自己紹介

古瀬 淳

• ダイラムダ株式会社
• Tezos blockchain のコア開発者の一人

ダイラムダ株式会社

ブロックチェーン技術の研究開発

研究開発が中心

パブリック分散DB の技術開発。
クリティカルシステムとしての安全性の追求。
アプリケーションへのコンサル業務。

投機には興味がない

手を出すと本業に集中できなくなるので、
暗号通貨は一切所有していません。

分散DBとしてのブロックチェーン

台帳方式

差分を積み上げる (like Git)

パブリック、オープン

誰でもDBネットワークに参加できる。

非中央集権

特権を持つ中央管理者がいない。分散しているので落ちにくい。

トラストレス

他人を盲信する必要がない。

無から中立な信用システムを形成できる夢がある。

バリデータ

ブロックチェーンの維持を行う参加者
(Miner、Bakerともいう)

• トランザクション要求をブロックにまとめる
• 他のバリデータからのブロックが真正なものか確認する
• バリデータ間での投票で合意が取れたブロックがチェーンに付け加わる
• 誰でもバリデータになれる

オープンネットワークでの投票、信用できますか?

なりすまし放題だと、投票が成り立たない: Sybil 攻撃

Proof of なんとか

Sybil 攻撃対策: 投票権を有限の何かで制限する:

• Proof of Work: 計算資源
• Proof of Stake: 過去のトークン保有量

それぞれに pros, cons があるが、流れは PoS でしょう

インセンティブ設計

バリデータに正直な行動をさせるには…価値が必要

• 正直な行動に対して、その費用+α を報いる
• 嘘をついたり妨害しないように、バリデータから保証金を取っておく
  • 他のバリデータが不正を指摘すると保証金は没収
  • 指摘したバリデータには報奨が出る
• 原資はDB使用料 (fee)

仮想通貨の誕生。

仮想通貨としてのブロックチェーン

通貨

パブリック分散DBを成り立たせる
インセンティブ設計のためにどうしても必要。

高い安全性要求

脆弱性は即通貨の大量窃盗につながる。

安全性を保障したクリティカルシステムに向けて、
多くのサイエンスとエンジニアリングのチャレンジがある。

Tezos

ブロックチェーンのひとつ:

• LPoS: マイニングに大きな電力を必要としない (Baking)
• 使用費用が安い
• スマートコントラクトによる自動実行/契約: DApps
• 現在 L2 で大規模スケーリングを行なっている (今回は関係ありません)

DApps

Decentralized Appications

ブロックチェーン、スマートコントラクトを使ったアプリ:

• 価値のやり取りができる
• 非中央集権
  • 管理者なしでずっと動く
• コードがオープン
  • 誰でも検証可能
  • ズルできない(皆がちゃんと検証すれば😜

DApps の難しさ

• 遅い (30秒/1ブロック)
• 高い
• オープンなので秘密をそのまま置けない (暗号化が必要
• バグを突かれると金を盗まれる
• 道具が特殊

どんな Tezos DApps がある?

• NFT: アートNFTなど
• DEX: 分散取引所
• Name service: DNS
• ゲーム

Tezos DApps: NFT

アートNFTが流行っている

デジタルアートのデータをトークン化して売買

• objkt.com https://objkt.com/
• Teia https://teia.art/
• fxhash https://www.fxhash.xyz/
• 八火堂 https://www.8bidou.com/

Non native token

スマートコントラクト上で実装されているトークン

(ブロックチェーン運営で使っているトークンは Native token)

普通の貨幣と同じような性質:

• 総量の保存 (勝手に鋳造できない)
• 所有者/所有量
• 支払い

NFT

Fungible Token

代替可能 ex. あなたと私の10円玉

Non Fungible Token

代替不可能 ex. カードゲームのカード

実装

Fungible Token

• 誰が<どれだけ>持っているか

Non Fungible Token

• 誰が<何を><どれだけ>持っているか
• 複数の FT を一つのスマートコントラクトで扱うのと同等

デジタルアート NFT とオフチェーンストレージ

デジタルアートデータは大きすぎ、チェーンに載せられない
(載せてもいいが高い: Tezos でさえ 1byte = 0.04円)

そこでアートデータの hash だけをチェーンに載せる

アートデータ自体はオフチェーンに

• IPFS に置くのが主流。
• オフチェーンデータの永続性に注意
  • この手の NFT を買ったらオフチェーンデータは手元に取っておきましょう

八火堂 NFT

https://www.8bidou.com/

ドット絵に特化した Tezos アート NFT
アートデータもオンチェーンに。

日本の方が作っています

デジタルアート NFT ?

常にある疑問

誰でもアクセスできるデータの hash を<所有>することの意味

🤔 投げ銭以上の意味あんのかな?

これからは、hash の所有者に +α の価値を提供できるか

Tezos トークン規格 FA2

FT, NFT 併せたインターフェースを定義。

FA2 準拠 FT/NFT は対応ウォレット+交換所+DApps で扱える

Tezos DApps: DEX

分散取引所

仮想通貨同士の交換を提供する

• QuipuSwap
• Plenty
• SpicySwap
• etc

Tezos DApps: Name service

名前を売るサービス

Tezos Domains https://tezos.domains/en

短い名前を占有、Tezos アカウントなどの情報と紐付けできる:

• 長ーいアカウント: tz1X3rca4Uc8M4peGBhuAQXUhVa38qBJBQpx
• Twitter などのアカウント情報
• ホームページ URL
• Gravatar アイコン: https://en.gravatar.com/
• https://名前.tez.page も提供 (IPFS/リダイレクト)

例: https://app.tezos.domains/domain/dailambda.tez

Tezos DApps: ゲーム

いろいろあるようです:

ゲームできてないのに出資集めて開発しているものがありますね…

まあクラファンみたいなものか。

• Emergents
• https://tezotopia.com/
• https://dogami.com/

ブロックチェーンは遅いし高い。
ゲームでの意味のある使用には工夫が必要

Tezos でどんな DApps を作るか

何でもいいです、できたら:

• 普通の中央集権 DB ではできない事
• 暗号通貨でのやりとり (本気でやると税とか大変だけど
• オープンになっていることの魅力
• ブロックチェーンやネットの外の世界と繋がっていると面白い

Tezos ブロックチェーンの基本

• 普通の DB と比べれば遅い: 更新単位時間 30秒
• 記憶域は高い: 1byte = 0.04円
• 各アカウントはトークンを保持しており、使用料はそこから支払われる
  • 送金手数料、記憶域確保手数料
• 公開鍵暗号によるアカウント認証
  • 秘密鍵を知っている人がオーナー
  • 公開鍵はチェーン上に公開(reveal)
  • アカウント操作が正当であることを公開鍵で検証
• スマートコントラクト: 特殊なアカウント。
  • トークン保有量の他に、コントラクトコード、データを持つ
  • 送金をトリガーにコントラクトコードを実行

Tezos でのチェーン操作の流れ

DApps の構造

On chain: スマートコントラクト

金銭取引、非中央集権性、認証、改竄不可能性を提供

Off chain: ブロックチェーンが提供しない部分

デスクトップ、スマホ、ブラウザ アプリや、補助 DB など

ウォレット

Off chain プログラムがチェーンに対して行いたい操作に対し公開鍵署名を行う

Tezos DApps の流れ

Tezos での DApps 開発

• ウォレット
• テストネット
• ブロックエクスプローラ
• Tezos スマートコントラクトの構造
• スマートコントラクト記述とデプロイ (SmartPy)
• オフチェーンプログラミング (Taquito)

ドキュメント

いろいろありますが、公式のものが一番良い:

• Tezos Developer Portal (https://tezos.com/developers/): 入門
• より開発者向けの情報: http://tezos.gitlab.io/

今日扱うツール関連

• SmartPy: https://smartpy.io/docs/
• Taquito: https://tezostaquito.io/

全て英語です。キツイ人は自動翻訳使ってください。

Tezos ネットワーク

メインネット

トークンに金銭価値がある。 購入したければ自己責任でお願いします:

テストネット

トークンは無料で配布。

テストネットで開発し、完成したらメインネットにデプロイ。

今日はテストネットしか使いません。

Tezos テストネット

複数のテストネットがあります。

• 長期テストネット: Ghostnet
• 新プロトコルテスト用: Limanet, etc.

Ghostnet をお勧め。

ブロックタイムは 15秒。(メインネットは 30秒)

ウォレット

なんでもいいですが、必ず公式推奨の物を:

• tezos.com > Ecosystem > Tezos wallets

演習

Temple wallet をインストールする

アカウントの作成

• Seed phrase (どこかに記録しておく)
• Password (脳に覚えておく)
• サブアカウントの作成
  • 同一 seed phrase と password から複数のアカウントを導出できる

注意

秘密鍵、アカウント名はメイン/テストネットで共通

• 複数ネットでのアカウントの使い回しは危険!!
• 適切な名前をつける “Test1”, “Test2”, “Main big”, “Main small”, etc

演習

Temple wallet でアカウントを二つ作る

テストネットのトークンを入手

Faucet から取得:

• https://tezos.gitlab.io
  • Search “faucet” > https://teztnets.xyz/

演習

Ghostnet faucet からテストトークンを取得

ブロックエクスプローラー

ブロックチェーンやアカウントの状態を確認

TzStats など

• Mainnnet: https://tzstats.com
• Ghostnet: https://ghost.tzstats.com

演習

Faucet からのテストトークン取得を TzStats で確認

トークンの移動

サブアカウントを作成し、トークンを移動

• Confirmation を待つ
• TzStats で確認

トークン移動がブロックチェーンに記載されるまで少し時間が必要

• ブロックタイム: ブロック更新単位時間 (テストネットでは15秒)
• Baker が動いていない場合さらに遅れることがあります

演習

トークンをサブアカウントに送金し、結果を確認

Tezos のスマートコントラクト

Michelson VM というスタックマシンを使用

Michelson は人間には辛いので高級言語を使う

• SmartPy https://smartpy.io
• LIGO https://ligolang.org
• Archtype https://archetype-lang.org/,
  SCaml https://scamlang.dev/, etc

Tezos のスマートコントラクト

ストレージ

記憶領域です。値を一つ取ります
Map や Big_map を使うと巨大なデータを保存できますが、
記憶域料金がかかります。これが Tezos での一番のコストになります。
ご利用は計画的に。

エントリポイント

複数のプログラム実行エントリポイントを持てます。外部から機能の呼び分けが可能です。

スマートコントラクトの動作

エントリポイントはオペレーションからパラメータを受け取り、コードを実行し、

• ストレージの値の更新
• 送金などのオペレーション

を行います

SmartPy

https://smartpy.io

Python で Tezos スマートコントラクトを書くと、
Michelson にコンパイルしてくれる。

私は Python 書いたことありません

SmartPy: Browser IDE

https://smartpy.io/ide

ここでスマートコントラクトを:

• 書き
• テストし
• デプロイできる

簡単な SmartPy コード

import smartpy as sp

class MyContract(sp.Contract):
  def __init__(self, initx):
    self.init(x = initx)

  @sp.entry_point
  def add(self, addx):
    self.data.x += addx

@sp.add_test(name = "MyTest")
def test():
  scenario = sp.test_scenario()
  contract = MyContract(1)
  scenario += contract
  scenario += contract.add(2)

簡単な SmartPy コード: import

sp という名前でライブラリを使用:

import smartpy as sp

SmartPy: クラス

コントラクトは sp.Contract のサブクラスとして定義:

class MyContract(sp.Contract):
  ...

SmartPy: ストレージ初期化

__init__ でデプロイ時のストレージの初期化を記述:

  def __init__(self, initx):
    self.init(x = initx)

一般的には:

  def __init__(self, 値1, 値2, ...):
    self.init(ストレージ変数1 = 値1, ストレージ変数2 = 値2, ...)

self.init(..) (ストレージ初期化)以外のことはできません

SmartPy: エントリポイント

エントリポイントは @sp.entry_point アトリビュート付きのメソッドとして書く:

  # ストレージ x の値を増す
  @sp.entry_point
  def add(self, addx):
    self.data.x += addx

一般的には:

  @sp.entry_point
  def メソッド名(self, 引数1, 引数2, ...):
    ... コード ...

❗️️️

@sp.entry_point を忘れがち。忘れると、
Error: New command outside of contract などと言われる

SmartPy: ストレージ変数へのアクセス

self.data.ストレージ変数名 でアクセスする:

    self.data.x += addx             # 加算
    self.data.x = self.data.x * 2   # 二倍

より一般的には:

  self.data.ストレージ変数名

❗️️️️

.data を忘れがち。忘れると、
よく分からない unused parameter エラーが出る。

SmartPy IDE: テスト

テストを記述すると、

• IDE からデプロイが可能になる
• 動作をシミュレートできる

@sp.add_test(name = "MyTest")   # これはテストですよ
def test():
  scenario = sp.test_scenario() # テストシナリオの作成
  contract = MyContract(1)      # コントラクトの生成
  scenario += contract          # コントラクトのデプロイ
  scenario += contract.add(2)   # エントリポイントの呼び出し

SmartPy IDE: コードのテストラン

▶︎ を押すとコードをチェック、問題がなければテストを行う。

右側にテストの実行結果が表示される。

演習

簡単な SmartPy コードを走らせ、テスト結果を見る。
コードは自分で書くか、テンプレートの Simple Examples お勧め

SmartPy IDE: デプロイ

Deploy Michelson Contract > Deploy Michelson Contract:

• 正しいネットワークを選ぶ (Ghostnet)
  • 間違って Mainnet 選ぶとお金を取られる
• Temple を選んで使用するアカウントを選ぶ
  • 事前に “REVEAL ACCOUNT” が必要な場合があります
• ❗️ “ESTIMATE COST FROM RPC” で正しいコストを見積もる
  • デフォルトの値では足りない場合があり、不足するとエラーなしに失敗する
• “DEPLOY CONTRACT”
• Block Confirmations を待つ
  • “OPEN EXPLORER” で確認
  • “SAVE CONTRACT” でアドレスを IDE に保存

演習

コントラクトをデプロイしてみる

SmartPy IDE: コントラクトの呼び出し

OPEN EXPLORER > INTERACT でエントリポイントを呼び出しできる

• エントリポイントと、呼び出しの引数を設定できる
• 使用感はデプロイと同じ

演習

コントラクトを呼び出し、結果を確認する

SmartPy: 条件分岐

https://smartpy.io/docs/general/control_statements/

SmartPy のふしぎポイント。

Python の if 文は使えない。 sp.if メソッドを使う:

# x == 10 なら result を 0 に、それ以外は result に足す
sp.if x == 10 :
    self.data.result = 0
sp.else:
    self.data.result += x

for, while についても sp.for, sp.while を使う。

SmartPy: エラー終了

https://smartpy.io/docs/general/raising_exceptions/

コントラクト実行をエラーで終了したい時は
sp.failwith("メッセージ")

sp.if self.data.x > 10:
    sp.failwith("Error: x is bigger than 10")

sp.failwith するとコントラクト実行は失敗する:

• 実行を引き起こしたトランザクション自体も失敗する
• 全ての状態はトランザクション前のまま。元に戻す心配はしなくて良い

SmartPy: グローバルプロパティ

https://smartpy.io/docs/general/block_properties/

コントラクトが実行された際の様々な値を sp.変数名 でアクセスできる。

• sp.amount: 総金額
• sp.balance: コントラクトが持つ残高
• sp.source: トランザクションを引き起こしたアカウント
• sp.sender: コントラクトを直接呼び出したアカウント
• etc

SmartPy: コントラクトからの送金

https://smartpy.io/docs/types/operations/

sp.transfer(引数, トークン量, 送金先)

例: コントラクトの残高を全て送金する:

def send_all(self):
  adrs = sp.address("tz1aTgF2c3vyrk2Mko1yzkJQGAnqUeDapxxm")
  sp.send(adrs, sp.balance)

SmartPy: 基礎データ型

https://smartpy.io/docs/

int or nat

1, 2, 3

• 型を明示したい場合は sp.nat(4), sp.int(-10)

string

"hello"

bytes

sp.bytes("0x1234") # Hex で表記

bool

True, False

SmartPy: クリプト関連データ型

クリプト関連データ型

アドレス

sp.address("tz1aTgF2c3vyrk2Mko1yzkJQGAnqUeDapxxm")

トークン量(tez) :

• sp.tez(1) : 1 tez
• sp.mutez(1) : 0.000001 tez

SmartPy: タプル

Tuple でも Pair と呼ぶ:

aPair = (1, "A String", True)

Tuple の分解

x1, x2, x3 = aPair

SmartPy: リスト

Array では…ありません。

aList = [3, 2, 1]

#  aList = [4, 3, 2, 1]
aList.push(4)  

# [5, 4, 3, 2, 1]。 aList は変わらない
bList = sp.cons(5, aList) 

リストの分解

with sp.match_cons(aList) as x:
  # aList が空でない場合
  # x.head と x.tail が使える
  ...
sp.else:
  # aList が空の場合
  ...
  

SmartPy: option

あるか、ないか。

# 無
aOption = sp.none 

# 有
aOption2 = sp.some(10)

Option の分解

aOption.is_some() # 有だと True

aOption.open_some() # 有の時の中身

SmartPy: Map と Big_map

Key value pairs です。

Map は:

aMap = {"a" : 3, "b" : 5}
aMap["a"]

Big_map は作成時に sp.big_map(...) を明示します:

aBigMap = sp.big_map({3 : True, 4 : False})
aBigMap[3]

違い

• Map は早いですが全体をロードするので巨大な KVS には向きません
• Big_map は遅いですがロード費用が安いので DB 的な KVS に使えます

SmartPy: レコード

レコードの生成

aRecord = sp.record(field1 = 1, field2 = "A string")

フィールドアクセス

aRecord.field2

SmartPy: バリアント

タグ付きユニオンのようなもの

aVariant = sp.variant("name", 1)

# 複数の値を持たせたければ Pair を使う
aVariant2 = sp.variant("name2", ("hello", True))

# 0引数の場合は () を使う
aVariant0 = sp.variant("name0", ())

SmartPy: バリアント #2

バリアントの分解

# v = sp.variant("foo", _) の場合 True
v.is_variant("foo")

# v = sp.variant("foo", x) の場合 x それ以外はエラー
v.open_variant("foo")

# バリアントによる条件分岐
with v.match_cases() as arg:
  with arg.match("foo") as a1: # foo の場合
    # foo の引数が a1 に
    ...
  with arg.match("bar") as a2: #bar の場合
    # bar の引数が a2 に
    ...

SmartPy: この機能がないと思ったら

リストのn番目が欲しい…

ありません！

Tezos の Michelson VM はスマートコントラクトの安全性のために array などのヤバい機能は入っていません。

SmartPy も普通の Python だと思っていると、いろんなものがありません。あまり、無いものを探し回らないように。

オフチェーン・プログラミング

主なオフチェーンプログラムの仕事:

• エンドユーザーのため UI
• Tezosノード RPC や indexer API を使いブロックチェーン状態を調べる
• ウォレットと通信し、トランザクションの署名をしてもらう
• Tezos ノードに署名済みトランザクションを送付する

RPC などの仕様を読めば全部自分で書けます。が、面倒なのでライブラリを使います

Taquito によるオフチェーンプログラミング

https://tezostaquito.io/

TypeScript による Tezos オフチェーンプログラミング。

私こんな言語知りませんよ

はじめての Taquito

Template を使ってみる:

$ git clone \
    https://github.com/ecadlabs/taquito-react-template
$ cd taquito-react-boilerplate
$ npm run start

http://localhost:3000 にアクセス

演習

Taquito を試してみる

Taquito の使い方

taquito-react-boilerplate を少しづつ改造、をお勧めします

// 初期化
const tezos = new TezosToolkit("https://ghost.smartpy.io");

// ウォレットを通してコントラクトにアクセス
const contract = await tezos.wallet.at(contractAddress);

// ストレージの読み出し console.log() するとよい
const storage : any = await contract.storage()

// エントリポイントの呼び出し
await contract.methods.mymethod(引数).send();

SmartPy と Taquito での値の交換

SmartPy(Python風DSL) と Taquito(TypeScriptライブラリ) は Michelsonデータの表現が違います

読み替えが必要です。SmartPy IDEのMichelson コードのstorageとparameterの型宣言が参考になるでしょう:

• int/nat => BigNumber
• list => array
• pair, record, map => オブジェクト
• big_map => big_map ID
• 諸々 => string

Tileverse

https://dailambda.jp/strass/tileverse/index.html

Tileverse は Tezos を利用した探索ゲームのようなものです。

• 一歩ごとにチェーンと通信を行なっていられないので、ある程度遊んだら動きをチェーンに登録します
• レアアイテムを見つけた！などの動きを偽造して登録できないように、ゲームのフロントエンドとスマートコントラクトで同じゲームロジックを実装してあり、動きの検証を行います
• リロードしてサイコロを振り直すのはチートではありません。(RNGは固定なので、同じ世界で同じ動きをすると同じ結果が出てきます)
• プレイ中に自分の周囲が他人に書き換えられ、動きが更新された世界では正しくなることがあります。その場合は新しい世界でやり直しとなります。

Tileverse #2

マップ

• 世界は無限の岩が広がっている。掘った場所しかデータとして保存しない
• 掘った部分の記憶域料金は掘った人が払う。0.0033tez/堀
• 移動はほとんど料金がかからない
• 16x16 の map を一単位 “chunk” にして、
  Chunk を無限に二次元 matrix の big_map に足していく
  • フロントエンドは chunk 単位でまとめて最大 256 タイル読み出す
  • 1タイルごとに Tezos から読み出すと、恐ろしい量の通信を行うことになる

Tileverse #3

フロントエンド

• プレーヤーの周りの chunk をスマコンの big_map から読み出し表示
• ゲームを提供しつつ、動きを記録
• Enter が押されたら、動きをフロントエンド側で検証したのち、ウォレットを通してブロックチェーンに送る

スマートコントラクト

• 送られてきた動きを検証しつつ、マップデータを更新
  • 検証が成功すれば正常終了し、マップデータは更新されたものに置き換わります
  • 検証が失敗すればエラーになり、マップデータは元の値のまま

Tileverse #4

技術と料金の確認しただけなので、ゲーム性はない

これをどう面白くするかが結局重要

• グラフィックスを良くしてより RPG っぽくする
• アイテムに何か機能を持たせる (運が良くなる、など)
• 特定プレイヤー以外は変更できないような領域を提供する
• 他のプレーヤーを表示する、敵のようなものを導入する
• アイテムを NFT として流通できるようにする
• 料金を取ってお金持ちになる(笑