ポリゴン（MATIC）が採用する最新の技術スタック解説

ポリゴン（MATIC）は、イーサリアムのスケーラビリティ問題を解決するために開発されたレイヤー2ソリューションであり、その基盤となる技術スタックは、高いスループット、低い手数料、そして開発者フレンドリーな環境を実現するために、慎重に選択・設計されています。本稿では、ポリゴンが採用する主要な技術要素を詳細に解説し、そのアーキテクチャと動作原理について深く掘り下げていきます。

1. PlasmaチェーンとProof-of-Stake（PoS）コンセンサス

ポリゴンの初期のアーキテクチャは、Plasmaチェーンに基づいていました。Plasmaは、メインチェーン（イーサリアム）から独立した子チェーンを作成し、トランザクションをオフチェーンで処理することで、メインチェーンの負荷を軽減する技術です。ポリゴンは、Plasmaチェーンのセキュリティと効率性を向上させるために、独自の改良を加えました。具体的には、ValidiumとPlasmaのハイブリッドモデルを採用し、データの可用性を保証するために、コミットメントをイーサリアムに定期的に投稿します。

ポリゴンのコンセンサスメカニズムは、Proof-of-Stake（PoS）を採用しています。PoSは、トランザクションの検証とブロックの生成を、トークンをステーク（預け入れ）したバリデーターに委ねる方式です。これにより、Proof-of-Work（PoW）と比較して、エネルギー消費を大幅に削減し、より環境に優しいブロックチェーンを実現しています。ポリゴンのPoSシステムは、Delegated Proof-of-Stake（DPoS）の要素も取り入れており、MATICトークン保有者は、バリデーターに投票することで、ネットワークのセキュリティとガバナンスに参加できます。

2. Polygon SDKとEVM互換性

ポリゴンの重要な特徴の一つは、Polygon SDK（Software Development Kit）の提供です。Polygon SDKは、開発者が独自のPlasmaチェーンやレイヤー2ソリューションを簡単に構築・展開するためのツールとフレームワークを提供します。SDKは、様々な種類のチェーン（Plasma、Optimistic Rollups、ZK-Rollupsなど）をサポートしており、開発者は自身のニーズに合わせて最適なソリューションを選択できます。

ポリゴンは、EVM（Ethereum Virtual Machine）との互換性を重視しています。EVM互換性により、イーサリアム上で開発されたスマートコントラクトを、ほとんど変更を加えることなくポリゴン上で実行できます。これにより、開発者は既存のイーサリアムエコシステムを活用し、迅速にポリゴンに移行できます。EVM互換性は、ポリゴンの開発者コミュニティの拡大と、様々なDeFi（分散型金融）アプリケーションの導入を促進しています。

3. Optimistic RollupsとZK-Rollups

ポリゴンは、Plasmaチェーンに加えて、Optimistic RollupsとZK-Rollupsといった、より高度なレイヤー2スケーリングソリューションもサポートしています。Optimistic Rollupsは、トランザクションをオフチェーンでまとめて処理し、その結果をメインチェーンに投稿する方式です。トランザクションの有効性に異議申し立て（fraud proof）があれば、そのトランザクションは検証されます。Optimistic Rollupsは、比較的実装が容易であり、高いスループットを実現できます。

ZK-Rollupsは、Zero-Knowledge Proof（ゼロ知識証明）と呼ばれる暗号技術を使用して、トランザクションの有効性を証明する方式です。ZK-Rollupsは、トランザクションの検証に時間がかかりますが、Optimistic Rollupsよりも高いセキュリティを提供します。ポリゴンは、ZK-Rollupsの導入を積極的に進めており、Hermez Networkの買収を通じて、ZK-Rollups技術の強化を図っています。

4. Polygon PoSチェーンのアーキテクチャ

Polygon PoSチェーンは、ポリゴンの主要なスケーリングソリューションであり、そのアーキテクチャは、以下の要素で構成されています。

• Borブロックチェーン: Go言語で実装された、高性能なブロックチェーンエンジンです。
• EVM: イーサリアム仮想マシンであり、スマートコントラクトの実行環境を提供します。
• ネットワーク: ピアツーピア（P2P）ネットワークであり、ノード間の通信を可能にします。
• コンセンサス: Delegated Proof-of-Stake（DPoS）を採用しており、バリデーターがトランザクションの検証とブロックの生成を行います。
• ブリッジ: イーサリアムメインネットとPolygon PoSチェーン間のアセットの移動を可能にします。

Polygon PoSチェーンは、これらの要素が連携することで、高いスループット、低い手数料、そしてEVM互換性を実現しています。また、Polygon PoSチェーンは、様々なDeFiアプリケーションやNFT（非代替性トークン）プロジェクトの基盤として利用されています。

5. Polygon Supernets

Polygon Supernetsは、ポリゴンの最新のスケーリングソリューションであり、開発者が独自のブロックチェーンネットワークを簡単に構築・展開するためのフレームワークです。Supernetsは、様々な種類のコンセンサスメカニズム（PoS、PoW、Proof-of-Authorityなど）をサポートしており、開発者は自身のニーズに合わせて最適なネットワークを選択できます。Supernetsは、特定のアプリケーションやユースケースに特化したブロックチェーンネットワークを構築するのに適しています。

Supernetsは、以下の特徴を備えています。

• カスタマイズ性: 開発者は、ネットワークのパラメータ（ブロックサイズ、ガス料金、コンセンサスメカニズムなど）を自由にカスタマイズできます。
• 相互運用性: Supernetsは、他のSupernetsやPolygon PoSチェーンと相互運用できます。
• セキュリティ: Supernetsは、Polygonネットワークのセキュリティを活用できます。
• スケーラビリティ: Supernetsは、高いスループットと低い手数料を実現できます。

6. Polygon Zero

Polygon Zeroは、ZK-Rollups技術を基盤とした、プライバシー保護に特化したレイヤー2ソリューションです。Polygon Zeroは、Zero-Knowledge Proof（ゼロ知識証明）を使用して、トランザクションの内容を隠蔽し、プライバシーを保護します。Polygon Zeroは、DeFiアプリケーションやサプライチェーン管理など、プライバシーが重要なユースケースに適しています。

Polygon Zeroは、以下の特徴を備えています。

• プライバシー保護: トランザクションの内容を隠蔽し、プライバシーを保護します。
• スケーラビリティ: 高いスループットと低い手数料を実現します。
• EVM互換性: イーサリアム上で開発されたスマートコントラクトを、ほとんど変更を加えることなくPolygon Zero上で実行できます。

7. 今後の展望

ポリゴンは、今後も技術革新を続け、よりスケーラブルで、安全で、そして開発者フレンドリーなブロックチェーンプラットフォームを目指しています。具体的には、ZK-Rollups技術の強化、Supernetsの普及、そしてプライバシー保護技術の開発に注力していく予定です。また、ポリゴンは、他のブロックチェーンネットワークとの相互運用性を高め、Web3エコシステムの発展に貢献していくことを目指しています。

ポリゴンは、単なるスケーリングソリューションではなく、Web3インフラストラクチャの基盤となることを目指しています。そのために、ポリゴンは、開発者、ユーザー、そしてパートナーとの連携を強化し、Web3の未来を創造していくことを目指しています。

まとめ

ポリゴンは、Plasmaチェーン、PoSコンセンサス、Polygon SDK、EVM互換性、Optimistic Rollups、ZK-Rollups、Polygon Supernets、Polygon Zeroなど、様々な技術要素を組み合わせることで、イーサリアムのスケーラビリティ問題を解決し、Web3エコシステムの発展に貢献しています。ポリゴンは、今後も技術革新を続け、よりスケーラブルで、安全で、そして開発者フレンドリーなブロックチェーンプラットフォームを目指していくでしょう。ポリゴンの技術スタックは、ブロックチェーン技術の進化を牽引し、Web3の未来を形作る上で重要な役割を果たすことが期待されます。