ポリゴン（MATIC）で利用される独自プロトコル

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のスケーリングソリューションです。その基盤となる独自プロトコル群は、高速かつ低コストなトランザクションを実現し、DeFi（分散型金融）やNFT（非代替性トークン）などのアプリケーションの普及を促進しています。本稿では、ポリゴンで利用される主要な独自プロトコルについて、その技術的な詳細、相互関係、そして今後の展望を含めて詳細に解説します。

1. Plasmaチェーン

ポリゴンの初期の基盤技術として採用されたのが、Plasmaチェーンです。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。ポリゴンにおけるPlasmaチェーンは、PoS（Proof of Stake）コンセンサスアルゴリズムを採用しており、Validatorと呼ばれるノード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。Plasmaチェーンの主な特徴は、以下の通りです。

• オフチェーン処理: トランザクションの大部分をオフチェーンで処理することで、メインチェーンのガス代を削減し、トランザクション速度を向上させます。
• PoSコンセンサス: Validatorによるトランザクション検証とブロック生成により、セキュリティを確保します。
• Exitゲーム: ユーザーがPlasmaチェーンから資産を引き出す際に、不正なトランザクションを検出し、解決するためのメカニズムを提供します。

しかし、Plasmaチェーンには、資金の引き出しに時間がかかる、複雑なExitゲームの管理が必要などの課題も存在します。これらの課題を克服するために、ポリゴンはPlasmaチェーンに加えて、他のスケーリングソリューションの開発を進めてきました。

2. PoSコミットチェーン

Plasmaチェーンの課題を克服するために開発されたのが、PoSコミットチェーンです。PoSコミットチェーンは、Plasmaチェーンと同様にオフチェーンでトランザクションを処理しますが、トランザクションの検証とブロックの生成に、より効率的なコンセンサスアルゴリズムを採用しています。PoSコミットチェーンの主な特徴は、以下の通りです。

• 高速なファイナリティ: トランザクションの確定時間が短く、迅速な取引を実現します。
• 簡素化されたExitゲーム: Plasmaチェーンと比較して、Exitゲームのプロセスが簡素化されています。
• 互換性: イーサリアム仮想マシン（EVM）との互換性があり、既存のスマートコントラクトを容易に移植できます。

PoSコミットチェーンは、Plasmaチェーンよりも高速かつ効率的なトランザクション処理が可能であり、ポリゴンの主要なスケーリングソリューションとして採用されています。現在、ポリゴンネットワークの大部分は、PoSコミットチェーン上で動作しています。

3. Validium

Validiumは、ZK-Rollups技術を利用したレイヤー2のスケーリングソリューションです。ZK-Rollupsは、複数のトランザクションをまとめてオフチェーンで処理し、その結果を有効性証明（Validity Proof）とともにメインチェーンに記録することで、メインチェーンの負荷を軽減する技術です。Validiumの主な特徴は、以下の通りです。

• 高いスケーラビリティ: 多数のトランザクションをまとめて処理することで、高いスケーラビリティを実現します。
• 低コスト: メインチェーンへのデータ公開量を削減することで、トランザクションコストを低減します。
• セキュリティ: 有効性証明により、不正なトランザクションを検出できます。

Validiumは、データ可用性（Data Availability）を外部に委託するため、セキュリティ面でPlasmaチェーンよりも高い信頼性を実現できます。ポリゴンは、ValidiumをDeFiやNFTなどのアプリケーションのスケーリングに活用しています。

4. zkEVM

ポリゴンは、EVMとの完全な互換性を実現するために、zkEVMの開発を進めています。zkEVMは、Zero-Knowledge Proof（ゼロ知識証明）技術を利用して、EVMと同等の機能をレイヤー2で実現する技術です。zkEVMの主な特徴は、以下の通りです。

• EVM互換性: 既存のEVMベースのアプリケーションをそのままzkEVM上で動作させることができます。
• 高いスケーラビリティ: ZK-Rollups技術により、高いスケーラビリティを実現します。
• セキュリティ: ゼロ知識証明により、高いセキュリティを確保します。

zkEVMは、ポリゴンのスケーラビリティと互換性をさらに向上させ、より多くの開発者とユーザーをポリゴンネットワークに引き付けることが期待されています。現在、ポリゴンは、zkEVMの開発を積極的に進めており、テストネットの公開やメインネットへのローンチを計画しています。

5. Polygon Supernets

Polygon Supernetsは、アプリケーション固有のブロックチェーンを簡単に構築できるフレームワークです。Supernetsは、Validium、ZK-Rollups、Optimistic Rollupsなど、様々なレイヤー2技術を利用して構築できます。Supernetsの主な特徴は、以下の通りです。

• カスタマイズ性: アプリケーションの要件に合わせて、ブロックチェーンのパラメータをカスタマイズできます。
• スケーラビリティ: 様々なレイヤー2技術を利用することで、高いスケーラビリティを実現します。
• セキュリティ: 選択したレイヤー2技術に応じて、セキュリティレベルを調整できます。

Supernetsは、特定のアプリケーションに特化したブロックチェーンを構築したい開発者にとって、非常に魅力的な選択肢となります。ポリゴンは、Supernetsを通じて、Web3エコシステムの多様性を促進することを目指しています。

6. プロトコル間の相互運用性

ポリゴンは、Plasmaチェーン、PoSコミットチェーン、Validium、zkEVM、Supernetsなど、複数の独自プロトコルを統合し、相互運用性を高めることを目指しています。これらのプロトコル間の相互運用性を実現するために、ポリゴンは、ブリッジ技術やクロスチェーン通信プロトコルを開発しています。ブリッジ技術は、異なるブロックチェーン間で資産を移動させるための技術であり、クロスチェーン通信プロトコルは、異なるブロックチェーン間でデータを交換するための技術です。ポリゴンは、これらの技術を通じて、異なるプロトコル上で動作するアプリケーション間の連携を促進し、よりシームレスなユーザーエクスペリエンスを提供することを目指しています。

7. 今後の展望

ポリゴンは、今後もスケーラビリティの向上と互換性の拡大を目指し、独自プロトコルの開発と改善を継続していく予定です。特に、zkEVMの開発は、ポリゴンの将来にとって非常に重要なプロジェクトであり、その成功は、ポリゴンがイーサリアムのスケーラビリティ問題を解決するための主要なソリューションとしての地位を確立する上で不可欠です。また、Supernetsの普及も、ポリゴンエコシステムの多様性を促進し、より多くの開発者とユーザーをポリゴンネットワークに引き付ける上で重要な役割を果たすと考えられます。ポリゴンは、これらの取り組みを通じて、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にとどまらず、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、独自プロトコルの開発と改善、そしてエコシステムの拡大に注力し、Web3の未来を創造していくでしょう。

まとめ

ポリゴンは、Plasmaチェーン、PoSコミットチェーン、Validium、zkEVM、Polygon Supernetsなど、多様な独自プロトコル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。これらのプロトコルは、それぞれ異なる特徴と利点を持っており、特定のアプリケーションやユースケースに最適化されています。ポリゴンは、今後もこれらのプロトコルの開発と改善を継続し、より高速かつ低コストで安全なWeb3体験を提供していくでしょう。ポリゴンの技術的な進化は、DeFi、NFT、GameFiなどの分野における新たな可能性を切り開き、Web3の普及を加速させる原動力となることが期待されます。