第一原理思考とは?

第一原理思考とは、概念の最も基本的な条件に戻り、それを注文で分析するための構成要素に分解して、目標を達成するための最適な道筋を発見するアプローチを指します。この原則は古代ギリシャの哲学者アリストテレスに由来し、イーロンマスクの支持により広く認識されました。この原理は、東洋哲学の「タオ」にも似ています。

USCマーシャルビジネススクールでの2014年の卒業式で、イーロンマスクは第一原則に基づく意思決定へのアプローチについて話しました

「物理学の視点から問題を考えるアプローチであることは、皆さんによく知られているかもしれませんが、第一の原則は類推を避けることです。物事を視覚化できる最も基本的な要素に分解し、そこから推論します。これは、何かが理にかなっているかどうかを判断するための良い方法です。この考え方は簡単ではなく、エネルギー的に要求が厳しいものです。しかし、知識の革新を目指すなら、これが最も効果的な思考方法です。物理学者はこのフレームワークを開発し、量子力学などの直感に反する概念を発見するためにそれらをリーディングしました。つまり、これは強力で非常に効果的なアプローチなのです。いずれにせよ、できる限りそうするように努力してください。」

イーロンマスクは、空気圧チューブを例にとり、比較または経験的思考で新しい列車製品を設計する場合、ほとんどの人は、より強力な推進力やより優れた空気力学などの既存の機能を強化することを検討します。ただし、第一原理を使用して製品要件を分析する場合は、A地点からB地点に大量の貨物を輸送するという輸送ツールの基本的な目的に戻る必要があります。これは、列車やその他の輸送車両を作成する当初の目標であり、それらをアップグレードするのに必ずしも機関車は必要ありません。マスクは、第一原理を指針として、空気圧チューブに磁気浮上と低真空を利用することを提案しています。

ブロックチェーンにおける第一原理

思考 ブロックチェーンの第一原理的思考とは?

Xiao Feng博士は、2024 Hong Kong Web3 Festivalの閉会の挨拶で、ブロックチェーンの第一原理は新しい会計方法であると述べました

「2009年に分散型台帳(DLT)として登場したブロックチェーンは、デジタル価値とネットワーク価値を記録します。プライベート台帳にはロングせず、全員が貢献し、すべての利害関係者が同じ帳簿に記録する、グローバルで公開された透明性の高い台帳です。これがブロックチェーンの根幹をなす原則であり、オープンで透明性の高い「グローバル公開台帳」であり、すべてのWeb3イノベーションはこの原則に基づいています。

私はXiao Feng博士の見解に同意し、それに基づいてブロックチェーンの本質を拡張します。

分解すると、「ブロックチェーン」という用語はブロックとチェーンで構成されています。ブロックチェーンの第一原理が会計方法であることを考えると、ブロックチェーンとチェーンは本当に不可欠ですか?

質問に対処する前に、まず、分散型台帳としてのビットコインがブロックとチェーンを必要とする理由を理解しましょう。

ビットコインでは、ブロックは台帳のページに似た一連の取引情報を含むデジタルレコードです。ハッシュ値は、ハッシュ関数を使用して計算できます。このハッシュ値の特徴は、ブロックと同じくらいロング 内容が少し変わると、ハッシュ値が違ってきます。各ブロックには前のブロックのハッシュが組み込まれており、基本的にN + 1ブロックの最初のエントリがNブロックから派生したハッシュであるチェーンとして機能し、変更不可能なチェーン構造になります。

ビットコインでは、同期された台帳を維持するメカニズムは、プルーフオブワーク(PoW)コンセンサスアルゴリズムです。ビットコインネットワークでトランザクションが発生すると、メンプールに一時的に保存されます。次に、マイナーはメンプールからトランザクションのグループを選択して、新しいブロックの作成を試みます。これを行うために、マイナーはランダムなシーケンス内で特定の数値を検索し、それをブロックのデータと組み合わせて、ネットワークの難易度ターゲットを満たすハッシュ値を生成します。このプロセスは「マイニング」と呼ばれ、有効なハッシュを最初に計算したマイナーは、トランザクションを記録する権利、つまりブロックを「マイニング」する権利を獲得します。難易度の目標は、2016ブロックごと(約2週間ごと)に調整された動的な値であり、ビットコインの平均ブロックタイムが約10分にとどまるようにします。

ブロックとチェーンはビットコインの基本的なコンポーネントであり、PoWは分散型台帳機能を可能にするコンセンサスメカニズムです。 しかし、分散型台帳の核となるのは、単一トランザクションのコンセンサスなどの代替方法で分散化を実現でき、構造は有向非巡回グラフ(DAG)のように非線形にすることができます。したがって、ブロックとチェーンは本質的に必要ではありません。むしろ、「ブロックチェーン」という用語は深く根付いており、ビットコイン、イーサリアム、ソラナなどに代表される分散型台帳の口語的な名前として機能しています。

結局のところ、ビットコインは2009年にさかのぼり、ブロックチェーンの研究が進化し続けるにつれて、ほとんどのブロックチェーンは依然として従来の「ブロック+チェーン」パラダイムを順守していますが、現在、独自のデータ構造とコンセンサスメカニズムを備えたコア分散型会計問題から逸脱した、第一原理に基づいたブロックチェーン設計がいくつかあります。この記事では、Sui と Arweave AO を例に説明します。

Sui: 水の道

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Suiは、Facebook(現Meta)の解散したDiemおよびNoviプロジェクトに由来するコアチームを擁する、第一原則に基づいて構築されたLayer1です。「Sui」という名前は、日本語で「水」を意味する言葉に由来しており、ブランドアイデンティティにも反映されています。

Suiは、すべてのトランザクションがオブジェクトを入力として受け取り、新しいオブジェクトまたは変更されたオブジェクトを出力として生成し、独立したオブジェクトがトランザクションを並行して処理できるようにするオブジェクトベースのデータモデルを使用して、Sui Moveを使用してスマートコントラクトを作成します。

Sui Moveでは、すべてのスマートコントラクトは関数と構造体で構成されるモジュールです。構造体は関数内でインスタンス化され、関数呼び出しを介して他のモジュールに渡すことができます。構造体のランタイム ストレージ インスタンスはオブジェクトとして扱われ、Sui では所有者オブジェクト、共有オブジェクト、不変オブジェクトの 3 つの異なる種類のオブジェクトがあります。

Suiにはブロックがなく、トランザクションを個別に検証し、トランザクションがSuiによって順序付けられて検証されるかどうかは、トランザクション内のオブジェクトが共有されているかどうかによって異なります。

共有オブジェクトを伴わない単純なトランザクションでは、SuiはFastPayの設計に触発された軽量アルゴリズムを採用し、トランザクションの普及にビザンチン・コンシステント・ブロードキャスト(BCB)を活用しています。 クライアントは、Suiのすべてのバリデータにトランザクションをブロードキャストし、バリデータのステークに基づいて投票を収集し、証明書を生成してから、証明書をバリデータに再ブロードキャストします。バリデーターが証明書を受け取ると、トランザクションを直接実行できます。

複雑なトランザクションとして知られる共有オブジェクトを含むトランザクションが発生する場合、SuiはNarwhal & Bullsharkコンセンサスメカニズムを採用します。 Narwhalは、トランザクションの可用性を確保する責任があるメンプールモジュールです。ラウンドベースの方法で動作する各ラウンドは、トランザクションの分散(他のノードとの同期)と検証(他のノードからの投票の収集)の2つのステップで構成されます。複数のラウンドの後、トランザクションは DAG を形成します。Bullsharkは、NarwhalのDAG内のトランザクションのソートを処理するコンセンサスモジュールです。

Suiは、トランザクションの伝播とコンセンサスにDAGを活用することで、トランザクションのレイテンシーを短縮し、通信中のネットワークオーバーヘッドを削減します。さらに、履歴情報の整合性と注文を維持するために、Suiは別のプロセスでトランザクションをチェックポイントとして分類し、線形にリンクし、履歴データを保存およびアクセスするための従来のブロックチェーンと同様の構造を提供します。

実際には、Suiのデータ構造は従来のブロックチェーンとは根本的に異なり、Suiのトランザクションはグループ化され、チェックポイントで最終と見なされますが、従来のブロックチェーンは、まだ決定的に確定していないトランザクションをブロックにグループ化します。

Arweave AO: The Tao of Sky

水にはさまざまな形がありますが、それでも目に見える存在感があります。同様に、Suiは従来のブロックチェーンのコンセンサスメカニズムを保持し、最終的にはトランザクションデータをブロックとチェーンという使い慣れたブロックチェーン構造に整理します。対照的に、Arweave AOは従来のブロックチェーンのパラダイムを完全に覆し、ブロック、チェーン、コンセンサスを回避します。比喩的に言えば、Arweave AOは、この点で水よりも空(日本語ではソラ)に似ています。

AOは、Arweaveをベースにした分散型のアクター指向コンピューティングシステムです。その第一の原則は、分散型台帳を構築することではなく、アプリケーションとオペレーティングシステムの関係に似た分散型コンピューティングシステムを構築することです。

コンピューティングシステムの問題は、ストレージ、コンピューティング、通信に分けることができ、これらはすべてWeb2で確立された分散型ソリューションを持っています。課題は分散化にあります。1つのアプローチは、分散型ストレージネットワーク、分散型コンピューティングネットワーク、および分散型通信ネットワークを個別に構築することであり、これは本質的に、イーサリアムの共同創設者であるGavin Woodが2014年に提案した分散型テクノロジーアーキテクチャの背後にある考え方です。このアーキテクチャでは、イーサリアム(スマートコントラクト)が分散型計算コンポーネントを処理し、Swarmが分散型ストレージを担当し、Whisperが分散型通信を処理します。

AOも3つのユニットで構成されています

• メッセンジャーユニット:メッセージ取引所、計算ユニットへの情報伝達、出力結果の派生調整を担当
• スケジューラユニット:スケジューリング、メッセージのソート、Arweaveへのメッセージのアップロードを担当
• コンピューティングユニット:計算の実行とArweaveへの結果のアップロードを担当します。

AO上のプロセスは一連のユニットで構成されており、各ユニットは水平方向にスケーラブルなサブネットとして機能し、高性能コンピューティングのために多数のトランザクションを同時に実行できます。ただし、各ユニット自体は分散型ネットワークではありません。実際、真の分散化は、AOのアーキテクチャ内の基盤となるストレージネットワークであるArweaveにのみ存在します。

AO上のプロセスは、検証可能なホログラフィックデータをArweaveに安全にアップロードし、ストレージベースのコンセンサスパラダイム(SCP)の下で効果的に動作するホログラムからプロセスを回復する機能を確保します。この原則は、保存された情報が不変であるのと同じくらいロングであり、その上のすべてのトランザクションが追跡可能であり、アプリケーションが計算される場所に関係なく、同じ結果が得られることを示しています。

AOはコンセンサスメカニズムを欠いていますが、SCPを利用することで、計算層とストレージ層を分離し、従来のモデルで計算層を維持しながら、ストレージ層を恒久的に分散化します。その結果、AOでの計算のスケーラビリティに制限はなく、EVM、WASM、MoveなどのVMでブロックチェーン台帳に基づくサービスを可能にし、既存のWeb2サービスをAO上の分散型バージョンとして再作成することもできます。

概要

第一原理とは、物事の本質を物理学の視点から考え、その核心から上に向かって設計することです。SuiとArweave AOは第一原理から派生したブロックチェーン設計ですが、その本質は異なるため、アーキテクチャはまったく異なるものです。

Suiは本質的に分散型台帳サービスであり、ソラナのような高性能レイヤー1プラットフォームと競合します。したがって、Suiは、「より高速な台帳サービス」を中心としたオブジェクト指向のデータモデルで設計されており、デュアルコンセンサスメカニズムと状態ベースのアクセスを利用した並列トランザクション実行を組み込んでおり、スケーラビリティ、レイテンシーの低減、および手数料が向上しています。これにより、開発者はSui Moveのスマートコントラクトに基づくアプリケーションを迅速かつコスト効率よく作成できます。

Arweave AOは、基本的に分散型コンピューティングシステム、または分散型クラウドサービスであり、台帳サービスを実行するためのインフラストラクチャです。その結果、AOはオフチェーンコンピューティングとオンチェーンストレージを伴うSCPを導入し、大規模な並列計算機の接続および協調操作を可能にします。ユーザーエクスペリエンスは従来のクラウドサービスによく似ていますが、分散型コンピューティングシステムによって支えられています。

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