NFTのスケーラビリティ問題解決法の整理

NFTのスケーラビリティ問題解決法の整理

NFT今日、コインチェックにENJ上場発表がありましたね。ERC1155はすごく重要な規格で、ENJ自体もすでに実績を積んできています。楽しみだなーと思いつつ。タイトルのスケーラビリティ問題をいかに解決していくか、がBCG界隈の当面のテーマになっています。

ということで本題。

※以下の記事は、hideaki blogに書いた記事の転載です。

この文章はNFTのLayer2ソリューションimmutableブログの翻訳です。(参考)immutable Xは、zkrollupを活用してメタデータオーダー(メタデータ条件を満たしたオブジェクト)を売買できるようにするためのプロジェクトです。特定の希少性、所有履歴、またはその両方の組み合わせで最も安いカードを購入注文できます。販売用に設定したメタデータ要件が満たされている限り、数百、数千、数百万、または数十億のアセットを非効率的で時間のかかる方法で並べ替えることなく、目的のアセットを購入できるようになります。(現在開発中)

これが実現すれば、BCGカードゲーム系のガス代問題が解決することとなります。 ※sandboxのLandには使えないのでは…と思料。Landは、土地の場所によって価値が異なるため、immutableでの取引にはフィットしないかな…と。異論は認める。とりあえずローンチ待ちですね。

では、以下翻訳(DeepLに入れたものなので一部誤訳あるかと)

様々なスケーリング戦略

Ethereum上でNFTを使用したり、採掘したり、取引したりしている人なら誰もが知っているように、スケーリングが現在の業界が直面している重要な課題です。NFTの魅力の重要な部分である独自性は、容量が限られたブロックチェーン上での取引を高価で非流動的なものにしていることでもあります。多くのチームは、プレイヤーやスタジオが望むもの、つまり、スケーラブルで、インスタントで、信頼できるNFTの造幣と取引を提供するために、非常に懸命に取り組んでいます。この記事の目的は、ユーザーや開発者がこれまでに提案され、構築された様々なスケーリング戦略を比較対照するのに役立つことです。これらのソリューションの特性は通常、あなたの資産のセキュリティに直接影響を与えます:あなたがNFTの保有者であれば、それらがどこに保管されているのかを理解することが重要です!

独自ブロックチェーン (Tron, Flow, EOS)

スループットを優先するためにETHとは異なる設計決定を行う代替ブロックチェーンは、一般的にスケーリングソリューションとして提案されています。これには、汎用アプリケーションをサポートするTronやEOSのようなプロジェクトや、特にNFTをターゲットにしたFlowのようなプロジェクトが含まれます。一般的に、ブロックチェーンのトリレンマは依然として適用されます:基本的なスケーリングの向上は、セキュリティや分散化の削減、あるいはその両方からもたらされます。あるゲームのユーザーにとって意味のあることが、別のゲームのユーザーにとって意味のあることではないかもしれません。

しかし、ETH上に構築されたLayer-2ソリューションの台頭により、これらの代替ブロックチェーンの重要な利点(スケーラビリティの向上)が脅威にさらされています。Ethereumは世界最大のスマートコントラクトブロックチェーンであることに変わりはありません。Ethereumは莫大なネットワーク効果を築き上げており、ユーザーと開発者の間で選ばれるプラットフォームとなっています。取引所、ウォレット、不換紙幣プロバイダーなどのエコシステムのサポートも充実しており、規制当局でさえもEthereumとのインターフェースを熟知しています。Ethereumの勢いに対抗しながら、これらのインフラをゼロから構築することは、困難な挑戦となるでしょう。

サイドチェーン(Matic、Ronin、xDai)

サイドチェーンは、Ethereumと並行して動作する独立したブロックチェーンです。サイドチェーンには、独自の採掘者(バリデータやオペレーターと呼ばれることが多い)、独自のコンセンサスアルゴリズム、メインチェーン(この場合はEthereum)との間で資産をやり取りするための独自のブリッジがあります。ユーザーは、メインネットのスマートコントラクトに資産をロックすることで入金します。Ethereumに戻すために、ユーザーはサイドチェーン上でエグジットを開始し、サイドチェーンの履歴に記録された時点でエグジットの証明を提出します。

サイドチェーンは一般的な計算に非常に優れており、すべてのEVMコントラクトをサイドチェーン上で実行するために直接移植することができ、各サイドチェーン上のコントラクト間でETHのような相互運用性とアプリケーションレベルのロジックを可能にします。これにより、アプリケーションは低いオーバーヘッドと開発時間で移行できるため、NFTスケーリングのための一般的な選択肢となっています。

しかし、サイドチェーンは代替ブロックチェーンのように、通常希望するスケールに到達するために、Ethereumのセキュリティと分散化を緩和します。ユーザーは、サイドチェーンにいる間のETH資産がメインネット上と同じように安全だと思い込まないように注意する必要があります :サイドチェーンのコンセンサスアルゴリズムと同程度の安全性です。オペレータの数が限られており、脆弱性のあるコンセンサスアルゴリズムを持つサイドチェーン(つまり、ほとんどのサイドチェーン)では、サイドチェーンに保存されているすべてのユーザー資産が完全に盗まれたり、身代金を要求されたりする可能性があります。 また、サイドチェーンは必要なレベルのUXをサポートするために、追加のツールを構築する必要があることが多いです。

プラズマチェーン

プラズマチェーンはサイドチェーンの一種で、メインネットのEthereum上で各プラズマチェーンブロックのルートを公開することで、上述のセキュリティ問題を(ある程度の規模を犠牲にして)回避しています。これにより、(理論的には)プラズマチェーンは親ブロックチェーンのセキュリティを直接継承することが保証されます。

しかし、プラズマチェーンからの引き出しには、ユーザーが不正行為を報告できるチャレンジ期間(「出口ゲーム」)が必要となるため、最大2週間かかるという大きなデメリットがあります。これは、ユーザーにとってシステムのUXに劇的な影響を与えます。主流のゲーマーに、すぐに資産にアクセスできない複雑な理由を説明するのは、非常に困難な作業です。

ステートチャンネル (Efinity, Raiden)

ステートチャネルは、クローズドシステム内の定義された数の参加者間の相互作用において最も有用な、汎用的なスケーリングソリューションです。

ステートチャネルでは、オープンとクローズのトランザクションをオンチェーンで行う必要がありますが、すべての中間状態は当事者間で直接送信されます(当事者は同意を示すために署名します)。ティック・タックトウのゲームを想像してみてください。どちらかが不当に勝ったと主張した場合、他方は矛盾した署名を作成し、オンチェーンの仲裁を強制することができます。

重要なことは、ステートチャネルは関係するすべての参加者が100%利用可能である必要があるということです。もし我々の間でNFTを前後に送っているのであれば、そのダメージは目に見えています。参加者はオフラインになった場合、誰かを代理人として使うことができますが、この第三者が買収されたり、攻撃されたりする可能性があります(特に1人のエンティティがエコシステム全体のためにこの機能を果たしている場合)。

Rollups

ロールアップは、大量の取引を大きなバッチに「ロールアップ」して、そのバッチの「プルーフ」を生成します。このプルーフを使用することで、個々の取引を個別にチェックするのではなく、バッチ全体を一度にチェックすることができるようになります。一般的に、ユーザーは自分の資産をオンチェーンのスマートコントラクトに入金し、その資産はオフチェーン環境で即座に取引できるようにします。ユーザーはその後、一定の条件の下でオンチェーンに戻って撤退することができます(通常は撤退バッチが公開されるのを待つ)。これらのシステムは多くの場合、システムの「オペレーター」がバッチに含まれていないことで取引を検閲することができますが、ユーザーはユーザーの保管を維持するためにチェーン上に戻ってそれらの資産を引き出すためのオプションを与えます。

ロールアップは、本書で説明したスケーリング技術の中で、「本番レベル」に到達した最新のものであり、Ethereumに関わるすべての人にとって大きな興奮の対象となっています。 先月、Vitalik Buterin氏は「Ethereumエコシステムは近・中期的な将来のスケーリング戦略としてロールアップにオールインする可能性が高い」と宣言しました。

Optimistic Rollup (Optimism)

Optimistic Rollupは、各トランザクションバッチに提供された証明が有効であることを前提としているため、Optimistic Rollupとなります。事前に定義されたチャレンジ期間(通常は1~2週間)の間、誰でも提出された証明にチャレンジして不正を主張することができます。Optimistic Rollupの利点は、一般的な計算を簡単にサポートしていることです。

しかし、NFTのスケーリングには大きな制限があります。第一に、NFTを迅速に引き出すことができません。NFTをシステムから取り出すには1-2週間の待ち時間が必要です。第二に、Optimistic Rollupが非常に成功し、相当量の価値が含まれている場合、Optimistic Rollupから資金を盗むためのコストは、潜在的な盗難の大きさとは無関係であるため、攻撃のターゲットになる可能性があります。 私たちや他の人がNFTエコシステムに期待する成長のためのペナルティです。

ZK-Rollup (Immutable X)

ZK-Rollup では、ロールアップ内のトランザクションの有効性を証明するためにSNARKまたはSTARKと複雑な数学をふんだんに使用して、上記の詐欺の証明ではなく、「有効性証明」を使用します。妥当性証明を使用するということは、証明がオンチェーンで受け入れられると、ユーザーはそれらのトランザクションが有効であり、現在は不変であることを即座に確認することができるということです。NFTのコンテキストでは、これは上記のOptimistic Rollupで特定された問題の両方を解決します:ユーザーはすぐに引き出すことができ、システムを流れる資金の量に関係なく、誰もシステムを攻撃することができません。規模の面では、ZK-rollupは毎秒数千件のトランザクションの速度に達することができ、将来的にはさらに高い限度に達する可能性があります。

ZK-Rollup の現在の欠点は、一般的な計算です。スマートコントラクトロジックをロールアップに直接移植することは困難であり、そのため、転送や取引などの限られた機能しか利用できません。しかし、StarkWareチームがCAIROで行っている素晴らしい作業により、ZKロールアップは一般的な計算の面でもすぐに同等のものになるでしょう。

ImmutableがZK-Rollup を選択した理由

Immutableでは、Gods Unchainedのようなタイトルで何年もブロックチェーンゲームに深く取り組んできました。スケーリングソリューションを比較したときに、私たちが何を求めているのかがわかりました。

  • 無制限のスケーラビリティ
  • 即時の取引確認と主流品質のUX
  • ユーザーのセキュリティに妥協を許さない
  • イーサリアムのエコシステムとネットワーク効果へのアクセスを維持する

Immutable XはStarkWare社との提携により、ZK-rollupとして構築されました。ZK-rollupは、妥協することなくスケーリングが可能な上記の唯一のソリューションであり、一般的な計算の分野ではまだ欠点がありますが、これらの課題は急速に解決されつつあります。スケーリング・ソリューションを使用してアプリケーションを構築するということは、そのソリューションにコミットするということです。

私たちは、NFTエコシステムがスケーラビリティを切実に必要としていることを知っています。Immutable Xでは、アプリケーションやユーザーが資産のセキュリティを妥協することなく、すべての人にスケーラビリティを提供しています。

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