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仮想通貨「BEAM」の2019年ロードマップを日本語で公開

~ 今井 涼二

BEAMは2019年BEAM CoreとBEAM Complianceという2つのコンセプトを発表しました。各国の規制とルールに遵守しながらも、ライトニングネットワークやアトミックスワップ、秘匿可能なトークンなど期待が高まるロードマップとなっています。記事ではこれらの詳細と全貌をお伝えしたいと思います。

BEAMのロードマップの全貌

BEAMから2019年のロードマップの発表がありました。同社は複数の企業や個人ののために機能する通貨を目指しており、活気に満ちたエコシステムを構築し、使いやすさの向上と市場の採用を拡大し、世界のインフラストラクチャを目指します。

BEAMプロジェクトの主要な活動は2つのカテゴリーに分類されています。

  • BEAM Core
  • BEAM Compliance

順番にその中身を説明していきたいと思います。

 

BEAM Core

ネットワークの維持と改善に重点を置くことで、市場に普及させるために開発を中心としています。

BEAMは2019年のロードマップ5つに分類しました。

  • Agile Atom
  • Bright Boson
  • Clear Cathode
  • Double Doppler
  • Eager Electron

BEAM Coreの中の5つの分類として順番に説明していきます。

Agile Atom

2019年1月 – 2月

  • ドキュメントの完成
  • エコシステムに関するAPIの完備を目指す
  • ライトニング・ネットワーク実装に向けた研究

ライトニング・ネットワークを実装することで、高速なトランザクション処理が可能となりスケーラビリティの向上に繋がります。BEAMのTPS（処理速度）は1秒あたり17トランザクションと言われており、ライトニング・ネットワークを使用することで、数万規模の処理速度に達することが可能となります。

 

Bright Boson

2019年3月

  • BTCとのアトミックスワップを実装

アトミックスワップが実現することで第三者不要でBTCとの取引が実現します。

  • ハードウェアウォレットへの対応

Mimblewimbleは仕組みがその他の暗号通貨プロトコルとは異なります。ゆえにハードウェアウォレットに対応するための特別なサポートが必要になります。

  • Androidウォレット β版

2月にベータ版がリリースされ、3月末までにローンチ予定です。

  • ライトニング・ネットワークのPoC実施

PoCとは、Proof of Conceptの略で、「概念実証」という意味です。新しい概念や理論、原理、アイディアの実証を目的とした、試作開発の前段階における検証やデモンストレーションを指します。

  • BTCpayを含む決済プラットフォームへの実装

BEAMでの支払いを簡単に受け付けることができるように、BTCPayおよびその他のサービスと統合するように努めるとのことです。

 

Clear Cathode

2019年6月

  • マイニングアルゴリズムの変更

  • iOSウォレット

Androidウォレットに続いてのローンチ予定です。

  • マルチシグサポート

マルチシグ対応することでエスクローサービスが可能となります。

  • アトミックスワップ対応の取引マッチングボード

注文を管理して流動性を高めるためのマッチングボード。

  • ライトニング・ネットワーク α版

α版はまだ機能が不足している試作品として、β版の1つ前の段階のことを指します。

 

Double Doppler

2019年9月

  • 代替的コンセンサスアルゴリズムの研究：

ナカモトコンセンサスに変わる新たな合意（コンセンサス）GhostDAGは非常に有望とのことです。

  • ノードの増加

ノードの採用を増やし分散化を目指す。

  • ウォレットセキュリティの強化

二要素認証と表示専用、受信専用、および使用制限のあるウォレットを開発

  • ライトニング・ネットワーク β版

 

Eager Electron

2019年12月

  • PoWアルゴリズムの変更

2回目で最後となるハードフォークによるマイニングアルゴリズムの変更。

  • I2P/Tor の対応

プライバシーを向上させるために、TorおよびI2PネットワークでBEAMノードとウォレットを実行できるようにする予定です。

  • Boneh-Lynn-Schaham (BLS) の採用

Boneh-Lynn-Schaham（BLS）シグネチャはシュノア署名よりもコンパクトでシンプルなマルチシグ実装が可能です。

  • 代替コンセンサスアルゴリズムの研究

調査に基づいた概念実証を行います。

  • メインネットでLightningの正式リリース

 

BEAM Compliance

監査とコンプライアンスに重点を置くことで、各国の規制に遵守し連携していくことを中心としています。

Beam Complianceにより、BEAMの取引を完全に機密にしておくことができますが、ユーザー自身が開示の選択をすることができ主権を握ることができます。これを実現するために同社は様々な金融界と暗号通貨界とパートナーとして協力していきます。

Q1では適切なパートナーを選定して、ユースケースと規制環境および市場投入戦略の定義について議論をします。

Q2ではCompliant WalletのPOCをリリースします。

Q3ではフィードバックに基づいて、当社の準拠Walletのα版および規制とインターフェースのα版を作成およびリリースします。この時期から規制当局へのアプローチも開始します。

Q4では監査用インターフェースをローンチします。また2020年に向けての準備をします。

この他にもProject Luminiにも重点をおいた活動をしていくとのことです。

 

Project Lumini

Beam CoreとBeam Complianceに加えて、Project Luminiにもいくつかのリソースを投資することを公表しています。

Project Luminiとは、BEAMのサイドプロジェクトでイーサリアムのブロックチェーン上で独自のトークンを発行することができ、Confidencial Assetsの機能を有しているため機密性の高いトークン生成が可能になります。Confidencial Assetsによって取引をしている者同士しか取引数量を知ることはできず匿名性の向上に繋がります。

Project Luminiの目標は、BEAMブロックチェーンと1つ以上のスマートコントラクト間のブリッジを作成することで、他のチェーン上のアセットをBEAMのチェーン上で発行して、MWで秘匿アセット化することで資産のプライベートを守ります。

サイドプロジェクトには他にも、BEAM Lightningというものがあります。

これはBEAMにライトニング・ネットワークを実装することを目的としています。ライトニング・ネットワークによる処理が実現することでTPS（処理速度）を向上させることが可能となります。現在のTPSは1秒間に17トランザクションと見積もられています。

 

まとめ

とにかく魅力的な技術は盛りだくさんで期待が大きく膨らみます。期待値だけ上げて実装できず延期がセオリーなこの界隈ですが、イスラエル出身者が多いBEAMの開発陣の技術の高さはコードレビューワーの称賛からも界隈では有名になっています。

多くのプロジェクトが国毎の規制やスケーラビリティに悩まされていることを考えると、あらかじめそれを念頭において進めることのできるBEAMのロードマップのスピード感にも納得がいく部分があります。

メインネットがローンチされてから約3週間たった今、筆者も様々なBEAMコミュニティーに属しながら、その対応の迅速さと盛り上がりには感心するばかりです。まだ始まったばかりのプロジェクトですが2019年の躍進を応援したいと思います

原文

BEAMについてもっと知りたい方はこちらもご覧下さい。

[blogcard url=”https://coinpicks1.wordpress.com/beam/”%5D

 

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Mimblewimbleについて日本語で理解する

~ 今井 涼二

Mimblewimbleに関する情報サイトが公開されました。どんな情報サイトなのか簡単な紹介をさせて頂きます。

Mimblewimbleの情報サイト

Mimblewimbleに関する情報サイトが公開されました。

Mimblewimble（以下MW）に関する歴史から基礎知識、そしてプロトコルに使用されている技術に関する説明を大変わかりやすく説明して頂いています。ホワイトペーパーやgithubでMWに関する知識を得ようとしても専門的な用語や難しい言い回しが多く、せっかく興味をもって調べはじめた初心者のハートをブレイクしてしまいます。

それに相場の影響もあってか、まだまだ日本ではMWに関する認知が低いのも現状です。（聞いたこともないという人も以外と多いのではないかと思っています。）

下記サイトであれば、日本語でMWに関する豊富な知識を得ることができるので、ぜひ一度目を通してみてください。

https://mimblewimble.jp

サイトの中身を少し紹介させて頂きます。

「Mimblewimbleの短い歴史：ホグワーツからモバイルウォレットへ」

MWの歴史について学ぶページです。

MWの歴史を語る上で必ず紹介されるハリーポッターとの関係についてからはじまり、誰がどのようにしてMWを世に広め、MWを実装したGrinやBEAMがどのように誕生したかまで学ぶことができます。

2019年の暗号通貨界隈でひとつのキラーワードになるであろうMWと、それを実装したGrinとBEAMのについて今後より一層注目を集めることとなるでしょう。

 

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Grin Future-Technology

~ 今井 涼二

MimbleWimbleを採用しているGrinが「実装している」または、「実装を予定している」技術に焦点をあてて紹介したいと思います。Grinとは、匿名性とスケーラビリティを兼ね備えたプロジェクトで、日常的に使用される通貨としての立ち位置を目指しています。

Grinが採用するテクノロジー

MimbleWimble（以下「MW」）を採用しているGrinが「実装している」または、「実装を予定している」技術に焦点をあてて紹介したいと思います。

 

Schnorr Sigs（シュノア署名）

シュノア署名とは、1989年ごろにC.P.Schnorr氏により発明された取引の不正が行われにようにするための署名方式の1つで、現在ビットコインやイーサリアムでは「ECDSA」という署名方式が採用されています。（ビットコインにもシュノア署名にも実装提案有）

一般的にシュノア署名を導入することで、マルチシグで必要な複数の送金データを1つにまとめることで大幅なデータ削減を可能にすることや、CoinJoinを採用する際の複数のトランザクションをも1つにまとめることができる点がメリットとして認知されています。このようなメリットは結果送金手数料の削減とスケーラビリティの向上に繋がります。

シュノア署名に関す詳細はこちらがおすすめです。
Schnorr署名 ―― 30年の時を超えて注目を集める電子署名

Grinが採用するシュノア署名には、別のメリットが存在しており「certifiable transactions」と「scriptless scripts」の実装が可能になることです。これらに関しては後述致します。

シュノア署名に関する議論はこちらで行われています。

 

Certifiable ransactions

通常のMWの送受信には、Confidential transaction（機密トランザクション）を採用しており、受信者が資金を受け取っていないことを主張した場合に、送信者が送信証明ができないというセキュリティ上の欠陥があります。Certifiable transactionsはこの欠陥を改善するためにJohn Tromp氏によって提案されました。

John Tromp氏はCuckoo Cycleも提唱した有名な方です。

Certifiable transactionsの仕組みについて興味のある方はこちらをご覧ください。

 

Cuckoo Cycle

Cuckoo Cycleアルゴリズムは、マイニングハードウェアの効率化と分散化を目的としたアルゴリズムです。また、ASIC耐性のあるアルゴリズムとしても認知を深めています。

Grinに採用されているCuckoo Cycleは、改良版アルゴリズムとして「Cuckatoo32+ ＆ Cuckaroo29（最初の2年のみデュアルPoW）」とされています。CuckatooはASICを単純化することを目的としたCuckoo Cycleの一種です。CuckarooはASIC耐性を目的としたCuckoo Cycleの一種です。

Grinは公平性に重きを置いており、様々なハードウェアでのマイニングを望んでいます。しかし、ローンチ時のASICメーカーによるシークレットマイニングに対して懸念を抱いていました。これを防ぐためにCuckatoo32+ ＆ Cuckaroo29のデュアルPoWを採用しました。

少し興味深い議論があるので紹介しておきます。

こちらのフォーラムでは「Cuckoo Cycle no longer considered ASIC resistant」という議題で議論がされており、和訳すると「Cuckoo CycleがASIC耐性があるとはみなされない」というものです。この議論の中で、Cuckoo Cycleの提唱者であるJohn Tromp氏自身が「ASICでのSRAM実装コストが下がり、結果ASIC耐性があるとは言えなくなってしまった」と述べています。

Tromp氏はGrinにCuckoo Cycleを実装することを推奨しておらず、Cuckatoo32の実装に関しての議論をしています。興味のある方はこちらから確認してください。

Cuckatoo32+ ＆ Cuckaroo29のデュアルPoWについてはこちらをご覧ください。

Cuckoo Cycleについてもっと詳細を知りたい方はこちらをご覧ください。

 

Bulletproofs

Bulletproofsは、MWプロトコルの第一人者でもあるAndrew PoelstraというBlockstreamの数学者によって提唱されました。署名のサイズを10kB以上から1kB以下に縮小することが可能となり、MoneroはBulletproofを実装したことで、ブロックチェーンのサイズを80%削減することに成功しました。（それでもまだビットコインの5倍のサイズがあります。）

もっと詳細を知りたい方はこちらをご覧ください。

 

Scriptless scripts

Scriptは、ビットコインのトランザクション内に書かれるプログラミング言語の一種です。Scriptによってビットコインに規定のプログラムを実行させることができます。例えばマルチシグやAtomic Swap（アトミックスワップ）やライトニングネットワークといった支払いチャネルのようなコントラクトを組んだりといったこともScriptで実行しています。

MWは、Cut Through（カットスルー）というトランザクションを圧縮する技術を実装しており、トランザクションの仕組みが異なるがゆえにScriptを使用することができません。Scriptが使用できないということは、マルチシグのようなコントラクトも組むことができず他のブロックチェーンと比べてとても不便ということになってしまいます。

そこで、Scriptless Scriptというアイディアを採用してこの問題を解決しています。

筆者もまだ調査中のため、早めに詳細を知りたい方はこちらがおすすめです。

 

Atomic swaps（アトミックスワップ）

信頼性の高い方法で他の暗号通貨とのやりとりを可能にするScriptless Scriptの一種です。

GrinはETHとアトミックスワップ可能になる予定で開発が進められています。余談にはなりますが、同じMWプロトコルを採用しているBEAMはビットコインとのアトミックスワップを進めています。

アトミックスワップの実装には、Scriptless Scriptの実装が不可欠になります。

 

Merkle Mountain Range

UTXOの高速同期の実現？

この技術に関しては筆者のレベルでは、理解が難しかったため、知識の共有をしていただける方がおりましたらご連絡お待ちしております。

詳細を知りたい方はこちらをご覧ください。

 

Merkle proofs

マークルツリーのHash PreimagesとBulletproofを使用して、効率的なプルーフを作成することができます。

Bulletproofsのアプリケーションの1つ。

こちらも読んでみてください。

 

Compact Blocks

コンパクトブロックは冗長性を排除してブロックを小さくします。結果ブロックを転送する際の遅延を軽減することができます。

compact Blocksに関する詳細はこちらをご覧ください。

 

Confidential Assets

BEAMやGrinのブロックチェーン上で別の通貨を発行できるようになるとのことです。Confidential Assetsは取引に関わる金額やユーザーに関する情報だけでなく、資産そのものも隠します。移転された金額は、取引の参加者（および彼らが指定した参加者）だけが見ることができます。

Confidential Assetsは、ERC20トークンとは異なりプログラム不可能でGrinのネイティブトークンとまったく同じように機能します。

まだまだ詳細情報が少ないので、新たな情報が発表され次第報告致します。

こちらの文献が一番詳しく書かれています。

 

Dandelion

GrinとBEAMには、Giulia Fantiらによって提案された「Dandelion」という仕組みが採用されています。

MWプロトコルには下記のような懸念がありました。

  1. 時間をかけてノードを辿ればIPアドレスを突き止めることができてしまう
  2. 悪意のあるノードに最初のトランザクションが渡ってしまうと、トランザクショングラフがバレてしまう

そこで①の懸念を解決するために2017年にDandelionという技術が発表されました。この技術は「Stem phase」と「Fluff phase」によって成り立っています。

Stem phase
各ノードはランダムに選ばれたひとつのノードにトランザクションを送る。

Fluff phase
トランザクションは全てのPeerに送られる（この部分がちょうどタンポポの綿毛の部分）。

この技術に関する詳細は@Ryugunsunさんの記事がわかりやすいので引用させて頂きます。

トランザクションを受け取ったノードは次のノードへ情報を送りますが、これが「タンポポの幹フェーズ（Stem phase）」。その後ふわりとふくらむ「Fluff phase」が来て、どんどん他のノードに拡がっていく訳です。技術的にはこんな単純ではなくもっともっともっと複雑です。また、②の懸念点を排除するため、特にBeamではTXマージやダミーUTXOなどの改良されたDandelionが導入されています。MWプロトコル単独では懸念された①と②が改良Dandelionのお陰で改善された訳です。素晴らしい！（※ダミーUTXOはBeamだけに導入された技術なので、Beamの方がより匿名性が優れると言えるでしょう）

もともとDandelionは2017年にビットコインのプライバシーを改善するために提案されたものです。

 

Cut Through（カットスルー）

MWプロトコルはトランザクションという概念が少し違っており、1つのトランザクションの中に複数のインプットとアウトプットが含まれているのではなく、統合されたひとつの大きなトランザクションのみが存在しています。イメージとしては、複数のトランザクションを混ぜ合わせてひとつのトランザクションを作るMoneroのCoinJoinをイメージしてください。その大きなトランザクションがMWではブロックとして扱われます。

そのトランザクションでは、中間に位置するトランザクションが省かれることによってトランザクションを圧縮しています。

例えば、「アリスからボブ」に送金があったとします。その後「ボブからマイケル」に送金がありました。この場合にブロックチェーンに記録されるのは「アリスからマイケル」に送金したというデータになります。中間に位置するボブへの送金は、カットスルーによってブロックチェーンには記録されません。

このように中間トランザクションを排除することによってトランザクションを圧縮します。結果プライバシーが向上し、ブロックチェーンに保持されるデータ量が圧縮されます（BEAMはカットスルーの実装によって、ブロックチェーンサイズがビットコインの3分の1以下になるといわれています）。

 

まとめ

Grinに採用されているテクノロジーたちを紹介させて頂きました。情報も少ない点や理解が難しい部分も多々あるため、抜け漏れ等が多々あります。

まもなくローンチされるGrinのテクノロジーについて「こんな技術が使われてるのか」程度で認識して頂ければ幸いです。

 

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BEAMとは

~ 今井 涼二

MimbleWimbleを採用しているオープンソースプロジェクトBEAMと匿名通貨の代表であるMoneroやZcashとの比較についての解説と、BEAM自体のスペックとそのディストリビューション（流通設計）について触れています。ディストリビューションに関してはICOなしプレマインなしとかなり評価できるプロジェクトと言えます。

BEAMとは

BEAMとはMimbleWimbleに基づいたオープンソースプロジェクト。

MimbleWimble（以下よりMWに略）は元々ビットコインのスケーリングやFungibilityについて活発な議論がなされているときに提案されたものです。しかもこの開発者は匿名で、ビットコイン開発者のIRCチャンネルにログインし、MWに関するホワイトペーパーへのTorリンクを貼り付けて消えました。

MWはトランザクションの秘匿化とスケーラビリティを両立させられる可能性があるという点で注目されています。

2016年秋頃にBTCNでも取り上げられています。MWについての詳細はすでに下記BTCNも含め既知であるため割愛させて頂きます。

https://btcnews.jp/mimblewimble-by-andrew-poelstra/

このMWという技術を初めて採用して2019年1月3日にローンチしたのが「BEAM」というプロジェクトです。（厳密にはGrinというプロジェクトもMWを採用しているが今回はBEAMのみに焦点を当てます。）

MWを採用しているBEAMはもちろん秘匿化に特化したプロジェクトです。しかし、秘匿といえばMoneroやZcashといったプロジェクトもあります。

いったいどこに違いがあるのでしょうか？

それぞれの特徴を整理してみたいと思います。

Monero

Moneroは、Confidential Transactions（＊１）とRing Signatures（リング署名）（＊２）とStealth Addresses（ステルスアドレス）（＊３）を使用して機密性を確保しています。

＊１ Confidential Transactions：準同型暗号という方法を用いて取引量を取引関係者のみ知ることができるような仕組みです。

＊２ リング署名：自信の送信アドレスとその他の関係のない送信アドレスを混ぜ合わせて、一つの送信アドレスを作り、署名自体も複数の秘密鍵を混ぜて作り個人の特定をできなくしている秘匿方法です。

＊３ ステルスアドレス：ワンタイムアドレスと呼ばれる一定の時間に一度の取引きだけに有効になるアドレスを生成して取引することで取引履歴が第三者に分からないようになっています。

秘匿に関する評価は高いもののリング署名の使用により、追加のデータが各トランザクションに添付されることでブロックチェーンのサイズが大幅に増加します。2018年10月時点では、Moneroのブロックチェーンサイズは約48GBとなっています。

トランザクションサイズの問題を解決するために「Bullet proof」と呼ばれる改善案が導入されました。これによってトランザクションサイズが80%程改善されたのですが、それでもビットコインのトランザクションの5倍ほど大きいのが現状です。

Zcash

Zcashはzk-SNARKを採用しており、これは非常に高度な形式のゼロ知識暗号化方式です。zk-SNARKでは、ブロックチェーン上のすべての取引金額、入力、および出力は完全に隠されています。ただし、Zcashのトランザクションはデフォルトではプライベートではありません。つまりトランザクションを秘匿化したい場合には手動でプライベートにしないといけません。

zk-SNARKの作成は計算量が多く、プライベートトランザクションを作成するのに通常のPCで1分から3分程必要になります。ほとんどのユーザーはそれらを有効にしないため、ネットワーク全体のプライバシーが損なわれます。2018年10月時点では、Zcashネットワーク内のプライベートトランザクションの割合は1％以下なのです。

トランザクションサイズはビットコインの9倍なっており、スケーラビリティの観点からは好ましいとは言えないでしょう。

BEAM

MWにはいわゆる「アドレス」というものがなく、ユーザー自身が保有するUTXOに紐付けられた秘密鍵を所有しています。

MWを採用しているBEAMには、取引を秘匿にするか否かなどの選択肢はなく、仕組み上、トランザクションそのものが秘匿化しています。さらにDandelion（ダンデライオン）という仕組みを用いて悪意のあるノードからのトランザクション解析も防いでいます。これは匿名性を大幅に向上させるネットワークポリシーです。

Dandelionについては後日別途記事にする為、ここでは割愛させて頂きます。

MWではCut-through（カットスルー）という仕組みによって、トランザクションのサイズを非常に小さくできるとのことです。

カットスルーはUTXOのすべての中間取引を削除してしまうようです。これによってBEAMのブロックチェーンサイズはビットコインの約30％程まで小さくなるようです。

 

スペックと流通設計

BEAMのスペックについて下記に記載します。

  • マイニングアルゴリズム：Equihash
  • ブロック生成時間：1分
  • ブロックあたりのトランザクション：約1000個
  • ブロックサイズ：1MB
  • Difficulty：1440ブロック（約24時間）

最初の1年間のマイナーに対するブロックリワードは1ブロックあたり80BEAM。2年目から5年目のブロックリワードは1ブロックあたり40BEAMになります。6年目には25BEAMの報酬が与えられ、その後129年まで4年ごとに半減期を迎えます。そして133年以降はBEAMの放出が停止します。

それとは別に最初の5年間のみ、新規ブロックが生成される度に、Treasuryと呼ばれる場所にBEAMが新規発行されます。1年目は1ブロックあたり20BEAMが発行され、それ以降は1ブロックあたり10BEAMが発行されることとなっています。

BEAMの発行スケジュールによると1年後に52,560,000BEAM, 2年後に78,840,000BEAM, 3年後に105,120,00BEAMが発行されていることになります。

上記のTreasuryに発行されたBEAMは四半期ごとに下記のように分配されます。

  • 投資家：40％
  • コアチーム：40％
  • BEAMファンデーション：20％

マイニングリワードの20%が一定期間Foundationに配分され、最終的に総供給量の12%がFoundationの取り分となります。

BEAMプロジェクトの流通設計にも注目されている理由があります。

重要視されるトークン自体のトークンディストリビューションはプレマインが全くありません。つまりICOもしていなければ運営側が初期状態で保有しているトークンも無いと言うことです。

2019年1月3日からのマイナーによるブロックリワードからが初めてのトークン流通となるわけです。これ以上ない公平性を実現したトークンローンチと言えるでしょう。

現在HOTBITという取引所でのみ上場＆売買がされており下記URLにて確認することができます。

https://www.hotbit.io

BEAMの日本公式アカウントも立ち上がっていました。

 

まとめ

MWという興味深い仕組みを採用しているがゆえに、完成度の高い秘匿システムとMoneroやZcash以上のスケーラビリティを持ち合わせている点で今後の動向にも注目が集まります。

また、トークンディストリビューションに関しても世間の評価を集めており、プレマインなし、ICOなし、エアドロップもなしと公平性を意識したローンチには感心するばかりです。

「プライバシー」に関しては、常に一定の注目が集まりその度に、MoneroやZcashなどの秘匿プロジェクトの名前が上がっていました。2019年は間違いなくMWを採用しているBEAMプロジェクトに一定の感心が集まることでしょう。

 

参考
https://github.com/BeamMW/beam/wiki
https://medium.com/beam-mw/
https://medium.com/beam-mw

 

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