オンチェーン VS オフチェーン：メリット、デメリット、トレードオフ

オンチェーンとオフチェーンとは？

オンチェーンとオフチェーンは、ブロックチェーンベースのエコシステム内でトランザクションを実行および記録する2つの異なる方法を指します。これらの概念は、ブロックチェーン技術をスケーラビリティ、効率性、そしてユーザーニーズに合わせてどのようにカスタマイズできるかを理解する上で極めて重要です。

オンチェーントランザクション

オンチェーントランザクションとは、ブロックチェーン上で直接実行され、分散型台帳に記録されるトランザクションです。すべてのオンチェーントランザクションは、ネットワークのコンセンサスメカニズム（通常はプルーフ・オブ・ワーク（PoW）、プルーフ・オブ・ステーク（PoS）、または類似のプロトコル）によって検証されます。一度承認されると、それらはブロックチェーンの履歴に永続的に記録され、表示可能かつ変更不可能になります。

オフチェーントランザクション

オフチェーントランザクションは、メインのブロックチェーンネットワークの外で行われます。データをブロックチェーンに即座にブロードキャストするのではなく、参加者はプライベートに、またはセカンダリネットワークを介してトランザクションに合意することができます。これらのトランザクションは、システムのルールが許せば、後からオンチェーンで決済することも、決済されないこともあります。ビットコインのライトニングネットワークのような決済チャネルや、Polygonのようなサイドチェーンは、オフチェーンメカ​​ニズムの代表的な例です。

主な違い

• 検証： オンチェーントランザクションはネットワーク全体のコンセンサスに基づきますが、オフチェーントランザクションは仲介者やスマートコントラクトの条件に依存する場合があります。
• コスト： オンチェーントランザクションにはネットワーク手数料がかかりますが、オフチェーントランザクションはより安価、あるいは無料の場合もあります。
• 速度： オンチェーン決済はネットワークの混雑に直面する可能性がありますが、オフチェーンシステムは通常、即時に決済されます。
• 透明性： オンチェーンは公開台帳による説明責任を提供しますが、オフチェーンは通常、よりプライバシーが保護されます。
• セキュリティ： オンチェーンは分散型の監査可能性の恩恵を受けます。オフチェーンでは、セキュリティを犠牲にしてスピードとコスト効率を優先します。

これらの基本的な違いを理解することは、規制遵守、低い取引手数料、リアルタイム決済など、アプリケーションの要件に応じて適切な手法を選択するために不可欠です。

オンチェーンの長所と短所

オンチェーン取引を選択すると、主に透明性、分散化、セキュリティに関連する一定のメリットが得られます。しかし、オンチェーンシステムは、特に効率性とスケーラビリティの面で課題にも直面しています。以下では、オンチェーン取引の実世界における強みと課題について詳しく見ていきます。

オンチェーン取引のメリット

• セキュリティ: すべての取引は分散型コンセンサスメカニズムによって検証されるため、詐欺や改ざんに対する耐性が非常に高くなります。
• 透明性: オンチェーン上のやり取りは公開記録され、誰でも閲覧できるため、DeFi、DAO、NFTなどの関係者やアプリケーションのアカウンタビリティが向上します。
• 不変性: 一度承認された取引は変更できません。このファイナリティは、スマートコントラクトにおける監査証跡や法的強制力に最適です。
• プロトコルコンプライアンス： オンチェーンオペレーションは、ブロックチェーンプロトコルに組み込まれたルールに自動的に従うため、第三者による強制執行の必要性が軽減されます。

オンチェーントランザクションのデメリット

• 高額な手数料： オンチェーントランザクションでは、Ethereumのように、ネットワークの混雑状況や使用状況に応じて変動するガス料金が必要になることがよくあります。
• 低速： ブロックの承認時間とコンセンサス遅延により、一般的にスループットは低速になります。例えば、ビットコインは1秒あたり3～7件のトランザクション（TPS）を処理します。
• スケーラビリティの制限： パブリックブロックチェーンは1秒あたりのトランザクション数に技術的な制限があるため、レイヤー2ソリューションのない大規模な消費者向け取引やマイクロトランザクションのユースケースには適していません。
• エネルギー消費： PoWを使用するネットワークでは、トランザクションの確認にかかるエネルギーコストが、中央集権型システムやオフチェーンシステムに比べて大幅に高くなる可能性があります。

オンチェーンシステムは整合性が高く評価されていますが、すべてのアプリケーションに必ずしも実用的であるとは限りません。信頼性と記録保持という追加の保証が、オンチェーン実行に固有の帯域幅、コスト、そして環境負荷を正当化するかどうかを判断する必要があります。

オンチェーンに適したユースケース

• スマートコントラクトベースのアプリケーション（例：分散型取引所）
• 高額取引を伴う資産移転
• ブロックチェーンガバナンスとDAO投票メカニズム
• トークンの発行と管理（例：ICOとNFT）

オンチェーンは、その厳格な要件があらゆるシナリオに最適であるわけではないものの、ブロックチェーンシステムにおけるファイナリティと真実性のゴールドスタンダードであり続けています。

オフチェーンの長所と短所

オフチェーン取引は、コストやレイテンシーといった主要な制約を解消することで、従来のオンチェーン取引に代わる魅力的な選択肢となります。しかし、これらのメリットには、信頼性と永続性という点で大きなトレードオフが伴います。ここでは、オフチェーン取引の主なメリットとデメリットについて詳しく説明します。

オフチェーン取引のメリット

• 手数料が低い、または無料： オフチェーンでのやり取りはブロックチェーンの即時検証を経由しないため、ほとんどの場合、ガス料金やマイナーへのインセンティブは必要ありません。
• 高速： 取引は数ミリ秒で決済できるため、ネットワークの混雑を回避し、リアルタイム処理を実現します。
• スケーラビリティ： オフチェーンシステムは、ベースレイヤーチェーンよりも1秒あたりに処理できる取引数が大幅に多いため、決済処理業者や高頻度アプリケーションに適しています。
• プライバシー： オフチェーンの記録はメイン台帳にすぐには表示されないため、取引を公開することなく実行できます。これはエンタープライズユースケースにとって価値があります。
• 柔軟性: トランザクション構造は、厳格なブロックチェーンプロトコルの外でカスタマイズできるため、条件付き実行やピアツーピア契約が可能になります。

オフチェーントランザクションのデメリット

• 信頼性の低さ: オフチェーンシステムは、多くの場合、仲介者や取引相手への信頼に依存しており、分散化の原則と矛盾する可能性があります。
• 決済の遅延: 一部のオフチェーン取引では、最終的にオンチェーンでのバッチ処理または決済が必要になり、ファイナリティ（確定）が遅れます。
• 紛争解決の複雑さ: オンチェーン記録がない場合、紛争解決にはオフチェーン上の証拠、契約、または外部仲裁が必要になる場合があります。
• 検閲リスク: オフチェーンシステムにおける中央集権的な仲介者は、許可のないオンチェーンネットワークとは異なり、トランザクションを検閲したり遅延させたりすることはできません。

これらの弱点にもかかわらず、オフチェーンソリューションは、特にスループットとコスト削減が重要な場合に、ブロックチェーン導入の鍵となります。例としては、決済チャネル（例：Bitcoin Lightning）、サイドチェーン（例：Polygon）、取引所で使用されるカストディソリューションなどが挙げられます。

オフチェーンに適したユースケース

• 小売決済およびマイクロトランザクション（例：ゲームやチップ）
• 個人資産の移転（例：OTC取引）
• 高頻度取引環境
• 機密性を必要とするエンタープライズブロックチェーンアプリケーション

オフチェーンネットワークは速度とコストに最適化されていますが、分散型の保証については妥協する傾向があります。規模、俊敏性、またはプライバシーが公開台帳の強制の必要性を上回る場合は、オフチェーンを選択することが有利です。