Algorand

Algorandは、MITの教授であるSilvio Micaliが2017年に設立した^[2][3]。Algorand は、Algorand財団とAlgorand Incから構成される。Algorand財団は、エコシステムの成長、賞金、暗号研究プリミティブ、オンチェーンガバナンス、ノードを含むAlgorandネットワークの分散化などを管理する。Algorandプロトコルのコア開発は、ボストンに拠点を置く民間企業であるAlgorand Inc.が行う。

2019年4月にAlgorandのテストネットワークが公開され^[4]、 2019年6月にメインネットワークを公開した^[5]。

Algorandは、「ブロックチェーンのトリレンマ」、すなわち、どのようなブロックチェーンシステムも、分散化、スケーラビリティ、セキュリティという3つの望ましい特性のうち、せいぜい2つしか持ち得ないという主張を解決することを目的とする^[6]。

Algorandは、proof-of-stakeを活用したビザンチン合意プロトコルを採用する^[7][8]。

Algorandのコンセンサスは、ブロックの提案、確認、ブロックチェーンへの書き込みの3つのステップが必要である。

最初のフェーズ（ブロック提案フェーズ）では、プルーフ・オブ・ステーク（Proof of stake）の原則を用いる。このフェーズでは、システム内のユーザーの委員会が、新しいブロックを提案するために、重み付けをしながらもランダムに選択される。委員会の選出は「暗号ソート」と呼ばれるプロセスで行われ、各ユーザーはローカルで検証可能ランダム関数（VRF）を実行することで自分が委員会のメンバーであるかどうかを判断する。VRFがそのユーザが選ばれたことを示す場合、VRFはそのユーザが委員会に参加していることを検証するために使用できる暗号的な証明を返す。あるユーザーが委員会に参加する可能性は、そのユーザーが保有するALGOの数に影響される^[6][9][10]。

ブロック選定委員に選ばれたユーザーは、ブロック案を作成し、ネットワークに公開し、第2フェーズでレビュー/分析を受けることができる。ユーザは、提案するブロックにVRFの暗号証明書を添付し、委員会メンバーであることを証明する^[10]。

第二段階（ブロック確定段階）では、ビザンチン合意プロトコルを用いて、提案されたブロックの投票を行う。この第2フェーズでは、暗号ソートにより新たな委員会が形成される。ユーザは、自分がこの第2段階の投票委員会に入っていると判断すると、受け取った提案ブロックを分析し（第1段階の委員会メンバーの検証を含む）、いずれかのブロックを採用すべきかどうかを投票する。投票委員会が新しいブロックについてコンセンサスを得た場合、その新しいブロックはネットワーク上に広められる^[6][7][8]。

Algorandコンセンサスアルゴリズムでは、フェーズが実行されるたびに、両方の委員会のメンバーシップが変更される。これにより、攻撃者はどのユーザーが委員会に入るかを事前に知ることができないため、標的型攻撃からユーザーを保護が可能である^[6]。異なる2つのAlgorandブロックが同じラウンドでコンセンサスに達することはできない^[11][12] 。

Algorand上のスマートコントラクトはASC1（Algorand Smart Contracts）と呼ばれる^[13]。

1. ↑ “アルゴランド（ALGO）｜投資情報・リアルタイム価格チャート”. CoinPost｜仮想通貨ビットコインニュース・投資情報. 2022年9月6日閲覧。
2. ↑ Zhao, Helen (2018年2月23日). “Bitcoin and blockchain consume an exorbitant amount of energy. These engineers are trying to change that” (英語). CNBC. 2021年4月3日閲覧。
3. ↑ “MIT professor debuts high-speed blockchain payments platform Algorand” (英語). VentureBeat (2018年2月15日). 2021年4月3日閲覧。
4. ↑ “Algo VC Fund Raises $200M to Fast-Track Its Own Cryptocurrency”. www.bizjournals.com. 2021年4月3日閲覧。
5. ↑ “Bahrain's Shariah Review Bureau Certifies Blockchain Firm Algorand As Shariah Compliant” (英語). Crowdfund Insider (2019年10月23日). 2021年4月3日閲覧。
6. 1 2 3 4 Lepore, Cristian; Ceria, Michela; Visconti, Andrea; Rao, Udai Pratap; Shah, Kaushal Arvindbhai; Zanolini, Luca (14 October 2020). “A Survey on Blockchain Consensus with a Performance Comparison of PoW, PoS and Pure PoS” (英語). Mathematics 8 (10): 1782. doi:10.3390/math8101782. 
7. 1 2 Xiao, Y.; Zhang, N.; Lou, W.; Hou, Y. T. (28 January 2020). “A Survey of Distributed Consensus Protocols for Blockchain Networks”. IEEE Communications Surveys and Tutorials 22 (2): 1432–1465. arXiv:1904.04098. doi:10.1109/COMST.2020.2969706. ISSN 1553-877X. https://ieeexplore.ieee.org/document/8972381. 
8. 1 2 Wan, Shaohua; Li, Meijun; Liu, Gaoyang; Wang, Chen (2020-11-01). “Recent advances in consensus protocols for blockchain: a survey” (英語). Wireless Networks 26 (8): 5579–5593. doi:10.1007/s11276-019-02195-0. ISSN 1572-8196. https://doi.org/10.1007/s11276-019-02195-0. 
9. ↑ Xiao, Y.; Zhang, N.; Lou, W.; Hou, Y. T. (28 January 2020). “A Survey of Distributed Consensus Protocols for Blockchain Networks”. IEEE Communications Surveys and Tutorials 22 (2): 1432–1465. arXiv:1904.04098. doi:10.1109/COMST.2020.2969706. ISSN 1553-877X. https://ieeexplore.ieee.org/document/8972381. 
10. 1 2 Wan, Shaohua; Li, Meijun; Liu, Gaoyang; Wang, Chen (2020-11-01). “Recent advances in consensus protocols for blockchain: a survey” (英語). Wireless Networks 26 (8): 5579–5593. doi:10.1007/s11276-019-02195-0. ISSN 1572-8196. https://doi.org/10.1007/s11276-019-02195-0. 
11. ↑ Chen, Jing; Micali, Silvio (2019-07-19). “Algorand: A secure and efficient distributed ledger” (英語). Theoretical Computer Science. In memory of Maurice Nivat, a founding father of Theoretical Computer Science - Part I 777: 155–183. doi:10.1016/j.tcs.2019.02.001. ISSN 0304-3975. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S030439751930091X. 
12. ↑ Chen, Jing; Micali, Silvio (2019-07-19). “Algorand: A secure and efficient distributed ledger” (英語). Theoretical Computer Science 777: 155–183. doi:10.1016/j.tcs.2019.02.001. ISSN 0304-3975. 
13. ↑ “Introduction - Algorand Developer Portal” (英語). developer.algorand.org. 2022年8月17日閲覧。