DAG-BFT vs Chain-BFT アーキテクチャの本質的分岐
[!info] TL;DR
現代の BFT コンセンサスアルゴリズムは 2 大流派に分かれる。すなわち、Chain-BFT（HotStuff / Tendermint / Threshold Simplex / Malachite）は block をチェーン化し、DAG-BFT（Narwhal / Bullshark / Mysticeti）は mempool を first-class consensus citizen に格上げする。本質的な分岐はパフォーマンスではなく mempool の抽象方式にある —— Chain-BFT は決済シーン（監査フレンドリー）に適し、DAG-BFT は高スループットシーン（100k+ TPS）に適する。Tempo と Arc は双方とも Chain-BFT を採用している。
2 大流派の対比：
| 次元 | Chain-BFT | DAG-BFT |
|---|---|---|
| 代表アルゴリズム | HotStuff, Tendermint, Threshold Simplex (Tempo), Malachite (Arc) | Narwhal, Bullshark, Mysticeti (Sui) |
| データ構造 | チェーン + view change | DAG + total order extraction |
| Mempool 抽象 | secondary（leader gather → propose） | first-class（mempool = consensus） |
| 時間計算量 | O(n) per block | O(1) per block（非同期） |
| スループット | 約 10K TPS | 100K+ TPS |
| 最終性 | 1-2 秒 | 亜秒級 |
| 監査とデバッグ | シンプル（線形 history） | 複雑（DAG 走査） |
| 適用シーン | 決済、ステーブルコイン、機関金融 | 高頻度取引、ゲーム、DEX |
Tempo と Arc が双方とも Chain-BFT を採用する理由：
- 監査フレンドリー:決済シーンでは各取引が監査可能でなければならず、DAG 履歴の展開は過度に複雑である
- TPS は既に十分である:ステーブルコイン決済に 100K+ TPS は不要である（Visa のグローバル処理量は約 24K TPS）
- 学術的成熟度が高い:HotStuff と Tendermint の論文および実装はいずれも大規模な検証を経ている
- 形式化検証が容易である:Malachite + Quint co-design は Chain-BFT 体系下でより直接的に実装できる
DAG-BFT の優位シーン：
- Sui / Aptos 等の high-TPS L1
- Solana の類似設計（PoH + Tower BFT は DAG-flavored）
- 将来の AI agent マイクロ決済（毎秒数百万件の sub-cent transaction）
学術フロンティア：
- Mysticeti (Sui, 2024):DAG-BFT が亜秒 finality を実現
- Bullshark (2022, Aptos / Sui):first-class mempool 思想の正式化
- Threshold Simplex (2025, Tempo):Chain-BFT + BLS aggregation の工学的収斂
- Malachite (2025, Arc):Chain-BFT + Quint formal verification パラダイム
論文索引：
- HotStuff: Yin et al. 2019 (https://arxiv.org/abs/1803.05069)
- Narwhal & Bullshark: Spiegelman et al. 2022
- Mysticeti: Babel et al. 2024
- Threshold Simplex: Tempo blog / Paradigm research
- Malachite: Informal Systems 2025
適用判断フレームワーク：
- 決済 / 清算 → Chain-BFT
- ゲーム / 高頻度 → DAG-BFT
- 汎用 L1 → どちらも可（エコシステムの目標による）
出典: projects/blockchain-research-2026-05/academic/index.md
Related
- Wiki Index
- Threshold BFT コンセンサスの Rust 化
- 耐量子署名 day-1 統合