Mithril概念実証がオープンソースに

Cardanoのスケーリングが進む中、Input Output Global, Inc.（IOG）のエンジニアチームはネットワークのパフォーマンスを向上させるための様々なソリューションに取り組んでいます。Mithrilはそのようなソリューションの1つで、アプリケーション間のデータ同期の速度と効率を合理化することを目指しています。

7月の360ショーで、IOGテクニカルアーキテクトのArnaud BaillyがMithril開発の最新情報を報告しました。

Cardano運営にとってのMithrilの重要性

Cardanoノードを実行することによって、ユーザーはCardanoブロックチェーンとトラストレスな方法でやり取りすることができます。ネットワークは何千ものノードを1つの統合されたシステムに組み込み、ここでノードは互いに通信して新しいブロックとトランザクションについての情報を共有します。

各ノードはブロックチェーンのフルコピーを搭載しているため、ノードの同期には時間がかかります。新しいノードはそれぞれ各ブロックをダウンロードして検証する必要があります。たとえばDaedalusはフルノードウォレットであり、Cardanoブロックチェーンの完全なコピーをダウンロードし、履歴内のすべてのトランザクションを独自に検証します。これには特定のソフトウェアとストレージ要件があるため、チェーンステータスの同期にさらに時間を要することになります。

Mithrilの目的は既存のネットワークを活用して、ブロックチェーンステータスの全部、または一部の認定されたスナップショットを提供することです。これらのスナップショットは、さまざまな方法で活用できます。IOGチームは、Cardanoのフルノードを素早く効率的にブートストラップするという、Mithrilを活用する最初のユースケースに取り組んでいます。

仕組み

Mithrilは、Ouroborosプルーフオブステークコンセンサスプロトコルを支えるものと同じ実証概念に基づいています。Ouroborosによって、ステークホルダーは自分が所有している、または自分に委任されているステークに応じた確率でランダムにブロック生成者として選定されます。Mithrilでは、ステークホルダーは抽選メカニズムに従って現在の台帳ステータスに署名できます。このメカニズムで、貢献する確率はやはりそのステーク量に比例します。ステークホルダーにより生成された署名はその後Mithrilのマルチシグに結合、または集約されます。マルチシグは、事前に定義された合計ステークの閾値（クォーラム）が提供された場合にのみ生成されます。Mithrilは、抽選プロセスを保護するために、基礎となる暗号プリミティブによって提供された一意性の保証に依存しています。

Mithrilはメイン台帳の上で稼働し、メインネットの操作の影響を受けません。また、生成された署名は圧縮されているため、署名ノードに必要とされる追加的なリソースや帯域幅の使用は最小限に抑えられます。

Mithril認証の特異性は、Cardanoの基礎となるプロトコル、Ouroborosと同じセキュリティプロパティを擁していることです。Mithrilのセキュリティは、原則的にCardano自体のステークの分散に依存しており、信頼設定の必要はありません。Mithrilネットワークは、すべてのSPOがネットワーク参加している限り、最高レベルのセキュリティを達成することができます。

開発タイムライン

IOGはCardanoサミット2021でMithrilを紹介しました。以来、チームは着実に開発を進めています。

チームは、Mirhtilプロトコルの全機能の暗号プリミティブを実装した、Mithril Coreライブラリーの開発に取り組みました。また、Mithrilネットワークの作成にも取り組み、これは、Mithril Coreライブラリーの上に実装されています。現在の概念実証（PoC）パラダイムでは、次のコンポーネントが作成されています。

• Mithril Signer：ステークプールオペレーターのCardanoノードの上で透過的に機能するノード、台帳ステータスに個別に署名する。
• Mithril Aggregator：Mithril Signerノードの作用をオーケストレーションするトラストレスなノード。Mithrilマルチシグと関連する認証を生成するために個別の署名を収集する。また、台帳ステータススナップショットのアーカイブの作成、保存も担当する。
• Mithril Client：Cardanoフルノードの復元に使用されるノード 。Mithrilアグリゲーターからリモートスナップショットと認証チェーンを取得し、Mithril暗号プリミティブによってスナップショットの有効性を検証する。

現在、チームはMithrilネットワークの最適化の最終段階にあり、最初の中央集権バージョンでテストしています（例：IOG提供のMithrilアグリゲーターで実行）。この段階で、IOGのエンジニアと研究者はMithrilネットワークのより分散化されたバージョン（ステークプールオペレーターが自分でMithrilアグリゲーターを実行できる）をCardanoメインネットにリリースする作業が進められるようになります。ライトクライアントやウォレットにMithrilを実装するような、新たなユースケースもさらに追加されていきます。

Mithrilリポジトリは現在オープンソースです。詳細は、Mithril概念実証のドキュメントを参照し、Discordチャネルに参加して意見交換をしてください。

本稿の執筆には、Arnaud Bailly、Jean-Philippe Raynaudの両氏にご協力いただきました。