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初心者のためのPolkadot

Masaki
January 21, 2020

 初心者のためのPolkadot

Polkadotの説明スライド

Masaki

January 21, 2020
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Transcript

  1. Masaki Minamide

  2. Polkadot Introduction Masaki Minamide @masakiminamide 2

  3. 1. 概要 2. 内部構造 3. ステイクホルダー 4. ガバナンス 5. Parathread

    6. ロードマップ (時間あれば↓) 7. コンセンサス 8. DOTトークン 9. ハイライト 3
  4. 1. 概要 4

  5. 概要 PolkadotはEthereumの共同創業者Dr.Gavinが2016年に考案した、現状のEthereumの課題のス ケーラビリティやセキュリティを解決することを目指すプラットフォーム 5 Polkadotは異なるブロックチェーンを繋ぎ相互のセ キュリティーを高めるネットワークである。

  6. 6 そのために以下の2つを提供: 相互互換性(Interoperability) セキュリティプール

  7. 7 相互互換性(Interoperability) • 資産送金:チェーンAからBに送る。 • アトミックスワップ:両者が送るか、どちらとも送らないことのいずれかを指す。例えば、 Aliceが Bobに資産Xを送った場合、BobもAliceに資産Yを送らないといけない。エスクローを通さない P2Pの資産の交換。 •

    クロスチェーンコントラクト:例えば、チェーン Bで起こった事象(所有権の登録、資産の移転な ど)に基づいて、チェーンBで配当が配られる。 チェーン間でのデータと価値の交換を可能にする
  8. 8 セキュリティプール Relaychainでセキュリティをプールすることで、Parachainに一定のセキュリティレベルを提 供 一番経済的セキュリティが低いチェーンが全体のセキュリティのレベル パラチェーンは各自の機能に集中することができる。

  9. 9 セキュリティプール セキュリティが異なるチェーン間で起こり得る二重支払い問題 例:Chain1から2に送られた取引が Chain1で取り消される 取り消されたChain1

  10. 2.構造 10

  11. 3つのコンポーネント: ・Relaychain ・Parachain ・Bridge

  12. 12 Relaychain チェーンが繋がり、セキュリティと相互互換性を提供するハブ Relaychainは繋がっているパラチェーンにセキュリティを提供し、チェーン間 での取引が安全に行われることを保証するチェーン。

  13. 13 Parachain アプリケーション固有のブロックチェーン Polkadotネットワークを構成する並列化されたチェーン。各パラチェーンはアプリケーションに最適 化した独自のアーキテクチャーを持っている。パラチェーンはトランザクションの並列処理を行うこと でスケーラビリティをもたらし、リレーチェーンにつながり安全性を得ることができる。

  14. None
  15. 3.ステイクホルダー 15

  16. 16 Validator 役割 各ParachainのCollatorからトランザクションを受け取り、検証、そしてRelaychainに追加され るブロック候補をBABEで作成、投票してGRANDPAでコンセンサスをとる。 Validatorはセキュアなノードを常時オンラインにしなければならない、多くのDOTが必要など敷 居が高い。

  17. 17 Collator 役割 パラチェーンのトランザクションを収集しブロックの中のトランザクションを監視する。ブ ロックの証明書をバリデーターに送る。フィッシャーマンとしても機能することが でき る。パラチェーン内でのフルノードの役割がある。

  18. 18 Nominator 役割 信頼するValidatorsにDOTをステイクすることでValidatorを支援し、Relaychainをセキュアにする。 (NPoS) ノードを24/7で運用するValidatorとは違い誰でもなれるが、ValidatorがSlashされると自分のDOTも失う ため信頼できるValidatorを選ぶ必要がある。

  19. Governance 19

  20. ・エコシステムの成長と進化は長期的生存のために 必須(Survival of the fittest) ・脆弱性の対策 なぜガバナンスが必要か:①エコシステムの進化

  21. なぜガバナンスが必要か:②リソース管理 ・システムにとって最適なリソース配分方法は? ・意思決定者の不在 ・中央集権的なGrantsの課題

  22. Polkadot Governance Overview 大まかな流れ 1. 投票の提案 (Referenda) 2. 提案へ投票 (Locking)

    3. 投票の集計 (Turnout Bias) https://medium.com/unchained-tokyo/polkadot-governance-9853279f4a76
  23. Parathread 23

  24. パラスレッド ParachainのPay-as-you-goバージョン 参入障壁を下げ、Relaychainのリソース活用を最適化 コスト=登録費+ブロック毎のオークション ・スロット額をステイクできない場合 ・高頻度でTXを送る必要がない場合

  25. Chainの壮観

  26. ロードマップ 26

  27. ロードマップ PoC-1: Governance, staking, basic UI, and forkless upgrades PoC-2:

    “co-finalization” of non-communicating parachains and basic light client PoC-3: Implementation of hybrid consensus described in these slides. PoC-4: Full staking; Nominated Proof of Stake scheme 27 PoCを繰り返し、少しずつアップデートされていく。
  28. WHAT’S NEXT? PoC-5: Interchain message passing, Cumulus (Substrate chains can

    become parachains) In parallel: developer tools for parachains PoC-6-8: Implementation of Validity/Availability game 28 現在はPoC5に移行中。このPoCに入れればかなりイケてる。
  29. Kusama Network https://polkadot.js.org/apps/#/

  30. 参考 ・「Parathered とは」 ・「NPoS(Nominated Proof-of-Stake)とは」 ・「Web3.0時代に政府は必要か」 ・「忙しい人のためのLiberal Radicalism」 ・Substrate Kitties

    ・「初心者のためのPolkadot」
  31. コンセンサス 31

  32. コンセンサス: 低い参入障壁: バリデーターのなりやすさ ブロック生成とファイナリティの分離:GRANDPA コンセンサスにおけるゴール 32

  33. コンセンサス: 単一のブロックに投票するのではなく、 highest blockに 対して投票を行う。2/3を得ているブロックが確定される。 この図の場合、A,B,Cが確定される。 BABE: バリデーターのStaking額に応じてブロック生成の 難易度が変わるメカニズム。 GRANDPAは悪意のあるノードが1/3以上いるとマズイ。

    ファイナリティとブロック生成 33 ※Paperの難易度が高くまだ読み切れていない。
  34. コンセンサス: リレーチェーンのバリデーターが一定期間ごとにランダムにパラチェーンに 割り振られる。 リレーチェーンでのProof of Stake parachainの最終状態をリレーチェーンでファイナライズする 各パラチェーンごとにコンセンサスアルゴリズムを選ぶことができる デフォルトではGRANDPAが実装されている。 34

  35. The DOT

  36. 36 DOTトークンはネットワークに価値をもたらす DOTトークン: Polkadotネットワークのネイティブトークンであり、 4つの機能がを持つ: ネットワークにおけるガバナンス、 オペレーション、ボンディング、インターオペラビリティ

  37. 37 ガバナンス Polkadotのステークホルダーは、プロトコルの変更権限を持つ。プロトコルの アップグレードや修正などの例外的なイベントを管理するなど、他のプラット フォーム上では排他的にマイナーが所有するような全ての特権を、リレー チェーンの運営者(DOTホルダー)が得る。 DOTトークン:

  38. 38 新しいパラチェーンは、ボンディングトークンによってリレーチェーンに追 加される。ボンディングされたパラチェーンは一定期間が終了するまで取 り外されたりDOTが盗まれたりすることはない。期間はオークションに よって決まる。 ボンディング DOTトークン:

  39. 39 オペレーション DOTトークン: トークンホルダーに正直な行動を取ることを動機付けを行う。ネットワークに とって良い行いをする人はメカニズムによって報酬が与えられ、悪意ある行 動をする人はネットワーク内の掛け金を没収される。この仕組みによって ネットワークを安全に保つことができる。

  40. 40 1つのブロックチェーンから異なるブロックチェーンにメッセージを送るため に、送信者はいくらかのDOTsを手数料として支払う。 DOTトークン: インターオペラビリティー

  41. ハイライト 41

  42. 真のインターオペラビリティ: Polkadotはトークンに限らずいかなる タイプのデータ、アセットのブロック チェーンを跨いだ移転を可能にする。 42

  43. 経済規模とトランザクションのスケーラビリティ: Polkadotは、複数のブロックチェーンの安全性を 保つ為にバリデーターが複数のチェーンを検証 することができる。その事によってかつて無い経 済的なスケーラビリティを提供します。Polkadot は、複数の並列するブロックチェーンにトランザク ション処理を役割分担することによってトランザク ションのスケーラビリティを実現する。 43

  44. ブロックチェーンイノベーション: ブロックチェーンを作成するフレームワークで あるSubstrateを使って数分でブロックチェー ンを作ることができる。そしてそれをPolkadot につなげ相互運用性とセキュリティを最初か ら手に入れられる。Polkadot のネットワーク が急速に拡大するとされる理由にこの開発の 容易性が挙げられる。 44

  45. フォークレスのブロックチェーン: ブロックチェーンの分岐なしに新しい機能を取 り入れアップデートできる。これによって Polkadotが独自にアップデートすることにより 更によいテクノロジーの恩恵を受けることがで きる。 45

  46. 皆のためのセキュリティ: Polkadotは、複数のチェーンがPolkadotのバリ データによって検証されている「プールされたセ キュリティ」を導入している。 Polkadotネットワー クに繋げば繋がれたチェーンは最初から高いセ キュリティを得ることができる。それはPolkadot ネットワークに参加する強いインセンティブを与え る。 46

  47. ユーザー中心のネットワークガバナンス: Polkadotはオープンガバナンス体制を持ってお り、ネットワークのアップグレードはオンチェーン ガバナンスによって決まる。それは、Polkadotの 開発がコミュニティの価値を反映し、停滞や閉塞 を回避することを保証している。 47

  48. 48 Polkadot2.0: 階層化することで リレーチェーンに依存しなくなる。