Chainインターオペラビリティ-Vitalik Buterin
R3 Reports – 2016年9月9日
https://www.r3.com/wp-content/uploads/2017/06/chain_interoperability_r3.pdf
✅ブロックチェーンの相互運用性
ブロックチェーン業界の最初の数年間は「すべてを支配するブロックチェーンは1つ」だと考えることは許されるかもしれませんが、最近ではそのような可能性は現実からますます後退しています。
パブリックブロックチェーンスペース内では、さまざまなプロジェクトが、セキュリティ、プライバシー、効率、柔軟性、プラットフォームの複雑さ、開発者の使いやすさ、さらには政治的価値としか言いようのないものの間のトレードオフスペースのさまざまな領域を賭けています。
プライベートおよびコンソーシアムのチェーンスペースでは、さまざまな業界にさまざまなチェーンが存在するという概念、さらには同じ業界内にさまざまなチェーンが存在するという概念は、議論の余地が少なく、ほぼ間違いなく普遍的に明白であると理解されています。
このような世界では、自然に浮かび上がる質問の1つは、これらのチェーンがどのように相互運用するかということです。暗号化認証がすべての操作に自然に組み込まれているプラットフォームを使用する利点の1つは、既存のシステムよりもはるかに緊密で安全なプラットフォーム間の結合を実際に提供できることです。
あるチェーンから別のチェーンにAPIを単純に持つという集中型システムで最も一般的なアプローチをはるかに超えて、場合によっては、あるチェーンのスマートコントラクトコードで他のチェーンのイベントのコンセンサスファイナリティを検証することもできます。直接、仲介者への信頼をまったく必要としません。
相互運用可能なチェーンは、あるプラットフォームから別のプラットフォームへの資産の移動、支払い対支払いおよび支払い対配信のスキーム、または別のチェーン内のあるチェーンからの情報へのアクセス（「IDチェーン」や支払いシステムなど）の世界を開きます。
もっともらしいリンク）は、基本ブロックチェーンプロトコルのオペレーターからの追加の努力を必要とせずに、サードパーティによって簡単に、さらには実装可能になります。
これまでのところ、チェーンの相互運用性の概念は多くの理論とほとんど実践されていません。これは主に、チェーンの相互運用性を成功させる実例では、1つではなく、2つの既存の安定した十分に強力なブロックチェーンを構築する必要があるためですが、これは徐々に始まっています。 変化する。
チェーンの相互運用性の研究は、これまで、主にパブリックブロックチェーンのコンテキストで行われてきました。このドキュメントは、これまでに行われた作業の「文献レビュー」であるため、これを反映しています。
これらの手法の多くは、プライベートチェーンおよびコンソーシアムチェーンの設定にも同様に適用できますが、このような設定には、このドキュメントの範囲外の独自の課題もあります。
たとえば、実質的な使用または採用が見られた単一の許可されたチェーンはまだ存在しないため、現在の実験のコンセンサスアルゴリズムおよびその他の機能がどの程度変換されるかは完全には明らかではありません。
さらに、「相互運用性」の大部分は、必然的に従来のシステムおよびプロトコル（SWIFT、SEPA、FIXなど）との相互運用を伴います。
残念ながら、この調査は、パブリックブロックチェーンに対して二重目的ではありません。これは、パブリックチェーンが近い将来または中期的にそのようなシステムに直接接続される可能性が非常に低いためです。
✅相互運用性の種類
技術的な観点から、チェーンの相互運用のための戦略には3つの主要なカテゴリがあります。
- 一元化された、またはマルチシグニチャの公証スキーム。チェーンAで何らかのイベントが発生したときに、パーティまたはパーティのグループがチェーンBでアクションを実行することに同意します。
- サイドチェーン/リレー、他のブロックチェーンのイベントや状態を検証および読み取ることができる1つのブロックチェーン内のシステム
- ハッシュロック、同じトリガーを持つチェーンAとチェーンBでの操作の設定、通常は特定のハッシュのプリイメージの公開相互運用性によって実現できるいくつかの潜在的なユースケースもあります。
- ポータブル資産-たとえば、最終的に所有権を所有する「ホーム台帳」から1ユニットのFedcoin（政府が発行した架空のデジタル資産）1を取得し、別のチェーンに安全に移動し、取引し、使用することができます。それを担保として、またはそのチェーンでそれを利用し、必要に応じてFedcoinをホーム台帳に戻すオプションが常に利用可能であると確信してください（つまり、信頼を最小限に抑えた1対1のバッキング）。
- 支払い対支払いまたは支払い対配信-技術界では、この概念は「アトミックスワップ」とも呼ばれ、「アトミック」は単語の元のギリシャ語の「切断不可能」の意味で使用されます。両方の転送が発生するか、どちらの転送も発生しないという保証があります。基本的に、目標は、Yがデジタル資産バンドルBをユーザーXに転送するのと引き換えに、ユーザーXがデジタル資産バンドルAをユーザーYに転送できるようにすることです（AとBは異なるチェーン上にあり、XとYは各チェーンにアカウントを持っています） 、アトミックで安全であることが保証されている方法で。
- クロスチェーンオラクル-たとえば、あるチェーンのスマートコントラクトが、別のチェーンのIDオラクルがアドレスが特定の一意のIDであると指定しているという証拠を受け取った場合にのみ、あるアドレスで何らかのアクションを実行することを想像できます。読み取られているチェーンは、この種の相互運用イベントの過程で変更されないことに注意してください。
- 資産の負担–資産バンドルAをチェーンXにロックし、ロック条件はチェーンYのアクティビティに依存します。ユースケースには、リーエン、金融デリバティブの担保、破産クローバック、裁判所命令、および敷金を含むさまざまなユースケースが含まれます。
- 一般的なクロスチェーン契約-たとえば、所有権がチェーンYに登録されている資産の所有者にチェーンXで配当を支払う。
✅公証人制度
ほとんどのクロスチェーン操作を容易にするための技術的に最も簡単な方法は、公証メカニズムを使用することです。公証メカニズムでは、グループとして信頼されている信頼できるエンティティまたはエンティティのセットを使用して、チェーンYで特定のイベントが発生したこと、またはチェーンYに関する特定の主張が真であることをチェーンXに主張します。このようなエンティティは、アクティブで、リッスンし、チェーン内のイベントに基づいて自動的に動作する場合もあれば、要求された場合にのみ署名されたメッセージを発行する場合もあります。この方向に一歩踏み出した最も進んだ取り組みは、Rippleによって開発されたInterledgerprojectです。
インターレジャーは、少なくとも「アトミックモード」と呼ばれるものでは、ビザンチンフォールトトレラントコンセンサスアルゴリズムを使用して、特定のイベントが発生したかどうかについて一連の公証人の間でコンセンサスを達成し、次のことができる署名を発行します。このコンセンサスを条件として支払いを確定するために使用されます。
PaymentChannelの利用
インターレジャーは、この公証メカニズムを構成できる支払いチェーンの概念も想定しています。当事者XとYがデジタル資産バンドルの交換を希望しているが、これらのバンドルがチェーンAとFに存在し、AとFに直接リンクがない場合、中間元帳B、C、D、およびEで仲介者を見つけることができます。
隣接する中間元帳の各ペアに直接リンクがある場合（つまり、公証人が存在し、AとB、BとCの間に交換の機会がある場合など）、AとFの設定を満たす交換のバンドルを決定できます。同時に、仲介業者に対して少額の裁定取引収益を獲得し、取引所全体に対して単一のコンセンサスプロセスを使用して、すべての転送が発生するか、発生しないことを確認します。
これが唯一の方法ではない
これがそのような原子性を達成する唯一の方法ではないことに注意してください。ハッシュロック（後のセクションで説明）もこの機能を実行し、LightningNetworkでのクロスチェーン転送のその役割に使用されます。
しかし、それは比較的技術的に単純であり、その信頼モデルの下でその望ましい目標を達成します（つまり、選択された公証人の一部未満がビザンチンであるということです）。
公証人のセットは、特定の取引所に対して個別に決定できます。すべての参加者が信頼リストを提出し、すべての当事者の信頼リストの共通部分がその交換の公証人として合意される交渉プロトコルを想像することができます。
公証人が以下に説明するスキームと組み合わせて使用され、取引所のセキュリティが可能な限り最高のセキュリティレベルを達成しようとするチェーン間交換プロトコルを作成することも想像できますが、基盤となるチェーンがまだサポートしていない場合は公証人スキームにフォールバックしますより信頼できないリレーメカニズム。
フェデレーションペグサイドチェーンの概念
別の関連するスキームは、フェデレーションペグサイドチェーンの概念です。
ここでの目的は、クロスチェーンで移動可能なアセットを用意することです。このアセットでは、マルチシグスキームを使用して一方向または両れたBTCに裏打ちされたサイドチェーンであるLiquidに実装されており、参加者の連合によって制御されるマルチシグアドレスにBTCを移動し、「L-BTC」と呼ぶことができるトークンを受け取ることができます。
リキッドチェーンコンセンサスがBTCトランザクションが行われたことを確認したら、リキッドチェーン。 LBTCはLiquidで自由に取引でき、L-BTCを破壊することもできます。その時点で、マルチシグを制御するフェデレーションは、マルチシグからL-BTCを破壊したパーティに同量のBTCを送信します（つまり、1 -for-1バッキング）。
2つのパブリックチェーン間、またはパブリックチェーンとコンソーシアムチェーンの間にフェデレーションペグを設定できることに注意してください。後者の場合、コンソーシアムを構成するエンティティをマルチシグを制御するエンティティにするのが最も簡単です。
前者の場合、このスキームは、「サイドチェーン」がその特定のペグされた資産から独立したアプリケーションの本拠地でもある場合にのみ、ほぼ間違いなく価値があります。それ以外の場合、パブリックチェーンのコンセンサスを使用すると、費用が追加されるだけで、システムの実際のセキュリティプロパティに対応する改善はありません。これは、信頼モデルの一部としてフェデレーションの誠実さに本質的に依存しています。
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