Polkadot（DOT）とは？マルチチェーンプロトコル完全ガイド

Polkadotは、パラチェーンと呼ばれる独立したブロックチェーンの相互運用性、スケーラビリティ、そして共有セキュリティを実現するレイヤー0プロトコルとして機能します。イーサリアムの共同創設者であるギャビン・ウッド博士によって設立されたPolkadotは、2020年5月26日にメインネットを立ち上げ、2020年6月までにProof-of-AuthorityからNominated Proof-of-Stakeに移行し、2020年7月までにガバナンスが完全に分散化されました。

このプロトコルは、ブロックチェーン技術における3つの基本的な課題、すなわちスケーラビリティ、相互運用性、ガバナンスに取り組んでいます。独自のアーキテクチャにより、Polkadotは並列化されたパラチェーンを介して大量のトランザクションを処理しながら、統一されたセキュリティを維持できます。最近のパフォーマンステストでは、ネットワークが1秒あたり少なくとも623,000件のトランザクションを処理できることが実証されており、Web3アプリケーションのための主要なインフラストラクチャとして位置付けられています。

Polkadotのマルチチェーンアーキテクチャの仕組み

リレーチェーン財団

リレーチェーンはPolkadotの中核インフラとして機能し、ノミネート・プルーフ・オブ・ステーク（Nominated Proof-of-Stake）を通じてコン​​センサス、セキュリティ、相互運用性を確保します。複数の空港を管理する航空管制のように、リレーチェーンは接続されたすべてのパラチェーン間の通信とセキュリティを管理します。システムは、フラグメン選挙方式を用いて、ネットワークのセキュリティを確保し、ガバナンス提案、ステーキング運用、パラチェーンボンディングなどの重要なトランザクションを処理するバリデーターを選出します。

Polkadotホストは、ランタイムと対話する環境、つまり状態遷移を処理するWebAssemblyブロブを提供します。このモジュール設計には、Libp2pによるネットワーク、状態ストレージ、コンセンサスエンジン（BABEおよびGRANDPA）、そしてBlake2bハッシュとSr25519署名を用いた暗号プリミティブが含まれています。このアーキテクチャは、ランタイムをブラックボックスとして扱いながら、複数のホスト実装を可能にすることで、開発者の柔軟性を高めます。

パラチェーン：共有セキュリティを備えた主権チェーン

パラチェーンは独立して機能する レイヤー1ブロックチェーン 分散型金融からゲームアプリケーションまで、特定のユースケースに合わせてカスタマイズされています。パラチェーンは、高速道路上の専用レーンのようなものと考えてください。各レーンは異なる種類の交通に対応しますが、すべて同じ道路インフラとセキュリティシステムの恩恵を受けます。各パラチェーンはリレーチェーンに接続することで、セキュリティの共有化を実現しながらも、運用の主権を維持します。

並列処理能力により、驚異的なパフォーマンスが実現します。2024年に実施された「The Spammening」と呼ばれるベンチマークテストでは、PolkadotがKusama上でわずか23%のネットワークコア使用率で毎秒62万3000件以上のトランザクションを処理できるという理論的な能力が実証され、この結果はPolkadotのメインネットワークにも拡張可能でした。実際のパフォーマンスはパラチェーンのアクティビティやネットワーク状況によって異なりますが、このベンチマークは、複数のパラチェーンにまたがる大量のトランザクションを同時に処理できるというプロトコルの潜在能力を強調しています。

パラスレッドとブリッジ接続

パラスレッドは、フルパラチェーンスロットに代わる従量課金制の代替手段を提供します。これにより、小規模プロジェクトは専用のポジションを確保することなく、Polkadotのセキュリティにアクセスできます。このシステムにより、軽量アプリケーションのコストを削減しながら、ネットワークの保護メカニズムへのアクセスを維持できます。

ブリッジは次のような外部ネットワークへの接続を可能にします Ethereum 　 Bitcoin Polkadotのクロスコンセンサスメッセージング（XCM）フォーマットを使用しています。2023年6月にリリースされたXCM v3は、NFTの転送と高度なプログラミング機能をサポートしています。2025年5月までに、月間1億2,500万ドルのクロスチェーン転送を促進し、トラストレスなクロスチェーン通信の有効性を実証しました。

コンセンサスメカニズム：BABEとGRANDPA

Polkadotのハイブリッドコンセンサスは、ブロック生成のためのBABE（Blind Assignment for Blockchain Extension）と、決定論的なファイナリティを実現するGRANDPA（GHOSTベースの再帰的祖先導出プレフィックス合意）を組み合わせたものです。BABEは、公平なバリデータ割り当てのために検証可能ランダム関数（VRF）を使用し、他のランダム性システムに見られる計算負荷の問題を回避します。

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この組み合わせにより、高速かつ安全なトランザクションが保証されます。現在のブロック生成時間は6秒ですが、最適化後は2～3秒に短縮される可能性があります。システムは、クロスチェーン操作に不可欠な決定論的なファイナリティを提供しながら、一貫したパフォーマンスを維持します。

DOTトークンエコノミクスとネットワークインセンティブ

DOTの主な機能

DOT トークンは、その最小単位がプランク (2020 年の再デノミネーション以降、1 DOT = 10^10 プランク) であり、複数の重要な機能を果たします。

• ガバナンスDOT保有者は、15のガバナンストラックにわたるOpenGovの国民投票に参加し、より長いトークンロックを通じて影響力を増幅する確信投票を実施します。
• ネットワークセキュリティー: 指名されたプルーフ・オブ・ステークによるステーキングは、リレーチェーンとパラチェーンのセキュリティを確保したバリデータと指名者に報酬を与えます。
• パラチェーンオペレーションプロジェクトは、6～24か月のリースでDOTをロックするか、柔軟なパラチェーンリソース割り当てのためにCoretime（計算リソース）を購入します。

供給ダイナミクスとインフレモデル

Polkadotは、ネットワーク全体で50%のステーキング率を目標とした、上限のないトークン供給量で運営されています。この目標参加率を維持するために、システムは年間最大10%の動的なインフレ調整を行っています。当初の供給量10億DOTは、2020年8月の100倍リデノミネーション後に設定され、その後、継続的なインフレにより、現在の流通供給量は約1.58億DOTに増加しています。

ブロック番号1,248,328でリデノミネーションが行われ、すべての経済関係を維持しながら、トークンの数量管理がよりユーザーフレンドリーになりました。DOTは従来の用途に加え、パラチェーンの計算リソースの購入やロールアップ用のパラチェーン識別子の予約にも利用され、エコシステムのスケーラビリティにおける役割を拡大しています。

財務省の資金調達と分配

ネットワークインフレにより、新たに発行されたDOTの一部は財務省に送られ、財務省は助成金や報奨金を通じてエコシステム開発に資金を提供します。Web3 Foundationの助成金プログラムはこのアプローチの好例であり、50か国で500以上のプロジェクトを支援しています。財務省のすべての支出決定はOpenGovの国民投票を経ることで、透明性が高くコミュニティ主導の資源配分が確保されています。

パラチェーンオークションと新しいAgile Coretimeシステムは、プロジェクトが運用期間中にDOTをロックするため、流通供給量を一時的に減少させます。このメカニズムにより、エコシステムの成長インセンティブとトークンの希少性のダイナミクスのバランスをとる自然な経済サイクルが生まれます。

OpenGov: 分散型プロトコルガバナンス

ガバナンスV1からの進化

OpenGovは、Polkadotのオリジナルの完全な代替として2023年6月に開始されました。 ガバナンス このシステムにより、評議会や技術委員会といった中央集権的な組織は廃止されます。この新システムでは、DOT保有者が15の専門ガバナンストラックを通じて、ネットワークに関するあらゆる決定を直接管理できるようになります。

各トラックは、それぞれ異なる種類の提案を、それぞれに合わせたパラメータで処理します。例えば、影響力の大きい変更を行うルートトラックは、初日に48.2%の支持が必要ですが、28日目にはほぼ0%にまで低下します。マルチロール委任システムにより、DOT保有者は特定のトラックの投票権を専門家に割り当てることができ、すべてのトークン保有者に深い技術的知識を要求することなく、参加を促進します。

コミュニティ主導の意思決定

住民投票プロセスでは、提案が決定期間に進むために、提出預託金と決定預託金の両方が必要です。承認および支持基準はトラックごとに異なり、「Wish For Change」トラックでは、ネットワークの状態に影響を与えることなく、コミュニティの感情に対する拘束力のない合意形成を可能にします。

この透明性の高いオンチェーンガバナンスにより、すべての提案と投票結果が公開アクセス可能となります。最近のコミュニティによる決定には、非同期バックアップなどの技術アップグレードの承認や、SCOUTなどのセキュリティツールへの資金提供が含まれており、プロトコルの進化を促進するシステムの有効性を実証しています。

拡大するエコシステムと実世界への応用

主要なパラチェーンアプリケーション

Polkadot のエコシステムは、多様なユースケースにわたる 300 を超えるプロジェクトを網羅しています。

• アカラ: ポルカドットの主要なDeFiハブとして機能し、クロスチェーン流動性と分散型アプリケーションを可能にしながら、特殊なパラチェーン機能を実証します。
• 月光: イーサリアムを提供 EVM Polkadotの環境内での互換性により、チームは既存のEthereumアプリケーションをパラチェーンとして展開できる
• ファラ: 企業および消費者向けアプリケーション向けのプライバシー保護クラウド コンピューティング ソリューションに重点を置いています
• ビットフロスト: 複数のネットワークにわたるステーキング報酬と流動性オプションを備えたDeFiプロトコルを提供します
• ミュベール: 分散型AI音楽プラットフォームにおける革新性を表し、従来のブロックチェーンアプリケーションを超えたポルカドットの汎用性を示しています。

技術的な活動と成長指標

Substrateフレームワーク上に構築されたPolkadot SDKは、Rustプログラミングとink!スマートコントラクト言語を用いたカスタムブロックチェーンの迅速な開発を可能にします。Substrateのモジュール設計には、ガバナンス、コンセンサス、その他の一般的なブロックチェーン機能のためのモジュールがあらかじめ組み込まれており、スマートコントラクトは効率的な実行のためにWebAssemblyにコンパイルされています。

KusamaはPolkadotの実験的な「カナリア」ネットワークとして機能し、ほぼ同一のコードを共有しながら、メインネットへの展開前に新機能のライブテストを実施します。このアプローチにより、本番環境アプリケーションのリスクを軽減しながら、継続的なイノベーションを可能にします。

エコシステムは、リアルタイムのチェーンデータのための Subscan.io や Polkascan などのブロック エクスプローラー、インタラクティブなガバナンス追跡とネットワーク インタラクションのための Polkadot-JS UI などの包括的なツールの恩恵を受けています。

Web3 Foundationサポートプログラム

財団は、複数のチャネルを通じて包括的なエコシステム サポートを提供します。

• 助成プログラム: Web3の導入を世界中で推進するインフラストラクチャ、アプリケーション、研究を含む500以上のイニシアチブに資金を提供しています。
• ポルカドット保証軍団 (PAL): ネットワークプロジェクトの監査費用を払い戻し、アプリケーション全体で高いセキュリティ基準を確保します。
• 教育プラットフォームDotCodeSchoolとブロックチェーン基礎MOOCは、暗号化、ネットワーク、Web3の概念を網羅した、無料でアクセス可能な学習を提供します。
• コミュニティツール: GitHub の貢献ガイドラインと開発リソースは透明性を高め、新規貢献者にとっての障壁を下げます

最近の技術進歩と将来の開発

パフォーマンスとアクセシビリティの改善

最近のアップグレードにより、ネットワーク機能が大幅に強化されました。

• 非同期バッキング: 2024年に実装されたこのアップグレードにより、パラチェーン全体のブロック時間が短縮され、Hydrationなどの一部のチェーンでは6秒のブロックが実現され、 DeFi パフォーマンスとユーザーエクスペリエンス
• XCM v3 の進化: 強化されたクロスチェーンメッセージングは​​、高度なプログラミング機能とNFT転送機能を備え、毎月1億2500万ドルの転送をサポートします。
• アジャイルコアタイム: 長期的なスロットコミットメントを必要とせず、オンデマンドの計算リソース購入を可能にすることで、パラチェーンの展開を簡素化します。
• スマート契約の統合: 2025年5月のOpenZeppelinとの提携により、Ethereum互換のスマートコントラクトライブラリと開発ツールが導入され、既存プロジェクトの移行障壁が軽減されます。

次世代アーキテクチャ

グレーペーパーで詳述されているJAM（Join-Accumulate Machine）プロトコルは、スケーラビリティ向上のためのフレームワークに関する継続的な研究成果です。JAMは、Polkadotのセキュリティ保証を維持しながら、将来のネットワーク成長を支える安全で効率的な計算に重点を置いています。

この次世代アーキテクチャの開発は継続されており、トランザクション処理機能とパラチェーン多様性のサポートをさらに向上させることを目指しています。

技術インフラストラクチャと開発者サポート

基板フレームワーク機能

Substrateのモジュール式フレームワークにより、チームはガバナンス、コンセンサス、機能性といった設定可能なモジュールを備えたカスタムブロックチェーンを作成できます。Rustベースのプログラミング環境はメモリ安全性とパフォーマンス最適化を提供し、ink! スマート契約 言語は、効率的なクロスパラチェーン実行のために WebAssembly にコンパイルされます。

このフレームワークの柔軟性により、開発者はプロジェクト要件に基づいて特定のモジュールを選択できるため、ブロックチェーンをゼロから構築する場合に比べて開発時間が大幅に短縮されます。

セキュリティと暗号財団

Polkadot はネットワークのセキュリティを確保するために強力な暗号化メカニズムを採用しています。

• Sr25519 署名: 用途 Schnorrの署名 Curve25519 よりも効率的な鍵導出とネイティブマルチ署名サポートによる署名を実現
• 検証可能なランダム関数VRFはBABEコンセンサスのための公平なバリデータ割り当てを保証し、一貫したブロックタイムを提供します。
• 将来の機能強化GRANDPAは署名集約にBLSキーを採用し、効率をさらに向上させる予定

ネイティブアカウントの抽象化: スマートコントラクトを必要とするイーサリアムのERC-4337アプローチとは異なり、ポルカドットは アカウントの抽象化 SubstrateのFRAMEシステムを通じてコアアーキテクチャに組み込まれています。これにより、柔軟なオリジン抽象化が可能になり、ガバナンスオリジン、プロキシアカウント、マルチシグ契約など、あらゆるオリジン（アカウントだけでなく）から関数を呼び出すことができます。ユーザーは、ソーシャルリカバリ、ロールベースのプロキシアカウント、トランザクションのバッチ処理、ガスレストランザクションを、個別のスマートコントラクトレイヤーを必要とせずにネイティブに実装できます。

高度なアカウント機能: このシステムは、マルチシグネチャアカウント、同じ親鍵からの派生アカウント、プライバシー強化のための純粋なプロキシアカウント、そしてXCMを介したクロスチェーンアカウントインタラクションをサポートしています。このネイティブな柔軟性により、開発者はスマートコントラクトベースのソリューションに伴う複雑さやガスコストを回避しながら、高度なアカウント管理システムを構築できます。

Polkadot DAO の資金提供を受けて Coinfabrik が開発した SCOUT などのセキュリティ ツールは、脆弱性を特定し、安全な開発の推奨事項を提供することで、コードのセキュリティを強化します。

データの可用性と分散化

ネットワークは、フルノードがトランザクションを検証するためのデータ可用性を確保すると同時に、同期やクエリのための履歴データの取得可能性を維持します。Polkawatchアプリは、単一のプロバイダーや地理的地域による集中化リスクを回避するためにノードの分散状況を追跡し、Polkadotの高い分散化基準をサポートします。

市場ポジションと業界認知度

制度の採用

2025年にナスダックがDOTを保有するグレイスケールETFの上場を申請したことは、Polkadotの相互運用可能なアーキテクチャに対する機関投資家の信頼の高まりを裏付けています。この進展は、このプロトコルがWeb3の基盤インフラとして機能する可能性を認識したものです。

単純なブリッジソリューションではなく、真の相互運用性を重視している点が、Polkadot をシングルチェーンネットワークと区別するものです。統一されたセキュリティ保証を維持しながら、多様なユースケースをサポートします。

競争上の優位性

Polkadotの共有セキュリティモデルは、小規模プロジェクトでも個別のネットワーク維持コストをかけずにエンタープライズグレードの保護を提供します。プロトコルは主権を重視しているため、パラチェーンは独立したガバナンスを維持しながら、ネットワーク効果とクロスチェーン通信機能のメリットを享受できます。

他のマルチチェーンソリューションとは異なり、Polkadotは明確な利点を提供します。Ethereum 2.0のシャーディングは計算負荷を共有しますが、真のチェーン主権を欠いています。Cosmosでは各チェーンが独立してセキュリティを確保する必要がありますが、Avalancheのサブネットはデフォルトでセキュリティを共有しません。Polkadotは、共有セキュリティの利点と完全なパラチェーン独立性を組み合わせることで、ブロックチェーンアプリケーションのカスタマイズと接続性の両方を必要とするチームに独自の価値提案を提供します。

コミュニティリソースと開始方法

ドキュメントと学習教材

当学校区の 水玉ウィキ は包括的なリソースハブであり、「Polkadot初心者向け」などのガイドや詳細な技術仕様を提供しています。コミュニティ主導のコンテンツにより、プロトコルの更新や新機能のリリースに合わせてドキュメントが最新の状態に保たれます。

インタラクティブ ツールには、ガバナンス追跡とネットワーク インタラクション用の Polkadot-JS UI に加え、ライブ オンチェーン データ統合用の Algolia 検索機能と React コンポーネントが含まれます。

開発支援と資金

複数のサポート チャネルが開発者とプロジェクトを支援します。

• 技術リソース: GitHub貢献ガイドライン、開発フォーラム、コミュニティフィードバックチャネル
• 教育プログラムDotCodeSchoolは実践的な基盤開発を教え、ブロックチェーンの基礎MOOCは理論的な基礎をカバーしています。
• 財政支援: PALを通じた助成金、報奨金、監査費用の償還は、プロジェクトのセキュリティ基準の立ち上げと維持に役立ちます。

技術ツール、教育リソース、財政支援の組み合わせにより、ブロックチェーンイノベーションのための包括的なエコシステムが構築されます。

結論

Polkadotは、マルチチェーンアーキテクチャ、コミュニティ主導のガバナンス、そして開発者フレンドリーなエコシステムを通じて、Web3の基盤となるレイヤー0インフラとしての地位を確立しています。実証済みの毎秒623,000トランザクション処理能力、XCM v3による高度なクロスチェーンメッセージング、そしてAgile Coretimeによるシンプルな導入を実現するこのプロトコルは、スケーラブルで相互運用性の高いブロックチェーンイノベーションを推進します。

Polkadotの技術設計は、独立性と他のチェーンへの接続性の両方を必要とするアプリケーションに最適です。OpenGovシステムにより、コミュニティがプロトコルの開発を主導し、少数の開発者ではなく分散化された制御を維持できます。

このネットワークは、異なるブロックチェーンを制御権を放棄させることなく接続するという現実的な課題を解決するため、新たなプロジェクト、開発者、機関投資家を惹きつけ続けています。Polkadotは、強固な技術基盤、充実したサポートプログラム、そして透明性のある意思決定により、真に繋がる分散型ウェブに必要なインフラを提供します。

公式訪問 ポルカドットのウェブサイト エコシステムの詳細、開発者リソースへのアクセス、パラチェーンプロジェクトの紹介などをご覧ください。フォローしてください。 @水玉模様 最新のアップデート、技術開発、コミュニティのニュースについては、X をご覧ください。