０　はじめに

Tower BFTとは、Solanaにおいて、誤ったフォークが作られないようにするための強力な仕組みです。

この記事では、その概要を説明していきます。

詳細は、公式をご参照ください。

１　スロットとブロックについて

１　スロットについて

まずは、基本的なところから見ていきましょう。

Solanaにおいて、「スロット」とは時間の単位です。

このスロットごとに、基本的にはブロックが作られます。

２　現在のスロットについて

こちらが、記事執筆時点での最新のスロットです。

この時点での最新のスロットは「260,527,507」のようです。

つまり、今は２〜３億の間くらいということですね。

３　スロットとブロックの関係について

とはいえ、スロットで必ずブロックが作られるわけではありません。

例えば、下の場合、「260,527,911」と「260,527,912」ではブロックは作られていません。

そのため、下のように、ブロックの数とスロットの数には差があります。

ただ、この記事では、この部分はメインではないため、各スロットでブロックが作られるものとして進めていきます。

２　投票とロックアウトについて

１　バリデータとは

トランザクションの検証やブロックの生成と追加を行うノードです。

現在、Solanaでは1,799のバリデータがあるようです。

彼らは、ブロックへ投票を行うことで報酬を獲得することができます。

（投票して、すぐに獲得するわけではありません。その辺りの説明は後で出てきます。）

２　バリデータと投票

バリデータはブロックに「投票」を行うことができます。

下のようになります。

例えば、新しいブロックなどを見てみると、このようにバリデーターから投票されていることがわかります。

３　投票とロック期間について

投票を行うと、ロックアウトが開始されます。

最初のロックアウトは、デフォルトで「２」と設定されています。

このロックアウトとは、スロットでの期間を指します。

下のように「1,003」のスロットまではロックアウトになります。

４　ロックアウトとは

ロックアウトとは一部の投票が制限される期間です。

４ー１　直系の子孫の場合

ブロックが直系の子孫である場合、投票は制限されません。

赤のブロックから見ると、下が直系の子孫です。

そのため、スロット「1,003」の時に直系のブロックに投票することができます。

４ー２　直系でない子孫の場合

一方、ロックアウト中は、直系以外のブロックへの投票はできません。

そのため、下の場合、スロット「1,002」、「1,003」では、直系以外のブロックには投票できません。

ただ、逆にいうと、ロックアウトさえ終われば、直系でないブロックにも投票できます。

つまり、下の場合は、もともと上のブロック群を支持（投票）していたものの、後から下に変えた例です。

ただ、２つのスロットがロックされたところで、大したことがなさそうに思えます。

３　ロックアウトの増加率について

１　ロックアウトの増加率について

実は、ロックアウトは、最初は「２」ですが、指数関数的（どんどん２バイされる）に増えてきます。

下のように、成長率は「２倍」となっています。

２　増加率の具体例

具体的に考えてみましょう。

なお、この記事では、ロックアウトが２のことを、L(2)と表すこととします。

次に、スロット：1,002で投票が行われました。

この場合、最初のロックアウトは、２倍となり、1,005までとなります。

また、スロット：1,003で新しく投票されれば、このようにロック期間がそれぞれ２倍に変わります。

上の例では、毎回必ず投票していますが、そうでない場合もありえます。

次の章では、公式の例を元に考えてみましょう。

４　公式の例を考えよう

１　最初の状態

はじめの状況がこちらです。

公式では、このように書かれています。

２　スロット：９での投票

しばらく間を開けて、スロット９で投票しました。

なお、下の図ではスロット１〜４は最新状況をまだ反映していません。

スロット３、４に着目すると、すでにロックアウトが終了しています。（現在、スロット：９なので）

そのため、スロット３、４は下のように消えました。

公式の図としては、このようになっています。

３　スロット：１０での投票

次に、スロット10で投票が行われました。

これによって、スロット9のロックアウトが２倍になりました。

スロット１はロックアウト中の投票の量が４のため、ロックアウトは16（2の４乗）で変化はありません。

スロット２も同様です。

公式の図ではこうなりました。

４　スロット：１１での投票

次に、スロット11で投票が行われました。

この結果、ロックアウトが２倍になるので、下のようになります。

このようになりました。

５　スロット：１８での投票

次に、スロット18で投票が行われました。

スロット17時点までのロックアウトは消えるので、下のようになります。

図にすると、このようになります。

５　投票情報の総数と報酬について

１　投票情報の総数について

ちなみに、この投票情報は全部でいくつ入るのでしょう？

それが、こちらの32個になります。

つまり、すべて入った状態であると、最初の投票は２の32乗という、約43億のロックアウトが発生しています。

これがどのくらいの量かを思い出してみましょう。

現在のスロット総数は２〜３億の間くらいなので、今までのスロットの20倍程度は待つ必要があり、致命的です。

そのため、実際には、誤ったフォークにロックアウトされないために、「閾値チェック」が行われます。（長くなるので、この記事では省きます。）

２　報酬について

最後に、なぜ、投票を行うのかを見てみましょう。

これは、下の１文に書かれています。

最大値である、32行が溜まった後に抜けると、それが報酬のトリガーとなります。

これが投票に対するインセンティブになっています。

今回は以上で、towerBFTの仕組みの概要を終了します。