2009年、最初のBitcoinのブロックが採掘されたとき、Bitcoinネットワークは存在していた唯一のブロックチェーンネットワークでした。しかし、現在はもうそのような状況ではありません。今では何百もの他のブロックチェーンネットワークが存在し、それぞれ独自のユースケースと目標を持っています。これらのブロックチェーンは時には互いに通信する必要があり、それによって欠点を補い、より広範な採用を可能にします。それをどのように実現するのでしょうか？それはブロックチェーン相互運用性として知られるプロセスを通じて行われます。

ブロックチェーンの相互運用性とは、ブロックチェーン同士が自由にやり取りし、積極的にデータを共有する能力です。この概念はシンプルに聞こえますが、実装するのは簡単ではありません。なぜなら、多くのブロックチェーンは独立したプロトコルとして設計されているため、通常、他のブロックチェーンを含む外部技術と互換性がありません。

それにもかかわらず、さまざまなプラットフォームは、その潜在性により、ブロックチェーン間の効率的な通信を向上させる方法を考案してきました。この記事では、ブロックチェーンの相互運用性の背後にある技術とその動作について取り上げます。また、このメカニズムの利点と欠点についても議論します。

ブロックチェーンの相互運用性はどのように機能しますか？

各ブロックチェーンが異なるため、相互運用性を実現するための普遍的なメカニズムは存在しません。代わりに、ブロックチェーンの開発者やエンジニアは、チェーン間の問題に対処するさまざまなツールやプロトコルを開発しています。

これらのツールは範囲や動作方法が異なるかもしれませんが、1つ共通していることは、すべてがブロックチェーンを第三者プラットフォームと統合しないことです。これはブロックチェーン技術の重要な柱の1つである分散化を維持するために行われています。以下は、いくつかの人気のあるブロックチェーン相互運用性ツールがどのように動作するかの概要です。

サイドチェーンとパラチェーン

サイドチェーンは主要なブロックチェーンから派生し、親チェーンとの双方向通信を維持するよう設計されています。サイドチェーンは、独自のトークンシステム、コンセンサスメカニズム、および運用方法を持つ別個のエンティティです。いくつかの機能を処理することで親チェーンに利益をもたらし、より効率的な運用のためのスペースを確保します。Polygon（MATIC）はサイドチェーンプロジェクトの例です。それは、Ethereumネットワークに基づくサイドチェーンおよびレイヤー2ブロックチェーンとして機能します。

パラチェーンは、サイドチェーンと同様に、メインチェーンに接続された別々のブロックチェーンです。ただし、基本的な違いは、パラチェーンが親チェーンとの通信に加えて、お互いに相互作用できることです。これは、サイドチェーンが親チェーンとの通信のみを維持できるのとは異なります。そのため、パラチェーンはサイドチェーンよりも相互運用性が高いです。PolkadotおよびKusamaエコシステムは、パラチェーンをサポートするプロジェクトの例です。

オラクル

オラクルは、ブロックチェーンと外部世界の間で通信を可能にするスマートコントラクトプロトコルです。彼らは外部世界からブロックチェーンへ、またはその逆にデータを送信できます。それにもかかわらず、彼らははるかに多くのことができます。彼らはまた、1つのブロックチェーンから別のブロックチェーンへ情報を中継することもでき、それによってそれらの間での相互運用性を実現します。ChainlinkとBandプロトコルは、クロスチェーンのオラクルの良い例です。

クロスチェーンブリッジ

クロスチェーンブリッジは、トークンを1つのブロックチェーンから別のブロックチェーンに移動または「ブリッジする」ことを可能にする規定です。これは、ブロックチェーンの相互運用性を促進する最も重要な機構の1つです。ほとんどのブリッジは、1つのブロックチェーンでトークンをロックしたり燃やしたりし、他方のブロックチェーンで同等の量のトークンを解放することで動作します。

一部のクロスチェーンブリッジは、その目的を達成するためにラッピングプロトコルを使用しています。 それらは1つのトークンの価値を別のトークンにカプセル化し、そのトークンを他の方法で使用できるようにします。 1つの例はWrapped BTCの場合です。 BTCと1：1の割合で引き換え可能ですが、ERC-20トークンであり、そのためEthereumベースのプロトコルで使用できます。 それがブロックチェーンの相互運用性の力です。

他のクロスチェーンブリッジ、例えばCelerネットワークのように、流動性プールを使用してトークンを1つのブロックチェーンから別のブロックチェーンに移動します。このようなブリッジも、投資家に収益の機会を提供し、流動性を提供して転送を容易にすることができます。

アトミックスワップ

アトミックスワップ（またはアトミッククロスチェーントレード）は、1つのブロックチェーンからの資産が他のブロックチェーン上の資産と交換されるピアツーピアの交換メカニズムです。このプロセスは完全に非中央集権化され、スマートコントラクトによって管理されます。また、このプロセス全体は特定の時間枠内で完了します。その時間が経過し、契約条件が満たされない場合、取引は自動的にキャンセルされます。

ブロックチェーン間通信プロトコル（IBC）

これは、Cosmosエコシステムによって開発された相互運用性モジュールであり、接続されたブロックチェーン間の通信を可能にします。これは、ブロックチェーンのインターネットであることを目指して設計され、その名に恥じない存在です。このメカニズムを介して接続されたブロックチェーンは、直接互いにやり取りする必要はありません。彼らはスマートコントラクトによって規制された分散型チャネルを通じて情報パケットを送信するだけです。

2021年3月にIBCが開始されたにもかかわらず、現在、約114,000件の日次取引が可能な54のネットワークで有効になっています。これらの54のブロックチェーンネットワークは、必要に応じてシームレスに通信し、トークンを交換することができます。

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**_IBCプロトコル上に現在存在する54の暗号プロジェクトの概要_**

ブロックチェーン相互運用性ソリューション

トークンスワップ

トークンスワップは、異なるブロックチェーンネットワーク間でトークンを交換することで相互運用性を向上させます。最も一般的な方法は、アトミックスワップとクロスチェーン自動市場メーカー（AMM）です。

アトミックスワップ（またはアトミッククロスチェーントレード）は、1つのブロックチェーンから別のブロックチェーン上の資産と交換されるピアツーピアのスワッピングメカニズムです。このプロセスは完全に分散化されており、スマートコントラクトによって管理されています。また、全プロセスは特定の期間内に完了します。その時間が経過し、契約条件が満たされない場合、取引は自動的にキャンセルされます。

クロスチェーンAMMは、さまざまなブロックチェーン間の接続を可能にするためにクロスチェーンブリッジの上に構築されています。それらは、各ブロックチェーンに独自の流動性プールを持ち、この流動性を使用してトークンのスワップを容易にします。 THORChainに関連するAMMがその例であり、8つのチェーン間での相互ブロックチェーンスワップを可能にします。

プログラマブルトークンブリッジ

これらはトークンブリッジであり、スマートコントラクト呼び出しを介して任意のメッセージングも実装しています。これにより、より効率的なクロスチェーンブリッジングが実現されます。また、スワップ、貸出、ステーキングなどのより複雑な機能も、ブリッジング機能と同じトランザクションで実行することができます。

契約呼び出し

これは、ソースチェーン上のスマートコントラクト機能が、宛先チェーン上のスマートコントラクト機能を呼び出すと発生します。 この通信は、ブロックチェーンネットワーク間のより複雑な相互作用の基礎を形成します。 トークンスワップやブリッジは、これらの相互作用に基づいて構築されています。

ネイティブペイメント

ネイティブのクロスチェーン決済は、ブロックチェーンネットワーク上でトランザクションを発信し、ソースブロックチェーンのネイティブトークンで他のブロックチェーンネットワーク上で支払いを行うことを意味します。これにより、データや資産を簡単に1つのブロックチェーンから別のブロックチェーンに移動させることができます。また、分散型アプリケーションを容易にし、中央集権取引所の必要性を減らす役割も果たします。

ブロックチェーンの相互運用性プロジェクト

ポルカドット

パラチェーンメカニズムはPolkadotエコシステム固有のものです。各パラチェーンは、「ボンディング」として知られるプロセスを通じてメインチェーンまたはリレーチェーンに接続されます。同じリレーチェーンにボンディングされた異なるパラチェーン同士も通信できるため、相互運用性が向上します。

現在、Polkadotエコシステムには約186の異なるブロックチェーンがあります。これらのブロックチェーンの相互接続により、ユーザーは1つのウォレットとユーザーインターフェースを通じてそれらにアクセスできます。これにより、もしPolkadotインターフェースを介して相互接続されていなかった場合、ブロックチェーン間を行ったり来たりするために費やされる時間とストレスが大幅に節約されます。

コスモス

CosmosエコシステムはInter-Blockchain Communicationプロトコルを設計しました。これは、接続されたブロックチェーン間の通信を可能にする相互運用性モジュールです。これは、ブロックチェーンのインターネットであることを目指して設計されており、その名に恥じない実績を上げています。

このメカニズムを介して接続されたブロックチェーンは、直接互いに対話する必要はありません。彼らはスマートコントラクトによって規制された分散チャネルを通じて情報パケットを送信するだけです。IBCは2021年3月に開始されましたが、現在、約114,000のデイリーネットワークで54のネットワークで有効になっています。取引これらの54のブロックチェーンネットワークは、必要に応じてシームレスに通信し、トークンを交換することができます。

カルダノ

Cardanoは、サイドチェーンの作成をサポートし、メインネットブロックチェーンとシームレスに通信するための第3世代のブロックチェーンプラットフォームです。さらに、Cardanoは、クロスチェーンブリッジの実装を通じて、ブロックチェーン間でのデータ転送を可能にしています。これらのブリッジは、CardanoネットワークをEthereum、Bitcoin、および他のネットワークと接続します。例としてはRENプロトコルとSundaeSwapブリッジがあります。

プラズマブリッジ

Plasma Bridgeは、子チェーンを使用してイーサリアムネットワークの効率を向上させるレイヤー2のスケーリングソリューションです。パラチェーンやサイドチェーンと同様に、子チェーンは親チェーンから一部の負荷を引き受けながら、お互いや親チェーンとの通信を維持します。Plasmaブリッジはどのように動作しますか？

ユーザーが子チェーンから別のブロックチェーンネットワークに資産を転送したい場合、資産所有権を表すために子チェーンでNFTを作成します。その後、NFTをスマートコントラクトの金庫にロックし、目的のブロックチェーンネットワークに対応するNFTを作成します。

彼がこの新しく鋳造されたNFTを受信者に転送すると、受信者はNFTが表す暗号資産と引き換えることができます。

リスク

Liskは明示的に相互運用性プロジェクトとして設計されていませんが、いくつか興味深いソリューションを提供しています。たとえば、開発者がLiskメインチェーンと接続するサイドチェーンを作成できるようにしています。また、異なるブロックチェーンがシームレスに通信できるクロスチェーンメッセージングもサポートしています。

最後に、Liskのロードマップの最終段階であるDiamondフェーズは、Liskネットワークを他のブロックチェーンと直接互換性のあるものにすることを目指しています。これにより、開発者はLisk上で分散型アプリケーションを作成し、それをEthereum、Polkadot、Cosmosブロックチェーン上で使用できるようになります。

ブロックチェーン相互運用性の利点

主流採用の可能性がさらに高まっています

世界のほとんどの人口が暗号を採用する場合、おそらく1つのブロックチェーンだけでなくなる可能性があります。したがって、ブロックチェーンの相互運用性は、ブロックチェーン間でシームレスなコミュニケーションが行われることを保証し、それがいくつあれども通信が確立されるでしょう。このコミュニケーションにより、暗号資産のより多くのユースケースが確保され、ブロックチェーン技術の成長と普及が促進されます。

暗号プロジェクトの拡張可能性が向上しました

ブロックチェーンのスケーラビリティとは、暗号通貨が拡張し、それに慣れているよりも多くの取引量を処理する能力です。スケーラビリティは、コインの最も選ばれる特性の1つであり、増加した採用の準備ができていることを示しています。ブロックチェーンの相互運用性は、これに役立ちます。それは、トークンが構築されたブロックチェーンの制限によって後退させられないことを確認するためです。

たとえば、Wrapped BTCの場合を考えてみましょう。単独では、Bitcoinはおよそ5から7取引を1秒あたりに処理します。しかし、ERC-20トークンとしてラップされると、そのTPSは倍増し、イーサリアムのアップグレードが完了すると、最大で10万に達する可能性があります。

増加した分散化

暗号通貨はすべて分散化についてです。そして、それが相互運用性を保証するものです。私たちが議論したさまざまなプロトコルやメカニズムを通じて、中間者から自由な信頼できる取引を行うための規定があります。また、どのチェーンも暗号通貨取引に対して独占権を持っていないことを保証します。中央集権的な監督者は必要ないため、人々は自由に資産を1つのチェーンから別のチェーンに移行でき、その過程で富と技術を分配することができます。

これにより、ブロックチェーン間で健全な競争が促進されます。なぜなら、人々やプロジェクトはブロックチェーンに『固定』されることはできません。もし期待に応えられないブロックチェーンがあれば、その上のプロジェクトは別のブロックチェーンに移行することができます。最近の例として、DeGodsとY00tsがSolanaからそれぞれEthereumとPolygonに移行したことが挙げられます。

挑戦と制限

ブロックチェーンの非互換性

異なる動作メカニズムとトークノミクスを持つ2つのブロックチェーンがどうやって協力するかには、互換性の問題が生じる可能性があります。特に、ブロックチェーンが採用する信頼システムに関しては、これが当てはまります。例えば、多くの人がProof-of-Workの合意メカニズムが最も安全だと考えています。この考えを持つ人々は、Proof-of-Stakeメカニズムを使用するブロックチェーンにPoWアセットを橋渡しすることにあまり前向きではないかもしれません。

取引制限

一部の接続されたブロックチェーンは、特に高トラフィック時には最も遅いメンバーと同じ速度しか持ちません。ブロックチェーンのうち1つでトランザクションが混雑すると、その接続されたすべてのブロックチェーンに波及効果が生じる可能性があります。これにより、すべてのブロックチェーンが大幅に遅くなります。

結論

ブロックチェーンの相互運用性は暗号世界で注目されています。これはおそらく主流の人々の間で暗号アイデアを普及させる上で最も重要な触媒の1つになるでしょう。そのため、この暗号セクターでさらなるイノベーションが行われると信じる理由が十分にあります。

たとえば、相互運用性をコアメカニズムに組み込む一部のブロックチェーンが既に開発されています。その一例がQuantネットワークです。このプロジェクトは2018年に立ち上げられ、ブロックチェーン開発者が複数のブロックチェーン上で存在できるスマートコントラクトを作成できるようにしています。他の例としては、Cronos、Flare、そしてAllianceBlockがあります。これらのプロジェクトは相互運用性を考慮して構築され、既に実世界での応用があります。

特に、克服すべき重大な課題とボトルネックがまだあります。しかし、ブロックチェーン開発者が安住の地に甘んじない限り、ブロックチェーンの相互運用性の未来は明るいと思われます。