アクセスクレジット：DAG台帳への新しいアプローチ

分散型台帳、ブロックチェーンって呼ばれるやつは、中央の権威を信じなくても情報をシェアする方法を変えたんだ。伝統的なブロックチェーンの改善に注目してる人も多いけど、スケーラビリティや高い手数料、遅い取引時間にはまだまだ苦しんでる。今は、ブロックを作るリーダーがいない新しいタイプの台帳、方向性非循環グラフ（DAG）に注目するプロジェクトが増えてる。リーダーレスなシステムは、パフォーマンスが良くて柔軟性が高いって言われてるけど、取引の承認方法に関しては独自の課題がある。

リーダーレスDAGの主な課題のひとつは、誰が台帳に書き込みできるかを管理することだ。伝統的なブロックチェーンでは、ユーザーが自分の取引を含めるために手数料を払うから、競争が生まれて高い手数料につながる。一方で、リーダーレスなデザインでは、複数の取引が同時に行われるから、手数料ベースのアクセスは難しい。手数料の代わりに新しいアイデアが提案されてる：アクセスクレジット。

アクセスクレジットは、ユーザーが持ってるトークンやネットワークへの参加に基づいて生成される。ユーザーはこのクレジットを使って新しいブロックを作ったり、台帳上で他のアクションを行ったりする。このシステムは、高い手数料を必要としない一方で、誰が台帳を変更できるかを規制することを目的としている。

#背景

#伝統的なブロックチェーンの限界

ビットコインやイーサリアムといった伝統的なブロックチェーンには深刻な限界がある。処理できる取引数は限られてるし、需要が増えるとユーザーは取引を処理するために多くの費用を払うことになる。これがしばしば高い手数料とネットワークへの不平等なアクセスにつながる。

これらのシステムを良くしようとする試みには、ライトニングネットワークやレイヤー2ソリューションなどの技術が含まれてる。でも、これらの多くはブロックを作るためにリーダーに頼っていて、検閲やユーザーの不平等な扱いといった問題を引き起こす可能性がある。

#DAGとは？

DAGは従来のブロックチェーンとは違う。ブロックを一列に繋げるのではなく、複数のブロックが同時に存在することができる。このおかげで、取引は並行して処理できるから、速度と効率が向上する。このデザインは、高い手数料なしでより多くの取引をサポートする。

#なぜリーダーレスモデル？

リーダーレスモデルでは、全てのユーザーがリーダーの承認を待たずに台帳に書き込むチャンスがある。このアプローチは、アクセスのしやすさを高め、検閲のリスクを減少させる。でも、書き込みアクセスの管理が複雑になるから、そこにアクセスクレジットが必要になる。

#アクセスクレジット：書き込みを管理する新しい方法

アクセスクレジットのアイデアはシンプルだ。手数料を払う代わりに、ユーザーは持っているトークンやネットワークへの貢献に基づいてクレジットを得る。これらのクレジットを使って新しいブロックを作ったり、システム内の他の活動に使ったりする。

アクセスクレジットの重要な要素は：

1. 生成：ユーザーがトークンを保持し使用することでクレジットがパッシブに生成される。
2. 消費：ユーザーはこのクレジットを使ってデータを台帳に書き込む。
3. 手数料不要：このモデルは手数料を必要としないから、ユーザーにとってよりアクセスしやすい。

#アクセスクレジットを使う理由

アクセスクレジットを使うことでいくつかの重要な利点がある：

1. トークン手数料なし：ユーザーは高い手数料を払わなくていいから、みんなが参加しやすくなる。
2. 検閲耐性：中央のリーダーがいないから、有力ユーザーによる検閲や操作のリスクが少ない。
3. 効率性：取引の並行処理により、台帳の迅速な更新が可能になる。

#アクセスクレジットの実装

#誰が台帳にアクセスできる？

提案されたシステムでは、ユーザーはトークンとアクセスクレジットを保持できるアカウントに分類される。これらのアカウントはブロックを発行できる、システムの基本単位だ。各ブロックは台帳を変更する情報を持っていて、これらのブロックは台帳の履歴との接続を維持するために以前のブロックを参照しなきゃいけない。

#ノードの役割

ノードは、台帳を更新するための物理的なマシンだ。彼らは協力して、全てのユーザーが最新の情報を持つようにする。伝統的なブロックチェーンとは違って、ブロック作成者が共通のプールから取引を集める必要がなく、DAGシステムのノードは並行してブロックを処理できる。

#ブロックの作り方

アカウントは、どれだけのアクセスクレジットを使うかを決めながらブロックを作成する。ノードとコミュニケーションを取りながら、現在のネットワークトラフィックを把握し、クレジットの消費を調整する。ネットワークが混雑している時は、ユーザーは早く自分のブロックを処理してもらうために、もっとクレジットを使いたくなる。逆に、静かな時には、少ないクレジットを使うかもしれない。

#アクセス制御メカニズム

アクセス制御システムの主な目的は、どのブロックが台帳に追加されることが許可されるかを決めることだ。ユーザーが手数料を払うのではなく、アクセスクレジットの消費量とブロックに必要な作業に基づく優先度スコアを使用する。優先度スコアが高いブロックが最初に処理される。

#シミュレーション結果

#シングルノードテスト

アクセス制御メカニズムの効果を評価するために、シングルノード環境でシミュレーションを行った。興奮的、貪欲な、ギャンブラー戦略など、さまざまなクレジット消費戦略が試された。

• せっかちなユーザー：このユーザーたちはブロックを作るたびに全てのクレジットを使ってしまって、忙しい時には過剰消費になることが多い。
• 貪欲なユーザー：このユーザーたちはキューにある最大のクレジット消費を見て、それに応じて支出を調整する。この戦略は手数料を下げることができるけど、混雑時にはまだ変動があるかもしれない。
• ギャンブラーユーザー：このユーザーたちはキューにある上位のブロックからランダムにクレジット量を選ぶから、不安定になる。

#結果

異なるユーザーの行動の下で、アクセスクレジットの消費は安定していて、高い需要があっても問題なかった。アクセス制御システムは、複数のノードで書き込みアクセスを効果的に管理した。

#マルチノードテスト

よりリアルなDAG環境をシミュレーションするために、複数のノードを接続してどう相互作用するかを見た。この設定では、ブロック生成率が変わり、ノード同士がコミュニケーションを取ることで、ブロックがタイムリーに処理されることを保証した。

マルチノードテストでも、アクセスクレジットが書き込みアクセスを効果的に管理できることが確認され、実世界の実装に対する期待を示した。

#課題と今後の取り組み

#経済的インセンティブ

アクセスクレジットは手数料なしで書き込みアクセスを管理する方法を提供するけど、ユーザーが余ったクレジットを売買できるマーケットプレイスを作ることが大事だ。このマーケットはネットワークの利用と持続可能性を促進するだろう。

#クレジットの過剰蓄積の制限

一つの問題は、ユーザーが無制限にアクセスクレジットを蓄積できることで、ネットワークにスパムが発生する可能性がある。これを避けるために、クレジット生成を遅くするメカニズムを実装することで、ユーザーがクレジットを使うことを促すことができる。

#負のバランスの処理

ネットワークの遅延や悪意ある行動によって、負のアクセスクレジットバランスが発生することがある。これらの状況を効果的に処理する戦略が必要で、システム内の信頼を維持する。

#結論

提案されたリーダーレスDAGベースの分散台帳のためのアクセスクレジットシステムは、高い手数料なしで書き込みアクセスを管理する上で大きな一歩を示している。ユーザーが持つトークンを活用することで、より公平で効率的なシステムを構築できる。

シミュレーションは、アクセ制御メカニズムが異なるユーザーの行動でも安定性を維持できることを示した。さらに研究と改善が進めば、リーダーレスDAGの効果的な管理のための基盤が築かれ、将来的により広範な採用と革新的なアプリケーションにつながるだろう。