オフチェーン取引の説明

オフチェーントランザクションとは？

オフチェーントランザクションとは、ブロックチェーンネットワーク外で発生する価値やデータの移動を指しますが、最終的にはオンチェーンで決済または検証される可能性があります。ブロックチェーン台帳に直接記録され、ネットワークのコンセンサスを得るオンチェーントランザクションとは異なり、オフチェーントランザクションは、少なくとも一時的にはメインネットワークから独立して動作します。この違いにより、特に速度、コスト、スケーラビリティにおいて、いくつかの利点が生まれます。

オフチェーンモデルは、さまざまなブロックチェーンプラットフォームやアプリケーションで使用されており、決済チャネル、サイドチェーン、信頼できるサードパーティ台帳など、複数の形態をとることができます。いずれの場合も、セキュリティを維持し、最終的なオンチェーンでの照合の可能性を確保しながら、トランザクションの負担の一部をメインブロックチェーンから別のシステムにオフロードすることが目標です。

オフチェーンアクティビティの背後にある考え方は単なる理論上のものではありません。ビットコインライトニングネットワークのような現実世界のシステムにも実装されており、ユーザーは送金ごとにブロックチェーンを参照することなく複数のトランザクションを実行できます。オフチェーンアクティビティ（決済チャネルの閉鎖など）が完了すると、最終的な結果を反映した最終トランザクションがブロードキャストされ、ブロックチェーンに記録されます。これにより、プロセスの信頼性と整合性が確保されます。

オフチェーントランザクションは、高スループットと低手数料が不可欠な環境で最も一般的に使用されます。アクティビティをコアブロックチェーンから切り離すことで、ユーザーは基盤となるテクノロジーを有意義な方法で利用しながら、より高速で柔軟な運用を実現できます。

この形式のトランザクションは、特にトランザクションの混雑や高額なガスコストに悩まされているブロックチェーンにおいて、スケーラビリティソリューションを実現します。ブロックチェーン自体のサイズや速度を増大させるのではなく、開発者とユーザーは、アクティビティを効率的に処理するための補完的なフレームワークを提供する並列システムとやり取りします。

まとめると、オフチェーントランザクションとは、ブロックチェーンから離れた場所で発生するトランザクションでありながら、より高速、安価、そしてスケーラブルなやり取りを可能にすることで、ブロックチェーンの機能をサポートするトランザクションです。主な機能は以下のとおりです。

• スピード: ピアツーピア送金の即時またはほぼ瞬時の決済。
• コスト効率: ブロックチェーンのやり取りに関連する取引手数料またはガス料金を最小限に抑えます。
• スケーラビリティ: 輻輳を軽減し、ネットワークスループットを向上させます。
• プライバシー: オンチェーンフットプリントの制限により、機密性が強化されます。

こうしたメリットがある一方で、すべてのオフチェーンフレームワークが分散化とセキュリティに関して同等の保証を提供しているわけではありません。これは、特定のユースケースへの適合性を評価する際に重要な考慮事項となります。

オフチェーン取引の人気が高まっている理由

近年、効率的でスケーラブルなブロックチェーンソリューションへの需要の高まりにより、オフチェーン取引の人気が急上昇しています。特に金融サービスや分散型金融（DeFi）においてブロックチェーンの導入が加速するにつれ、ネットワークの混雑、高額な手数料、承認時間の遅延といったオンチェーン処理の限界がより顕著になってきています。オフチェーン取引は、その効果的な回避策となります。

オフチェーンが人気を集めている主な要因の一つは、利用頻度の高いブロックチェーンにおける取引コストの上昇です。例えば、イーサリアムはガス料金が変動することで知られており、単純なトークンの送金でさえコストが大幅に増加する可能性があります。こうしたコストを回避したいユーザーは、取引手数料が最小限、あるいは全くかからないオフチェーンソリューションに目を向けることが多いのです。

もう一つの重要な理由はスピードです。オンチェーンでの取引承認には通常、マイニングや検証による合意形成が必要であり、レイテンシが発生する可能性があります。対照的に、ライトニングネットワークやレイヤー2ロールアップなどのオフチェーンモデルは、ほぼ瞬時の送金を可能にするため、マイクロペイメントや迅速な決済システムなどのユースケースに最適です。

プライバシーも重要な要素です。すべてのオンチェーン取引は公開記録され、分析可能であるため、個人取引や機密性の高い商業活動には適さない可能性があります。オフチェーン取引では、詳細をブロックチェーンに即座に記録する必要がないため、こうしたリスクを最小限に抑え、機能的なセキュリティを維持しながら機密性を維持できます。

さらに、スケーラビリティの観点から見ると、オフチェーンメカ​​ニズムにより、ブロックチェーンネットワークはコアプロトコルに根本的な変更を加えることなく、はるかに多くのトランザクションを処理できます。技術的なトレードオフはあるものの、これらのモデルは、パフォーマンスのボトルネックを抱えるネットワークにとって、非常に必要な緩和策となります。

オフチェーン取引のメリットを享受できるユースケースには、以下が含まれます。

• マイクロペイメント: ユーザーは、高額な手数料を支払ったり、確認を待ったりすることなく、小額の支払いを頻繁に行うことができます。
• クロスボーダー送金: オフチェーン方式は、コルレス銀行手数料を回避し、費用対効果の高い迅速なクロスボーダー送金を可能にします。
• スマートコントラクト実行: 複雑な契約ロジックをオフチェーンで処理し、ブロックチェーンと同期させることで、オンチェーンのリソースを解放できます。
• 取引プラットフォーム: 分散型取引所やトークンスワップは、最終決済を実行する前にオフチェーン台帳を使用してバッチ処理を行うことでメリットを得ることができます。オンチェーン。

大企業は、ブロックチェーンのユースケースをサポートするために、オフチェーン技術にも投資しています。デジタルIDシステムからサプライチェーンのトレーサビリティまで、オフチェーンで高速かつ安全なやり取りを実行できることで、これらのプロジェクトを商業規模で実行することが可能になります。

イングランド銀行や欧州中央銀行が実施しているような中央銀行デジタル通貨（CBDC）のパイロットプロジェクトでさえ、公共インフラに負担をかけずに取引量を効果的に処理するためのオフチェーン決済メカニズムを模索しています。

開発者や企業にとって、その意味は明らかです。オフチェーン機能を活用した製品を構築することで、優れたパフォーマンスと最適なコスト構造を実現できます。ブロックチェーンネットワークが成熟するにつれて、オフチェーンとオンチェーンのやり取りが共存するハイブリッドモデルの統合が、デジタル経済の進化において中心的な役割を果たすようになるでしょう。

様々な種類のオフチェーンモデル

オフチェーントランザクションは、万能のソリューションではありません。様々なブロックチェーンネットワークやアプリケーションの要件に対応するために、複数のモデルが登場しています。これらのモデルは、技術的な実装、セキュリティの前提、ユーザーインタラクションの点で異なります。主要なオフチェーンフレームワークの種類を理解することで、ブロックチェーンのスケーラビリティと機能を実用的な方法で拡張する方法についての洞察が得られます。

1. ペイメントチャネル

最もよく知られている方法の1つはペイメントチャネルです。これは、オンチェーンのスマートコントラクトに資金をロックし、その後、ユーザーは複数のオフチェーントランザクションを相互に送信できるようにするものです。必要なオンチェーントランザクションは、チャネルを開くためのものと閉じるためのものの2つだけです。ビットコインのライトニングネットワークとイーサリアムのRaidenネットワークはどちらもこの概念を採用しています。

メリット:

• 頻繁で少額の取引に最適です。
• 取引手数料を大幅に削減できます。
• チャネル参加者間の取引は即時に確定します。

デメリット:

• 特定のチャネルに関与する当事者に限定されます。
• 不正行為を防ぐため、クローズ時には両当事者がオンラインである必要があります。

2. サイドチェーン

サイドチェーンは、メインチェーンと並行して実行される独立したブロックチェーンであり、双方向ペグまたはスマートコントラクトを介して相互運用可能です。ユーザーはメインチェーンとサイドチェーン間で資産を転送することができ、サイドチェーンでは異なるコンセンサスルールや機能が適用される場合があります。

メリット:

• メインチェーンのセキュリティに影響を与えることなく実験を行うことができます。
• 専用スループットによりスケーラビリティが向上します。
• 業界固有のアプリケーション向けにカスタマイズが可能です。

デメリット:

• セキュリティレベルがメインネットワークと一致しない場合があります。
• 資産転送にはチェーン間の継続的な調整が必要です。

3. ステートチャネル

ペイメントチャネルと同様に、ステートチャネルは単なる支払い転送以上の機能を提供します。スマートコントラクトロジックのような任意の状態遷移をカプセル化します。関係者はオフチェーンでやり取りし、後から証明または最終状態をブロックチェーンに送信できます。

メリット:

• 頻繁にやり取りが行われるdAppsに適しています。
• 複雑な操作をオフチェーンで処理することで、オンチェーンの混雑を軽減します。

デメリット:

• ユースケースが複雑で、適用範囲が限られています。
• 紛争や悪用を防ぐには、適切な設定が不可欠です。

4. コミットチェーンとロールアップ

コミットチェーンとロールアップでは、トランザクションがバッチ処理され、定期的にオンチェーンに記録されます。ロールアップは、オフチェーンデータのセキュリティを確保するために、オプティミスティック・ロールアップやゼロ知識（ZK）ロールアップなどの暗号証明を活用します。

メリット：

• 特にDeFiプラットフォームやNFT取引において、高いスケーラビリティを備えています。
• 低い手数料で分散性とコンポーザビリティを維持できます。

デメリット：

• 不正証明や紛争期間が絡む場合、ファイナリティ（最終決定）が遅れます。
• 複雑な設計と実装要件があります。

各モデルは、速度、コスト、セキュリティのバランスが異なり、採用の可否はユースケースによって異なります。多くの環境では、最適なアーキテクチャを実現するために、複数のオフチェーン戦略が組み合わされています。

オフチェーンメカ​​ニズムの台頭は、一時的なパフォーマンス問題に対する単なる解決策ではなく、グローバル金融、コンピューティング、そしてデジタル経済におけるブロックチェーンの役割の根本的な変化を意味します。インフラが進化するにつれて、これらの技術は、ブロックチェーン技術を大規模に運用する上で、ますます不可欠なものになると予想されます。