Cardano ブロックチェーン：その技術革新とステーキングシステムについて詳しく解説

Cardano は、イーサリアムの共同創設者の 1 人であるチャールズ・ホスキンソン氏によって、スマートコントラクトと金融アプリケーションのための分散型ネットワークの構築という、イーサリアムと同様の目標を掲げて 2017 年に設立されました。しかし、迅速な開発と展開を優先したイーサリアムとは異なり、Cardano は研究第一のアプローチを採用し、実装前にピアレビューを通じてすべてのアップグレードをテストしています。

Cardano は、高い手数料や過剰なエネルギー使用を伴わないスケーリングを主な目的とした、ステーク証明方式のブロックチェーンとして誕生しました。他の主要なブロックチェーンに見られる多くの非効率性を解決することを目指しています。この記事では、Cardano ブロックチェーンの仕組みと、その特徴について詳しく説明します。

Cardano vs. Ethereum

忙しい取引セッション中にイーサリアムを使用したことがある方は、ネットワークの混雑による苦痛を経験したことがあるでしょう。取引が大幅に遅くなり、手数料が予測不能に高騰し、場合によっては取引自体よりも手数料の方が高くなることもあります。ビットコインは、安全で広く受け入れられていますが、スマートコントラクトを処理するようにはまったく設計されていません。さらに、ビットコインでさえ、大量の取引を効率的に処理することはできません。どちらのネットワークも改善に取り組んでいますが、根本的な制限は残っています。

そこで登場したのが、代替ブロックチェーンであり、その代表格が Cardano です。Cardano の使命は、急ごしらえの修正や将来的なスケーラビリティの問題を防ぐため、ピアレビューによる開発プロセスを用いてシステムを根本から再設計することでした。プルーフ・オブ・ワーク（PoW）マイニングの代わりに、Ouroboros というプルーフ・オブ・ステーク（PoS）システムを採用しており、セキュリティを維持しながら、大幅に低いエネルギー消費で取引を処理します。

Cardano は、トークンの送信だけでなく、スマート・コントラクト、分散型アプリケーション、ステーキングもサポートしていますが、大規模なバリデータがネットワークを支配することを防ぐメカニズムが組み込まれています。Cardano は、高額な手数料や中央集権化という典型的なトレードオフを伴わない、スケーラビリティに優れたブロックチェーンの代表的な例です。その仕組みを理解することは、間違いなく価値のあることだと思います。それでは、詳しく見ていきましょう。

Cardano と DeFi：弱点を解決

分散型金融（DeFi）は、銀行や仲介業者を必要としない、誰もが直接融資、借入、取引を行うことができる金融システムを実現すると期待されていました。しかし、実際には、技術的なボトルネックによってその実現は遅れています。ほとんどの DeFi アプリケーションのバックボーンであるイーサリアムは、高い取引手数料とネットワークの混雑に悩まされています。需要が急増すると、ユーザーはガス料金の高騰に直面し、少額の取引が事実上不可能になります。

Cardano は、DeFi に異なるアプローチを採用しています。そのステーク証明システムは、集中化のリスクを回避しながら、より低コストでより多くの取引を処理できるように設計されています。このネットワークは、イーサリアムのモデルを単に複製したものではなく、最初からスケーラビリティとセキュリティを組み込むことで、その弱点を改善することを目指しています。

Cardano、ゆっくりだが着実

ほとんどのブロックチェーンプロジェクトは、「迅速に実行し、失敗する」という考え方に基づいて運営されています。プロジェクトが開発されるにつれて、チームは迅速にアップデートを行い、後で問題を修正します。このアプローチは、スマートコントラクトの失敗や、数十億ドルの資金損失は言うまでもなく、注目すべき悪用につながっています。

Cardano は、こうした懸念に対処するために特別に構築されました。このプロジェクトは、ブロックチェーンの開発をシリコンバレーのスタートアップよりも航空宇宙工学のように扱っています。すべてのプロトコルのアップグレードは、実装前にピアレビュープロセスを経ます。つまり、コンセンサスメカニズム、スマートコントラクト、セキュリティモデルは決して急いで生産段階に移されることはありません。代わりに、独立した研究者によって精査された上で、承認されます。確かに、その方法では開発サイクルは遅くなりますが、他の DeFi エコシステムを悩ませてきた壊滅的な障害のリスクを最小限に抑えることができます。

Cardano の Ouroboros コンセンサス

暗号通貨のステーキング、つまり、ネットワークをサポートして報酬を得るためにトークンをロックする慣行について聞いたことがあるでしょう。しかし、すべてのステーク証明システムが同じように機能するわけではないことをご存知でしたか？最大手プレイヤーに不公正な優位性を与えるものもあれば、少数のバリデータがネットワークを支配し、悪用するものもあります。分散化とは名ばかりですね。CardanoのOuroborosプロトコルは、これらの欠点を解決するために設計されています。その目標は、システムが分散化された状態を維持し、誰もが報酬を獲得する公平な機会を得られるようにすることです。

その仕組みは次のとおりです。Cardano では、最大のバリデータがブロックの生成を支配する（Ethereum など）のではなく、各ブロックの**「スロットリーダー」が**ランダムに選択されます。これは、宝くじとよく似ているとお気づきかもしれません。ADA をステーキングした人は誰でも選択される可能性がありますが、単一のエンティティがシステムを独占することは不可能です。したがって、権力の集中は未然に防がれます。

多くのネットワークにおけるステーキングのもう 1 つの問題は、大規模なプールがますます大きくなり、小規模な参加者は競争できなくなることです。この問題を解決するため、Cardano はステーキングプールに飽和制限を設定しています。1 つのプールに委任する人が多すぎると、報酬が減少し、委任者はネットワーク全体に賭け金を分散しなければなりません。これは、1 つのバリデータが過大な影響力を持つことを確実に防ぐ、非常に独創的な仕組みです。

ステーキングに関しては、Cardano にはもう 1 つ特徴があります。それは、ADA をステーキングしても、それはウォレットに残ったままになることです。ご存じの方もいらっしゃるかもしれませんが、他のネットワークでは、ステーキングとはコインをロックすることであることがよくあります。これは数週間、数ヶ月、場合によっては数年にも及ぶ場合があり、その間、資金に直接アクセスすることはできません。しかし、Cardano では、コミットした ADA を、ペナルティなしでいつでも移動、使用、さらには再ステーキングすることができます。これがどれほど柔軟性があるかは、説明の必要はありませんね。

ここで、時間変数、いわゆる「エポック」について簡単に説明しましょう。他のほとんどのブロックチェーンは、取引処理を連続した競争のようなものと捉えています。バリデータは、最高の報酬を得るために、できるだけ早くブロックの確認を急いでいます。その結果、ネットワークが混雑し、過大な電力を消費し、予測不可能な状態になることがよくあります。Cardano チームは、取引処理に時間変数を導入することで、この問題に対処しようとしました。

ネットワークは、時間を固定のエポック（およそ 5 日間の期間）に分割し、予測可能で整然とした方法でバリデーションを整理します。各エポックは、さらに小さなスロットに分割されます。各スロットでは、バリデータ（またはスロットリーダー）がランダムに選択され、次のブロックを生成します。複数のバリデータが同時に競合する代わりに、そのスロットで選択されたバリデータだけがトランザクションを確認できます。これにより、計算の無駄が省かれ、混雑が軽減されます。その結果、ネットワークはピーク時でもスムーズに動作します。

エポックの終了時に、システムは再調整されます。ステーキング報酬が計算され、新しいバリデータが選択され、ネットワークはステーキングの参加状況の変化に応じて適応します。このサイクルは 5 日ごとに繰り返されます。ユーザーにとっては、バリデータが取引処理の決定権を争う他のシステムに比べ、より安定的で秩序ある、予測可能なエコシステムとなります。

拡張 UTXO モデル：Cardano の高度な会計システム

技術的な詳細は省略しますが、CardanoのEUTXO（拡張未使用取引出力）モデルについて簡単に説明します。このモデルは効率的な取引処理を可能にし、関係者全員に利益をもたらします。以下にその仕組みを説明します。

ピーク時にイーサリアムでトークンの交換を試みたことがある方は、取引が滞ったり、失敗したり、取引自体よりも手数料が高額になった経験があるでしょう。これは、イーサリアムが取引を順番に処理するためです。すべてのアクションは、単一の共有元帳の更新に依存しており、需要が急増すると、システムの速度が低下します。

Cardanoは、この混雑を回避する方法を導入しました——EUTXO（Extended Unspent Transaction Output）モデルです。その主な目的は、トランザクションを独立して処理することです。現金処理に例えて説明しましょう。$50を持っていて$30を使いたい場合、その取引をどう記録しますか？EUTXOモデルでは、総残高を直接編集しません。代わりに$50を手渡し、システムから$20が入った新しい封筒を受け取ります。この方式では、各取引は独立しており、複数の取引を並列処理しても互いに干渉しません。

対照的に、イーサリアムのモデルでは、取引は 1 件ずつチェックされるため、需要が高い場合は必然的にボトルネックが発生します。しかし、Cardano の EUTXO では、スマートコントラクト、DeFi 取引、その他の相互作用が、ネットワーク自体による遅延や障害なしに実行できます。その結果、Cardano は 1 秒あたり約 250 TPS（1 秒あたりの取引数）を処理できますが、Ethereum はその寿命の大部分において、30 TPS 程度しか処理できていません。

ネイティブトークンとマルチアセット元帳：Cardano の組み込みトークンツールキット

イーサリアムを使用する場合、スマートコントラクト（各トークンの動作を規定するカスタムメイドのコード）に依存するトークンを扱うことになります。スマートコントラクトの最大の問題は、それぞれがゼロから個別に作成されることです。つまり、開発者は新製品を発売するたびに、文字通り一からすべてを作り直さなければならないのです。このような独自のアルゴリズムで満たされた巨大なエコシステムを管理する状況を想像してみてください。イーサリアムが非効率性とセキュリティの欠陥で有名になり、数百万ドルのハッキング事件が発生したのも不思議ではありません。たった1つの不良契約で全てが台無しになるのです！

このシステムは、価格設定、請求書発行、納品方法など、それぞれ独自のルールを持つサプライヤーと取引するのと似ています。一部は問題なく機能するかもしれませんが、大多数を管理するのは頭痛の種になるでしょう。さらに、一部が財務状況を破壊する可能性もあります。

しかし、Cardano では、ネイティブトークンシステムにより、すべてのトークンが同じルールに従います。その要点は、**Cardano のネイティブトークンはスマートコントラクトをまったく必要としないということです。**その代わりに、ネイティブコインである ADA と同様に、ブロックチェーンのマルチアセット元帳に直接組み込まれています。そのため、開発者は、リリース後にパッチワークのような修正のためのカスタムコードに時間を費やす必要がありません。

開発者の立場からは、コーディングとデバッグがより迅速（かつ容易）になり、監査回数が減り、問題が発生するリスクが低くなります。ユーザーにとっては、手数料の削減、取引の失敗の減少、あらゆるアプリケーションでの全体的な安定性の向上というメリットがあります。

ADA コイン：Cardano の生命線

すべてのブロックチェーンには、その動きを維持するためのネイティブ通貨が必要です。Cardano の場合、それは ADA です。ADA は、取引を促進し、ネットワークのセキュリティを確保し、参加者に報酬を与えるコインです。Ethereum を使用したことがある方は、ADA の役割が ETH の役割とよく似ていることに気付くでしょう。ADA は、取引手数料をカバーし、スマート・コントラクトを駆動し、投資家にとっての価値の保存手段としての役割を果たしています。

しかし、重要な違いがあります。イーサリアムは、プルーフ・オブ・ワーク（PoW）ネットワークとしてスタートし、2022年にプルーフ・オブ・ステーク（PoS）への移行を開始しました。一方、Cardano は、2015年の立ち上げ当初から PoS を採用しています。つまり、これは後付けのシステムではなく、その中核となる原則はすべて立ち上げ当初から存在していたのです。

すでに述べたように、Cardano はステーキングを使用して取引を検証します。バリデータノード（本質的にはネットワークの会計担当者）は、システムのセキュリティを維持するという約束の証として ADA をロックします。その見返りとして、報酬を獲得します。特別なことは何もありません。

ADA のステーキング

始める最も簡単な方法は、ADA をステーキングプールに委任することです。そのためには、特別なハードウェアや技術的な知識は必要ありません。Daedalus、Yoroi、Exodus などの互換性のあるウォレットがあれば十分です。ウォレットの設定が完了したら、手数料、パフォーマンス、飽和度（満杯になるまでの残り容量）に基づいてプールを閲覧できます。数回タップするだけで参加できます。報酬はおよそ 5 日ごとに分配されます。

リターンは、プールの効率に依存しますが、通常年間3%から5%程度です。報酬を複利で増やしたい場合は、獲得した報酬をプールに再投資（デリゲート）することで、その利益を再投資できます。

より手間のかからないアプローチをお探しの方は、Binance や Kraken などの規制対象の暗号通貨取引所もご検討ください。これらの取引所は、ステーキングサービスも提供しています。これらの取引所は、技術的な詳細を処理してくれますが、その見返りとして、ステーキング中は ADA の管理権を放棄することになります。したがって、ステーキングを行っているにもかかわらず、資金は技術的には_お客様の_ウォレットには存在しません。

また、より技術に精通している方は、独自のネットワークモードを設定して運用するオプションも常にあります。このオプションは、収益に対する自由度が最も高いですが、インフラストラクチャ、メンテナンス、委任者の獲得も必要です。つまり、継続的な管理が数多く必要になります。ご想像のとおり、このオプションは、長期的にネットワークのサポートを行うことを考えている方に最適です。

Cardano のステーキングモデルの主な利点は、その流動性です。ほとんどのネットワークでは資金が一定期間ロックされますが、ADA はいつでもアンステーキングが可能です。これは、ネットワークについて知りたいだけの初心者にも、経験豊富で意識の高い Cardano 支持者にも、双方にとってメリットのある仕組みです。

要点

これまで学んだことをまとめましょう。Cardano は、予測可能性とパフォーマンスを優先するフレームワークを提供しています。ブロックチェーンの最も困難な課題であるスケーラビリティ、効率性、セキュリティ（Ethereum でよく問題となる）に取り組んでいます。Cardano のエコシステムの要は、ピアレビューによる研究、拡張未使用トランザクション出力モデル、「ネイティブ」トークン作成ツールキット、Hydra プロトコルです。これらのイノベーションを基盤に、Cardanoは複雑なオペレーションをボトルネックなしで処理し、速度を犠牲にせずにスケーリング可能で、分散型アプリケーションを卓越した信頼性でサポートするネットワークを提供します。