Virtual Proof-of-Work:革新的な資産配布プロトコル

2017年以降、Web3分野は資産発行の低いハードルの時代に入りました。さまざまなプロジェクトはIDOやICOなどの方法でカスタムトークンやNFTを発行していますが、しばしば強いコントロールや情報の不透明性などの問題があり、頻繁なRugPull現象を引き起こしています。

今日、従来のIDOおよびICOモデルは公平性に関する欠陥が明らかになっています。業界では、新しいプロジェクトのトークン生成時に直面する多くの問題を解決するために、より公平で信頼できる資産発行プロトコルが期待されています。一部の革新プロジェクトは独自の「公平経済モデル」を提案しましたが、大多数は一般的なプロトコルとして普及することができませんでした。

では、どのようなモデルがより公平で信頼できる資産分配方法なのでしょうか？どのようなソリューションが汎用プロトコルになり得るのでしょうか？この記事で紹介するCellulaプロジェクトは、上記の問題を解決するための新しい視点を提供します。このプロジェクトは、仮想的な作業証明(vPOW)を利用して資産分配プロセスを「マイニング化」する、POWを模倣した資産分配レイヤーを実現し、ビットコインを模倣することによってより公平な資産分配のパラダイムを実現します。

Cellulaは多くの人にゲームファイナンスプロジェクトと見なされていますが、そのゲーム内報酬が任意のタイプのTokenに設定できるため、理論的にはCellulaはPOW効果を持つ汎用資産分配プラットフォームとして機能し、Web3資産の発行により広範な展望と想像の余地をもたらすことができます。それは"ビットコインマイニングへのオマージュとしての社会実験"とも呼ばれることがあります。

! Cellula:POWマイニングのためのゲーム化された資産配布プロトコルへのオマージュ

POW & vPOW: 予測不可能な宝くじの抽選

正統なPoW、PoS、またはこの記事で述べるvPoWに関しては、本質的に予測困難な出力結果を生成するアルゴリズムを設定し、その出力結果を通じて「宝くじ抽選」を行うことです。ビットコインマイナーは、ローカルで制約条件を満たすブロックを構築し、ネットワーク内の全ノードに提出してコンセンサスを得る必要があり、そうすることでブロック報酬を得ることができます。制約条件は、構築されたブロックのハッシュが特定の要件を満たすことを求めており、例えばプレフィックスが6つの0であることです。

ブロックハッシュの生成結果が予測しにくいため、条件に合ったブロックを構築するには、入力パラメータを不断に変更してブルートフォースで試行する必要があり、マイナーのハードウェア設備に対する要求が非常に高くなります。

簡潔に言えば、ビットコインのマイニングはSHA-256ハッシュアルゴリズムの予測不可能性を通じて、全ネットワークのマイナーがオンラインで参加する「宝くじ抽選」システムを実現しています。この設計は電力を代償として、参加形式の無許可性を確保しています。

また、PoWはより公平な資産分配方法であり、主流のPoWパブリックチェーンではプロジェクト側のコントロールがPoSパブリックチェーンに比べてはるかに難しいです。多くのPoSパブリックチェーンやICO、IDOのプランでは、プロジェクト側の強いコントロールの事例が数多く存在します。

例えば、Solanaの価格はFTXとSBFの操縦の下、2019年から2021年にかけてほぼ1000倍に急騰しましたが、多くのSolanaの検証ノード運営者はその初期投資家であり、彼らが得たトークンのコストはほぼゼロに近いです。これにより資産分配の公平性が深刻に損なわれました。PoWのプロジェクト側にもコントロールの余地はありますが、その程度はPoSよりもはるかに軽いことが多いです。

問題は、PoWモードが通常、アプリケーション層の資産発行ではなく、基盤となるパブリックチェーンに適用されることです。私たちは、チェーン上で実現可能なソリューションを設計し、PoWの効果をシミュレートできるでしょうか？もし可能であれば、ICO、IDOなどの強力なコントロールプランよりも公平で信頼性の高い資産分配プロトコルを実現できるでしょう。いくつかのゲームシーンを組み合わせることで、面白いゲームファイナンスプロジェクト(を開発できます。もちろん、実際の用途はゲームに限らず、他のプロジェクトにも公平な資産分配ソリューション)を提供できます。

重要なのは、どのようにしてチェーン上の資産発行層でPoWの効果を模擬するかです？Cellulaプロジェクトでは、有名な「コナイのライフゲーム」アルゴリズムを導入することで、チェーン上の仮想的なデジタルエンティティ(に「BitLife」と呼ばれる算力を割り当てます。簡単に言えば、参加者が自分の培養皿で細胞の集団を育てるようなもので、時間が経つにつれて、誰の培養皿に生存する細胞が多いほど、換算された後に得られるマイニング算力が高くなり、マイニング報酬を得る可能性が高くなります。

Cellulaは従来のPoWのハッシュ計算を、別の結果が予測しづらい計算方法に置き換え、「Proof of Work」の「Work」形式を変えました。Cellulaの設計において、重要なのは生存細胞数がより多い培養皿)BitLife(をどのように取得するかです。BitLifeの状態変化を推演するには計算資源を消費する必要があり、本質的にはビットコインマイニングで実行されるハッシュアルゴリズムを康威のライフゲームの特定のアルゴリズムに変えることです。これがvPOW)Virtual POW(と呼ばれています。

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vPOWの核心: コンウェイのライフゲームとBitLife

Cellulaのメカニズム設計を詳しく解説する前に、まずvPOWの最も重要なコアである"コンウェイのライフゲーム"について理解しましょう。これは最初に1950年にフォン・ノイマンが提唱した"セルオートマトン"の概念に遡り、1970年に数学者ジョン・コンウェイが正式に"コンウェイのライフゲーム"を提唱し、アルゴリズムを用いて自然界の生命の進化の法則をシミュレーションしました。

仮に私たちが培養皿を持ち、それを二次元座標に従って多くの小さな格子に分け、次に培養皿に「初期設定」を行い、いくつかの生きた細胞が部分的に格子を占めるようにします。その後、これらの細胞の生死状態は時間と共に進化し、徐々に形態的に複雑な細胞群を呈します。これは本質的に二次元グリッドゲームで、ルールは非常にシンプルです:

• 各細胞には2つの状態があります：生存/死亡、各細胞は周囲の8つのマスの細胞と相互作用を持ちます。
• もしある生存細胞の周囲8マス内に生存細胞が2個未満の場合、その細胞は死亡状態に入ります。
• ある生存細胞の周りに2つまたは3つの生存細胞がある場合、その細胞は生存し続ける。
• ある生存している細胞の周囲に3つ以上の生存している細胞がある場合、その細胞は死亡状態に入ります)過剰な生命数が資源を奪い合う(
• ある死んだ細胞の周りに3つの生存している細胞があると、その細胞は生存状態に変わります)細胞の増殖をシミュレート(

上記のルールに従って、培養皿の細胞状態の初期パターンが与えられると、細胞状態は時間の経過と共に進化し続け、さまざまな結果を生み出します。コンウェイのライフゲームを用いてコンピュータの効果をシミュレートすることさえできます。

例えば、培養皿の中の各細胞の生死は、二進数の0/1に対応し、細胞の初期状態を「入力パラメータ」と見なすことができ、各細胞の生死は入力データを表します。その後、細胞の状態は初期パターンに従って進化を始め、各ラウンドの状態変化は計算プロセスの1ステップの操作に相当し、しばらくの時間が経過した後に得られる状態は「出力」と見なすことができます。

適切な初期パターンを配置することで、コンウェイのライフゲームは何世代もの進化を経た後、特定の結果を出力できます。初期パターンは千変万化であり、その特性を利用して宝くじ抽選の効果をシミュレートできます。制限条件を設定し、各プレイヤーがランダムに初期パターンの一群を選択し、100世代の進化を経て、特定の特徴を満たす結果を出力した培養皿の主が報酬を得る資格を持つことになります。これはビットコインのマイニングの考え方に類似しています。

"システムはまず、どのタイプの出力結果が要件を満たすかを制限し、参加者は与えられたアルゴリズムにランダムな初期値を入力し、要件を満たす出力結果を得ようと試みます"。試みる初期入力パラメータの数が膨大なため、運良く当選するためには大きな努力を払わなければなりません。これがまさにPoWの論理です: マイナーは報酬を得るために一定の作業量を支払わなければなりません。

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Cellulaとコーンウェイのライフゲームの基本的な考え方を理解した後、具体的なデザインの詳細を見ていきましょう。Cellulaは「培養皿」を9*9=81のマスに分け、それぞれのマスの細胞は生/死の2つの状態)に対応します。こうすることで、組み合わせに従い、培養皿内の細胞の初期状態は2^81通りとなり、この数字は1兆の平方に等しくなります。

プレイヤーが行うべきことは、培養皿の初期モード(にパラメーター)を入力して選択することです。BitLifeは培養皿の実体(であり、実際にはNFT)で、81のグリッドが含まれており、それぞれのグリッドには細胞(が配置され、生/死の2つの状態を持つ可能性があります。空いているグリッドは死細胞)に相当します。その後、BitLifeの中で3*3=9の隣接グリッドが1つのBitCellを構成し、各BitLifeは2-9のBitCellから構成されています(。構築されたBitlifeが9個のBitcellに満たない場合、一部の場所は空いており、デフォルトではすべて死細胞)と見なされます。

排列組み合わせに従って、BitCell(3*3のグリッド)には2^9の初期パターンがあり、プレイヤーが行うべきことは、異なるパターンの複数のBitCellをランダムに選択して組み合わせ、BitLifeを構築することです。簡単に言うと、自分の培養皿に初期パターンを適当に見つけることであり、前述のように、異なる初期パターンは合計で2^81種類あり、天文学的な数字です。したがって、参加者に与えられる選択肢は非常に大きく、これはビットコインのマイニングでSHA-256が使用されるシナリオに似ています。

BitLifeの細胞状態はブロック高の増加に伴って変化します。Cellulaは異なるブロック高におけるBitLifeの状態に基づいて計算力を割り当てます。特定のブロック高において、生存する細胞が多いほどBitLifeが持つ計算力は高くなり、これは仮想マイニングマシンを創造したことに相当します。

具体的な例を挙げると、Cellulaの参加者は、オフチェーンでBitLifeの2^81種類の初期パターンを網羅し、各パターンの進化後の状態を予測し、その後、報酬システムの要件を満たすかどうかを確認する必要があります。現在のブロック高が800であると仮定すると、システムは以下の要件を提示します: ブロック高が1000の時、最も生存している細胞数が多いBitLifeが最も多くの報酬を得ることができるため、参加者の目標は非常に明確になります。

ブロック高800の時に、特定のパターンのBitLifeを取得したい。そのパターンのBitLifeは、ブロック高1000の時に他のBitLifeよりも多くの生存細胞を持つことができる。

これがCellulaのコアなプレイスタイルであり、目標は自分で構築するか他者から購入することで、最も採掘報酬を得られる可能性の高いBitLifeを手に入れることです。このモードは、一般の個人投資家や上級個人投資家が自らマイニングマシンを開発できることを許可し、そして自作のマイニングマシンを他者に販売したり、他者のマイニングマシンを購入して採掘することもできるということに相当します。自分でマイニングマシンを作る場合、オフチェーンで異なるモデルのBitLifeの状態進化を推演する必要があり、これには計算リソースが消費されます。他者のマイニングマシンを購入する場合、実際には異なる初期モデルのBitLifeを購入することになり、これらのBitLifeの将来の状態変化を自分で判断する必要があるため、やはりオフチェーンで計算を行わなければなりません。これはCellulaのゲームデザイン全体において非常に興味深いポイントです。

! Cellula:POWマイニングのためのゲーム化された資産配布プロトコルへのオマージュ

ゲームの核心メカニズムを理解した後、他の詳細を見てみましょう: 実際、BitLifeの生きた細胞は初期の99グリッドの外にあふれ出すことができ、生存している細胞の数は99個を大きく超えることができ、境界制限はありません。もしあるBitLifeに含まれる活性細胞の数が増え続けると、その分配される採掘算力もますます高くなりますが、BitLifeの初期モードの選択が不適切で、活性細胞の数が減少し続けると、算力もますます低下します。

システムは5分ごとに一定のマイニング報酬を配布します(ゲーム内ではエネルギーポイント)と呼ばれ、各BitLifeのネットワーク内のハッシュレートのシェアに基づいて配分されます。

Cellulaでは、プレイヤーがBitLifeを合成するプロセスは、新しいマイニングマシンを"製造"するプロセスです。BitLifeの実体はNFTであり、チェーン上でミントされた後、マイニングを開始するために"充電"操作を行う必要があります。単回の充電の有効期限は1日、3日、7日であり、少額の手数料を支払う必要があり、期限が切れた後は再度充電する必要があります。

BitLifeへの充電を促進するために、Cellulaは「充電抽選」機能を設定しました。充電操作を開始するたびに選ばれる可能性があり、いくつかの追加報酬を得ることができます(。この報酬はマイニング報酬とは独立しています)。

! [Cellula:POへのオマージュ]