トランザクションのファイナリティの説明：チェーンによって承認が異なる理由

トランザクションのファイナリティとは、ブロックチェーンのトランザクションが永続的かつ不可逆であり、処理が完了した後は変更や取り消しができないという保証を指します。これはブロックチェーン技術において重要な概念であり、特に決済、資産移転、スマートコントラクトなど、高度なセキュリティと信頼性が求められる金融システムやアプリケーションにおいて重要です。

従来の金融では、ファイナリティは中央機関（通常は銀行や決済機関）によって保証されます。しかし、分散型ブロックチェーンネットワークでは、ファイナリティはコンセンサスメカニズムとネットワークプロトコルによって実現されますが、これらはブロックチェーンごとに大きく異なる場合があります。この違いにより、トランザクションが「確認」されたことの意味についての解釈が異なります。

トランザクションがブロックに含まれる（つまり、確認される）ということは、必ずしもファイナリティに達したことを意味するわけではないことを理解することが重要です。ブロックチェーンによっては、トランザクションが不変かつ確実に決済されるまでに、複数回の確認が必要になる場合があります。

ブロックチェーンには、主に2種類のファイナリティがあります。

• 確率的ファイナリティ: ビットコインなどのプルーフ・オブ・ワーク（PoW）ネットワークでよく使用されます。ファイナリティは絶対的なものではありませんが、トランザクションブロックの上にブロックが追加されるにつれて、統計的に確実性が高まります。
• 決定的ファイナリティ: 主にプルーフ・オブ・ステーク（PoS）ネットワークや、イーサリアム（マージ後）、Cosmos、Avalancheなどで使用されているBFT（ビザンチン・フォールト・トレランス）コンセンサスプロトコルで見られます。この場合、トランザクションは即座に確定するか、事前に定義された条件が満たされた後に確定します。

ブロックチェーン間のファイナリティの違いは、クロスチェーン操作、スマートコントラクト、ユーザーエクスペリエンスに複雑さをもたらします。明確な理解がなければ、ユーザーや企業は、チェーンの再編成やコンセンサス失敗といった特定の攻撃シナリオにおいて、実際にはトランザクションが元に戻せるにもかかわらず、トランザクションが安全であると誤って想定してしまう可能性があります。

トランザクションのファイナリティのニュアンスを理解することで、ブロックチェーンインフラストラクチャとのやり取りがより安全になり、分散型システム間で価値を移動する際に、より情報に基づいたリスク評価が可能になります。

ユーザーは「確認済み」のブロックチェーントランザクションを、完了かつ安全であると解釈することがよくありますが、この用語はチェーンによって意味が異なります。この差異は主に、個々のブロックチェーンが採用するコンセンサスメカニズムとネットワークセキュリティの想定が異なることに起因しています。主要なネットワークにおいて、確認回数がトランザクションのファイナリティとどのように関連しているかを見てみましょう。

ビットコインは、元祖であり最も広く使用されているブロックチェーンであり、コンセンサスモデルとしてプルーフ・オブ・ワーク（PoW）を採用しています。PoWは、特に少数派フォークや51%攻撃によるチェーンの再編成の影響を受けやすいため、ビットコインでは確率的なファイナリティを実現するために複数回の確認が必要です。一般的な経験則として、トランザクションが確定したと判断する前に、6回の確認（約1時間）を待つことが挙げられます。ブロックが追加されるたびに、トランザクションを削除する再編成の確率は指数関数的に低下します。

イーサリアムも2022年までPoWを採用していましたが、その後、マージによりプルーフ・オブ・ステーク（PoS）に移行しました。PoSでは、ゴーストとファイナリティ・ガジェット（FFG）のアプローチを採用し、ファイナライズされたチェックポイントを通じて決定論的なファイナリティを実現します。トランザクションは通常、約2エポック（約12分）後に確定したとみなされますが、通常は数秒以内に初期承認を受け取ります。これにより、PoW環境よりも迅速に、不可逆性に対する高い信頼性が確保されます。

ソラナは、高スループットと最適化されたPoSベースのコンセンサス（Tower BFT）により、わずか数秒でファイナリティを実現します。これにより、ほぼ瞬時の決済が可能になりますが、高パフォーマンス時にネットワークの整合性を維持するためには、相当規模のインフラストラクチャとバリデーターの連携が必要になります。

Avalancheは、PoSベースの独自のコンセンサスアプローチにより、1秒未満のファイナリティを実現します。Avalancheでのトランザクションは、複数回の承認を必要とせずに1～2秒以内に確定的なファイナリティに達することが多く、リアルタイムアプリケーションに適しています。ただし、ネットワークの分散化と攻撃耐性のトレードオフは、より保守的なビットコインやイーサリアムのエコシステムとは異なります。

Cosmosチェーン（例：Cosmos Hub）では、Tendermint BFTスタイルのコンセンサスにより、1ブロックの確認でトランザクションは確定します。通常、ブロックがコミットされた後にチェーンが再編成される可能性はないため、長い待機時間を必要とせずに、強力なファイナリティ保証が可能になります。

したがって、必要な確認回数は、基盤となるチェーンアーキテクチャによって異なります。

• ビットコイン: 高額トランザクションの場合、6回以上の確認が必要
• イーサリアム: チェックポイントのファイナリティには2エポック（約64ブロック）が必要
• Solana: ファイナリティは数秒、多くの場合1ブロック
• アバランチ: 1～2秒以内に確定
• Cosmos: ブロックの提案とコミット直後に確定

これらの違いを認識することは、アプリケーションの設計、セキュリティ対策の管理、またはチェーン間の資産移転の実行において不可欠です。トランザクションの確定の仕組みを誤解すると、支払いを承諾したり、スマート コントラクト アクションを時期尚早にトリガーしたりするなど、脆弱性が生じる可能性があります。

「確認済み」のトランザクションが最終的なものであると想定することは、固有のリスクを伴います。これらのリスクは、決定論的なファイナリティを欠くシステムや、確認数が変動するシステムではさらに大きくなります。ユーザーの期待と技術的な現実の不一致は、財務上および運用上の重大な結果をもたらす可能性があります。

二重支払い攻撃は、確率的ファイナリティシステムにおけるリスクの一例です。ビットコインなどのPoWチェーンでは、マイナーは独立して新しいブロックを作成します。一時的に2つのチェーンが形成された場合、ネットワークは最終的に一方を正規のチェーンとして選択し、もう一方を破棄します。十分なリソースを持つ攻撃者は、特に十分な数の確認が蓄積される前に、元のチェーンよりも多くのマイニングを行うことで、理論上は最近のトランザクションを逆転させる可能性があります。

同様に、チェーンの再編成は、わずか1、2回の確認後にアクションがトリガーされた場合、Ethereum上のアプリケーションに影響を与える可能性があります。稀ではあるものの、浅い再編成によってトランザクションが削除または置換される可能性があり、トランザクションシーケンスのファイナリティに依存するDeFiアプリ、DEX注文マッチングエンジン、NFTマーケットプレイスに問題を引き起こします。

クロスチェーンブリッジでは、この問題はさらに深刻です。ブロックチェーンAがトランザクションを確定的なものと見なしたにもかかわらず、ブロックチェーンBが確定的なファイナリティに達する前にそのトランザクションに早期に反応した場合、再編成によってそのトランザクションが孤立化してしまう可能性があり、悪名高いChainSwap攻撃やAnyswap攻撃などの潜在的な悪用につながる可能性があります。セキュアブリッジプロトコルは通常、十分な数の確認を待機し、オラクルやサードパーティの検証ネットワークを活用してこのような脅威を軽減します。

さらに、規制および会計フレームワークでは、特にデジタル資産に関しては、明確な決済ファイナリティルールが求められることがよくあります。ここでの不正確な仮定は、資産の保管、取引量、または法的責任の誤報告につながる可能性があり、特に変動の激しい市場にさらされている金融機関にとっては大きな問題となります。

これらのリスクを軽減するために、賢明な開発者とユーザーは以下の点に留意する必要があります。

• 初回確認と決済のファイナリティの違いを認識する
• 使用する各ブロックチェーンのコンセンサスモデルを理解する
• 重要なトランザクションを処理する前に、確認のためのバッファを設ける
• 確認だけでなく、ファイナリティステータスも公開するライブラリ、ブロックエクスプローラー、またはAPIを使用する

結論として、「確認」は相対的な指標であり、適切な文脈で捉えなければ過信につながる可能性があります。ファイナリティはトランザクションのセキュリティを示すより堅牢な指標であり、各ブロックチェーンのアーキテクチャを考慮して理解する必要があります。ステーブルコインを移動する場合でも、スマート コントラクトを操作する場合でも、インフラストラクチャを開発する場合でも、これらの違いを理解することは、ブロックチェーンの安全なエンゲージメントにとって不可欠です。