【図解】テゾス（XTZ）の仕組みをわかりやすく解説

テゾス（Tezos、XTZ）は、自己修正機能を備えたブロックチェーンプラットフォームです。その革新的なガバナンスシステムと、形式的検証を活用したセキュリティの高さから、近年注目を集めています。本稿では、テゾスの仕組みを、技術的な側面からわかりやすく解説します。

1. テゾスの概要

テゾスは、2017年にローンチされたブロックチェーンであり、その目的は、ブロックチェーン技術の進化における課題、特にガバナンスとアップグレードの難しさを解決することにあります。従来のブロックチェーンでは、プロトコルの変更にはハードフォークが必要となり、コミュニティの合意形成が困難な場合や、ネットワークの分裂を招く可能性がありました。テゾスは、これらの問題を解決するために、オンチェーンガバナンスシステムを導入しました。

テゾスの主要な特徴は以下の通りです。

• 自己修正機能： プロトコルのアップグレードを、コミュニティの投票によって自動的に行うことができます。
• 形式的検証： スマートコントラクトのセキュリティを向上させるために、形式的検証という数学的な手法を活用します。
• 流動性証明（Liquid Proof-of-Stake, LPoS）： エネルギー効率の高いコンセンサスアルゴリズムを採用しています。

2. テゾスのアーキテクチャ

テゾスのアーキテクチャは、大きく分けて以下の層で構成されています。

2.1. ブロックチェーン層

ブロックチェーン層は、テゾスの基盤となる部分であり、トランザクションの記録と検証を行います。テゾスのブロックチェーンは、ブロックと呼ばれる単位で構成されており、各ブロックにはトランザクションデータ、タイムスタンプ、前のブロックへのハッシュ値などが含まれています。これらのブロックが鎖のように繋がっているため、ブロックチェーンと呼ばれます。

2.2. トランザクション層

トランザクション層は、ユーザーがテゾスネットワーク上で実行する操作を処理します。トランザクションには、XTZの送金、スマートコントラクトの実行などが含まれます。トランザクションは、署名によって認証され、ネットワークにブロードキャストされます。

2.3. コンセンサス層

コンセンサス層は、トランザクションの有効性を検証し、ブロックチェーンに新しいブロックを追加する役割を担います。テゾスは、流動性証明（LPoS）と呼ばれるコンセンサスアルゴリズムを採用しています。LPoSでは、XTZを保有するユーザー（ベイカー）が、XTZを預け入れる（ステーキング）ことで、ブロックの生成に参加する権利を得ます。ベイカーは、ブロックを生成するたびに報酬を得ることができます。

2.4. ガバナンス層

ガバナンス層は、テゾスのプロトコルをアップグレードするための提案と投票を管理します。テゾスのガバナンスシステムは、以下のサイクルで動作します。

1. 提案： 誰でもプロトコルの変更を提案することができます。
2. 投票期間： 提案された変更について、XTZを保有するユーザーが投票を行います。投票には、賛成、反対、棄権の3つの選択肢があります。
3. 承認： 一定の条件を満たすと、提案は承認されます。
4. 適用： 承認された変更は、自動的にテゾスネットワークに適用されます。

3. テゾスの技術的な詳細

3.1. Michelson

Michelsonは、テゾス上でスマートコントラクトを記述するための専用のプログラミング言語です。Michelsonは、スタックベースの言語であり、形式的検証に適しています。これにより、スマートコントラクトのセキュリティを向上させることができます。

3.2. 形式的検証

形式的検証は、数学的な手法を用いて、スマートコントラクトの動作が仕様通りであることを証明するプロセスです。テゾスは、形式的検証を積極的に推進しており、スマートコントラクトの開発者は、形式的検証ツールを使用して、コントラクトのバグや脆弱性を検出することができます。

3.3. サイクル

テゾスでは、ブロックチェーンの進化を管理するために、「サイクル」という概念を導入しています。各サイクルは、一定期間（通常は数ヶ月）で構成され、各サイクルの終わりにプロトコルのアップグレードが行われます。サイクルは、ガバナンスシステムによって制御されます。

3.4. ベイカーとエンダー

テゾスのLPoSコンセンサスアルゴリズムでは、ベイカーとエンダーという2種類のノードが存在します。

• ベイカー： ブロックを生成し、トランザクションを検証する役割を担います。ベイカーは、XTZを預け入れることで、ブロック生成に参加する権利を得ます。
• エンダー： ベイカーが生成したブロックを承認する役割を担います。エンダーは、ベイカーの行動を監視し、不正なブロックを拒否することができます。

4. テゾスの利点と課題

4.1. 利点

• 自己修正機能： プロトコルのアップグレードが容易であり、ブロックチェーン技術の進化に対応することができます。
• セキュリティ： 形式的検証を活用することで、スマートコントラクトのセキュリティを向上させることができます。
• エネルギー効率： LPoSコンセンサスアルゴリズムを採用することで、エネルギー消費を抑えることができます。
• ガバナンス： コミュニティ主導のガバナンスシステムにより、ネットワークの透明性と公平性を高めることができます。

4.2. 課題

• 複雑性： テゾスのアーキテクチャは複雑であり、理解が難しい場合があります。
• ガバナンスの遅延： ガバナンスプロセスには時間がかかる場合があり、迅速な意思決定が難しい場合があります。
• ベイカーの集中化： 一部のベイカーに権力が集中する可能性があります。

5. まとめ

テゾスは、自己修正機能を備えた革新的なブロックチェーンプラットフォームです。そのガバナンスシステムとセキュリティの高さから、ブロックチェーン技術の未来を担う可能性を秘めています。本稿では、テゾスの仕組みを、技術的な側面から詳細に解説しました。テゾスの理解を深めることで、ブロックチェーン技術の可能性をさらに広げることができるでしょう。