較について、彼らの率直な意見を述べています。
興味のある方は、タイムスタンプをチェックして、お目当ての分に直接アクセスしてみてください。
https://podcasts.apple.com/us/podcast/17-dfinitys-internet-computer-vs-other-web3-blockchains/id1540135327?i=1000520141564
3. まとめ
この記事で紹介した多くのブロックチェーンは、今後数年は共存していくと思います。その後は、ブロックチェーン技術に最も進歩と解決をもたらすものが残るでしょう。
インターネットコンピュータは新参者であり、ビットコインとイーサリアムの統合のような革命的な近未来の目標を持つ新しいパラダイムと技術を世界に提供しています。
それは、2秒のファイナリティ時間と100msのクエリコールを持つ最速のブロックチェーンです。そのcanisterスマートコントラクトは、ウェブにサービスを提供し、ユーザーと直接対話する本物のウェブ3.0を提供します。スケーラビリティは無制限で、インターネットコンピュータを管理するNetwork Nervous Systemを通じて、そのコミュニティが提案に投票することができる、適応性の高いブロックチェーンを提供しています。これらは、その革新的で堅牢な機能のほんの一部です
この時点で、あなたは決断しなければなりません。ランボルギーニのステアリングホイールだけで満足するのか、それとも一台のコンプリートカーを選ぶのか。
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