空間と時間を旅するブロックチェーン「Chia（チア）」とは？

Chiaブロックチェーンは、低い計算能力で稼働し、トークンのステーキングも不要です。この「グリーン」なブロックチェーンはどのように動作し、なぜ環境に優しいのでしょうか？

Chia Networkが解決しようとしている課題とは？

PoW型のブロックチェーン（例：ビットコイン）は、大量の計算資源と電力を必要とします。現在、BTCマイナーが1年間に消費する電力量は一部の国を上回るほどです。

Proof of Stake（PoS）コンセンサスアルゴリズムを採用するネットワークでは、中央集権化が進みやすくなります。新しいバリデーターとして参加するには高額なトークンをステーキングする必要があり、ネットワークの「運営」に関わるハードルが高いのが現状です。

Bram Cohenによって開発されたChia Networkは、PoWとPoSの両方に代わる選択肢を提供します。大量の計算資源を使わず、ネットワークノードにとっても参加しやすいブロックチェーンです。

Chia Networkに参加するのに必要なのは、ハードドライブ上の空き容量だけです。それだけでOKです。

Chiaの仕組み

ChiaはProof of Space and Time（PoST）という「マイニング」方式を採用しています。「マイニング」とは言っても、実際には従来のような採掘作業はありません。PoWのように作業量を証明したり、PoSのように保有量を証明するのではなく、Chiaネットワークの参加者は「空き容量」を証明します。そのため、Chiaでは「マイナー」ではなく「ファーマー（農家）」と呼ばれています。

ここでは技術的な詳細には深く触れません（PoSTの詳細は別記事で解説予定です）。まずは基本を押さえましょう。ファーマーになるには、必要なディスク容量があることを証明する必要があります。そのために、ハードドライブをあらかじめ決められたサイズの「プロット」と呼ばれる区画に分割し、それぞれに暗号問題の解を格納します。プロットの作成には時間がかかりますが、一度作成すればその後は大きな計算資源は不要です。
Put simply, plotting turns your hard drive into a field where your crypto harvest can grow. The number and size of the plots is proof of the volume you’ve committed.

プロット作成後は次の段階に進みます。収穫（ハーベスティング）は、実際には計算処理を必要としません。ネットワークは、過去のブロックデータに基づいて「チャレンジ」と呼ばれる値を生成し、ファーマーは自分のプロット内からこの値を探し出します。プロットが多いほど、正しい「答え」を見つける確率が高くなります。

もしProof of Spaceのみが使われていた場合、大容量プロットを持つノードが解答を過剰に早く提供したり、ネットワークを欺くことも理論上可能です。これを防ぐため、ネットワークはProof of Time（Verifiable Delay Function：VDF）を導入しています。

ファーマーがチャレンジ値を見つけたとネットワークに伝えると、その値を「タイムロード」と呼ばれるネットワーク参加者に渡します。このノードが受け取ったデータを使って計算処理を開始します。この計算は単純に計算能力を増やしても高速化できません。タイムロードが計算している間は、新しいブロックは追加できません。

経済とファーミング

Chiaネットワークは2021年3月にローンチし、同年5月にはトランザクションが稼働、XCHが複数の取引所に上場しました。
トークン供給量にハードキャップはなく、半減期イベントが3年ごとに発生します。これにより報酬が半分になり、インフレ抑制につながります。プロジェクト開始から最初の12年間は3年ごとに半減期があり、13年目（2034年）以降は半減が終了します。

Chiaは最速のブロックチェーンではなく、1秒あたり約20件のトランザクションを処理しますが、手数料は安価です。トランザクション手数料は現在約$0.01です。

ファーミングの参加ハードルも低く、Raspberry Piのような小型コンピューターでもノードを稼働できます。chiacalculator.comやxchscan.com/chia-farming-calculatorなどの専用計算ツールで、収益見込みも簡単に計算できます。

ネットワークでは、ファーマーが「共同農場」に参加し、ファーミングプールの一員になることも可能です。手数料は少額ですが、報酬の流れがより安定しやすくなります。

ここで注意したいのは、プール参加前にプロットを再作成する必要がある点です。一方で、プロットによってはアーカイブ効率が高く、同じ容量でもより多くのプロットを保存できる場合もあります。

Chia Primitives

NFT1 

ChiaではNFT1 standardを使ってNFT（非代替性トークン）を発行できます。ただし、ブロックチェーン上にスマートコントラクトは存在しないため、これらのNFTは所有者が単独で管理する「スマートコイン」となります。メインのスマートコントラクトが存在しないため、他のネットワークよりも分散性が高いのが特徴です。

Chiaで発行されたNFTは、ロイヤリティ条件を後から変更できません。一方、Ethereum上のNFTはラップすることで条件変更が可能です。

DataLayer

DataLayerは、不正や改ざんに強い分散型データストアです。DataLayerではデータをローカル保存しつつ、そのハッシュ値を「シングルトン」と呼ばれる特別な構造体に記録します。このハッシュがデータの真正性・完全性の証明となります。DataLayerはスマートコントラクトとも連携でき、サプライチェーンから金融業務まで幅広い用途で活用可能です。

VPB

VPB（Virtual Private Blockchain）は、プライベートブロックチェーンの管理性・プライバシーと、パブリックブロックチェーンのセキュリティ・不変性を両立します。これにより、組織は高いセキュリティとトレーサビリティを確保しつつ、柔軟にブロックチェーンを活用できます。VPBは高速トランザクションや手数料削減などの追加機能も備えています。

Offers

Offersは、Chiaが提供するP2P取引機能です。面識のない2者間でも、互いにリスクなく安全に取引できます。OffersはChiaウォレットから直接利用可能です。中央集権型取引所のように資産を取引所アカウントへ移す必要がなく、ユーザー自身が資産を管理できるため、セキュリティとコントロール性が高まります。

まとめ

Chiaは注目すべきプロジェクトです。高価なハードウェアを購入したり、大量の電力を消費するASICや冷却設備は不要で、適切な機器なら長期間使えます。PoSと異なり、PoSTでは多額のステーキングも求められません。