DeFiの次の時代はこの橋を渡ることから始まる

この記事はhackernoonから引用しました

原作者 |アダム・ブジェマ

翻訳者 |ケイティ・グ

制作 | Odaily プラネットデイリー (ID: o-daily)

ある日、カフェに入って、ETH で支払えるのにウォレットには Bitcoin しか入っていないことに気づいたと想像してください。このような状況が現実のものとなった場合、ブロックチェーンエコシステムにおける「相互運用性の欠如」という現在の問題について議論する必要があります。

相互運用性（クロスチェーン）とは何ですか？

相互運用性とは、単に「クロスチェーン通信」を意味し、2 つ以上の完全に異なるシステムが相互に通信してトランザクションを実行します。しかし、従来の金融システムのほとんどの支払いアーキテクチャは相互運用可能ではありません。

店舗の支払い方法に応じて、クレジットカードまたはデビットカードを使用して商品を購入できます。海外旅行の場合、銀行カードが相互運用可能であれば、現地通貨に関係なくお支払いいただけます。これが相互運用性の利点です。

ブロックチェーンの分野では、相互運用性とは、2 つ以上のブロックチェーン システムが相互に通信してトランザクションを実行できることを意味します。コーヒーショップでコーヒーを買う例を挙げると、両方のショップが分散型決済システムを導入していれば、ビットコイン決済のみを受け付けるショップでも ETH で支払うことができます。しかし、現実にはこのような状況はまだ存在していません。

API (アプリケーション プログラミング インターフェイス) を備えた Web サービスは、特定の Web サービスと通信できます。 API は、ネットワーク サービスとネットワーク内の他のサーバー間の通信層として機能します。ただし、現在ブロックチェーンにはクロスチェーン通信プロトコルはなく、独立したシステムのみがあります。

上のグラフに示されているように、多くのプロトコルが類似しており、ブロックチェーン業界全体が進歩していることがわかります。しかし、無視できないのは、過去のソリューションのいくつかが、今日のクロスチェーン通信および相互運用性プラットフォームの開発の基礎を築いたということです。

クロスチェーン相互運用性の問題を解決するには、まず、現在存在するさまざまな制限と非効率性に対処する必要があります。次は一緒に話し合いましょう。

集中化された相互運用性

支払いプロセスでは、多くのサードパーティの集中型の方法により、暗号通貨の変換が便利になります。しかし、なぜこの中央集権的な仲介者がまだ必要なのでしょうか?

仲介業者を利用する必要がある場合は、クレジットカードやPayPalなどのサービスを利用できるので便利です。

ほとんどの集中型システムには管理ウォレットがあります。さまざまな暗号通貨でお金を使う場合、Atomic Swap を通じて、または市場通貨レートに基づいて、通貨を個別に変換できます。

アトミックスワップ

アトミック スワップは、ユーザーがポイントツーポイントで通貨を変換できるようにするクロスチェーン トランザクション テクノロジーです。

アトミック スワップでは、Hashed TimeLock Contracts (略して HTLC) と呼ばれる一連の契約が使用されます。 HTLC を通じて、さまざまなネットワーク環境でトランザクションを実行できます。アトミックスワップのプロセス中、2 つのネットワーク間で実際のクロスチェーン通信は行われませんが、両当事者はタイムロックされた契約を通じてクロスネットワーク取引を許可します。

ただし、アトミックスワップには制限があります。両方のブロックチェーン ネットワークは同じハッシュ アルゴリズムを使用し、HTLC (ハッシュ タイム ロック コントラクト) の実行をサポートする必要がありますが、現在、同じハッシュ アルゴリズムを共有しているブロックチェーンはごくわずかです。

ラップドビットコイン契約 (WBTC)

Wrapped Bitcoin Contract (WBTC) は、Bitcoin ネットワークと Ethereum ネットワーク間のクロスチェーン通信を提供する特別なスマート コントラクトです。 WBTC は、1:1 の交換レートでビットコインに固定された ERC-20 トークンです。

WBTC 契約では、Ethereum の ERC-20 と同様に、サードパーティの保管人が BTC を保有し、一定数の WBTC トークンを発行します。 WBTCサークルには「破壊」と呼ばれる機能があり、これはBTCを買い戻す方法であり、販売者がBTCを発行したことを示すサインでもあります。

WBTC 契約には 2 つの問題があります。 1 つ目は、契約がビットコインとイーサリアムにのみ適用されること、2 つ目は、依然として中央集権的な性質を持つ第三者による保管に依存していることです。 WBTC を受け取るには、保管人または販売者が KYC 認証とマネーロンダリング防止 (AML) 手順に合格する必要があります。トランザクション全体は、ユーザーの ID 認証が成功した後にのみ完了します。

pトークン

pRToken は、Provable Things によって開発されたクロスブロックチェーン ソリューションです。すべての pToken は他の関連資産に固定できます。誰でも、関連する pTokens スマート コントラクトに一定量の資産 (EOS や BTC など) を担保として提供し、それを 1:1 の比率で pEOS と pBTC に固定することができます。

pToken は Trusted Execution Environment (略して TEE) を使用します。 TEE は、セキュリティ機能を備え、安全な実行環境を提供するサンドボックス (サンドボックス オープン ソース ツール) 内に配置されたハードウェアです。

pTokens インフラストラクチャを保護する TEE は、ネットワークの保護のもう 1 つのレイヤーを表します。 TEE オペレーターはバリデーターであり、pToken やその他の資産の発行を保証します。

DeFi にとってクロスチェーン相互運用性が重要なのはなぜですか?

DeFi、つまり分散型金融は、分散型環境のブロックチェーン上のスマートコントラクトを通じて提供される一連の金融サービスです。これまで、ブロックチェーンはピアツーピアの通貨システムを通じて、本来の通貨システムを覆してきました。

しかし、銀行、融資、貯蓄などの金融サービスにはどのような影響があるのでしょうか?これが、従来の金融サービスのエコシステムをブロックチェーンと暗号通貨の世界に持ち込む DeFi (分散型金融) について私たちが話していることです。

「我々は通貨システムを混乱させてしまった。金融システム全体を改革しよう。」これが DeFi 運動の背後にある動機です。

しかし、チェーン間の相互運用性がなければ、DeFi の動きは単なる一時的な流行に過ぎないでしょう。それぞれのブロックチェーンが経済発展を表していると想像してください。相互に協力できなければ、従来の金融全体を掌握するどころか、エコシステム全体が発展することもできないでしょう。

現在、ブロックチェーンは独立して開発されているため、チェーン間で通信したり取引したりすることは不可能です。そのため、サードパーティのホスティングサービスが生まれ、エコシステムはますます集中化され、ブロックチェーンの分散性がますます不明確になります。

DeFiの世界は急速に発展しており、多数のプロジェクトが保管と相互運用性の問題を解決できるクロスチェーン通信プラットフォームの開発を開始しています。次に説明するこれらのプラットフォームは、DeFi 業界の現象を変え、開発とアプリケーションの実装を促進するでしょう。ブロックチェーンネットワークは、将来、新たな金融システムへの道を開くでしょう。

コスモス

Cosmos は、個々のブロックチェーン間の通信と相互接続を可能にすることに専念しています。 Cosmos ネットワークは Tendermint をベースとしており、ステーキング証明 (PoS) に基づくビザンチンフォールトトレランスと、Bitcoin のようなピアツーピアゴシッププロトコルを使用しています。

相互運用性を実現するために、Cosmos プロジェクトは Inter Blockchain Communication プロトコル モデル (IBC) に従います。 Cosmos ブロックチェーンは Tendermint に基づいており、次の 2 つのコンポーネントで構成されています。

Hub - Hub は Cosmos のメインブロックチェーンであり、Tendemint に基づいています。ゾーン - ゾーンはハブに接続された自律的で独立したブロックチェーンです。

独立ゾーンは、EOS や Ethereum などの外部ブロックチェーン ネットワークに発行または接続できます。ハブとゾーン間の通信は、共通の IBC プロトコルを通じて実現されます。たとえば、ハブとゾーンは Tendermint プロトコルに基づいていますが、どちらも ERC-20 トークンを独立して発行できます。

ハブがあるのに、なぜゾーンの別のレイヤーが必要なのでしょうか?これは、ブロックチェーンが異なる言語を使用し、ゾーンが外部的に互換性のないブロックチェーン間の通信のためのブリッジまたはチャネルであるためです。各外部ブロックチェーンには、個別のゾーンとハブ接続が必要です。

ハブは分散型取引所のようなもので、すべてのトークンまたはコインがアトミックスワップを通じて変換され、ネットワーク間の循環が大幅に増加します。コンセンサスに関しては、Cosmos ブロックチェーンは ATOM トークンを使用します。これは、Proof of Stake (PoS) コンセンサスに参加しているすべてのノードの担保に相当します。プルーフ・オブ・ステーク (PoS) ノードが悪意のある攻撃に遭遇した場合、ステークされた ATOM トークンは自動的に破棄され、ネットワーク上のすべての参加ノードが転送されます。

融合

クロスチェーン相互運用性プラットフォームとして、Fusion は大衆向けの分散型金融サービスに取り組んでおり、一連の相互運用可能な金融商品を提供しています。

Fusion は、開発者がブロックチェーン プロトコルに基づいて相互通信金融アプリケーションを構築できるようにする、金融関連のアプリケーション プログラミング インターフェイス (API) セットを確立しており、これが次世代の金融イノベーションをリードします。

Fusion は、インターネットを介した価値交換に限定された「価値のインターネット」としても再定義されています。 Fusion プラットフォームはインターネットの価値を認識しています。実際、価値はトランザクションを通じてだけでなく、可用性、スケーラビリティ、相互運用性を通じても実現されます。

Fusion は、構成の相互運用性と拡張性に重点を置いたプラットフォームです。 Fusion は、Ticketed Proof of Stake (TPoS) と呼ばれる新しいコンセンサス メカニズムを使用します。これは、Fusion ネットワーク上のトランザクションを保護するために特別に作成されたコンセンサス メカニズムです。 Fusion の平均ブロック時間は 15 秒近くで、2500 ～ 3000 のスループットをサポートします。Fusion は現在、coinstats で 12 位にランクされており、最も頻繁に使用されるネットワークの 1 つとなっています。

操作性を実現するために、Fusion は特許取得済みの技術である Distributed Control Rights Management (DCRM) を使用します。

DCRM は、シャーディングを使用して、秘密鍵のストレージをネットワーク ノード全体に分散します。従来の保管モデルでは、鍵は集中サーバーによって保管されるため、侵害の可能性が高まります。 DCRM では、キーは中央サーバーによって保持されるのではなく、多数のシャードに分割され、暗号化されてグローバル ネットワーク上に配布されます。

DCRM プロジェクトには、ニューヨーク市立大学のコンピューターサイエンス教授であるロザリオ・ジェンナーロ氏、コーネル大学コンピューターサイエンス学部の博士研究員であるスティーブン・ゴールドフェダー氏、ベルサイユ大学のコンピューターサイエンス教授であるルイ・グーバン氏、CtyptoExperts のシニアセキュリティ専門家兼 CEO であるパスカル・パリエ氏など、世界中の一流の革新的な暗号学者も参加しています。

Fusion は、金融アプリケーションを構築できるプラットフォームの 1 つであり、多数の金融アプリケーション プログラミング インターフェイスを備えています。 Fusion には金融業界で一般的な機能がすべて備わっていますが、これらの機能は他のチェーンでは利用できません。

タイムロック機能により、Fusion は時間ベースの金融取引を再構築し、ユーザーがデジタル資産から時間価値を取得できるようにします。今日の金融市場では、一部の機関が金融構造を確立し、債券や先物などの資産から時間的価値を得て市場の需要を満たしています。

このアプローチは非常に高価で非効率的であり、これらの金融施設を立ち上げるのに数日、場合によっては数週間もかかります。 Fusion は、資産から時間価値を得るための迅速かつ効率的な方法を発明しました。 Fusion のタイムブロック ロック機能は、時間の価値をデジタルで埋め込みます。これにより、誰でも Fusion の分散型で信頼のない量子取引所で時間価値を交換できるようになります。

Fusion ウォレットには、Universal Short Account Number (USAN) と呼ばれる短縮アドレス スキームがあります。これはエコシステム内のユニークなアカウントです。 Fusion Quantum Exchange を使用すると、あらゆるデジタル資産を取引することができ、ユーザーには取引ごとに固有のアカウントが提供されます。

Fusion は、独自のコンセンサス メカニズムとさまざまな技術サポートを活用して、真の暗号通貨金融と分散型金融を確立し、実現可能性、スケーラビリティ、相互運用性の開発に重点を置いています。

Anyswap プロトコル

先ほど説明したプラットフォームとは異なり、ここで説明する Anyswap は独自のものであり、DCRM プロトコルに基づいています。技術的な観点から見ると、Anyswap は Uniswap と同様に自動マーケットメーカー (AMM) です。ユーザーはAnyswapでデジタル資産を担保にし、分散型環境で他の資産とシームレスに取引することができます。

Uniswap が提供する交換ペアは Ethereum と ERC-20 トークンに限定されていますが、Anyswap はより高度で、クロスチェーン トークン交換を可能にし、より高い流通をもたらします。現在、Anyswap プラットフォームは Fusion (FSN)、Tether (USDT)、Ethereum (ETH) をサポートしています。将来的には、ビットコイン、リップル、ライトコインも交換ペアとしてプラットフォームに追加される予定です。

Anyswap の唯一の制限は、トークンの総量の 95% しか交換できないこと、または署名アルゴリズムとして ECDSA/EdDSA を使用するトークン タイプまたはトークンのそれ以上の交換ができないことです。

Anyswap アーキテクチャは、次の 3 つの主要コンポーネントで構成されています。

分散型クロスチェーンブリッジ - DCRM プロトコルを使用して、ユーザーはトークンを担保にしたり、デジタル資産を取引したりできます。クロスチェーン交換 - 資産の流動性が速いため、ユーザーは通貨を素早く交換できます。価格プログラミングと流動性 - Anyswap には、アルゴリズムによって設定され、流動性プロバイダーによってサポートされる自動価格設定システムがあります。流動性プロバイダーは、取引所ペアに入る流動性の量を追加または制限することができ、自動価格設定システムが適切な価格をリセットします。

Anyswap は、Fusion の DCRM プロトコル上に構築された、完全に分散化されたクロスチェーン交換プロトコルです。 Wanchain や Anyswap などのプラットフォームは、相互運用性だけでなく、分散型金融エコシステムの開発ニーズを満たす高速流動性にも重点を置いています。 Anyswap はサポートする署名アルゴリズムに特定の制限がありますが、技術は急速に発展しており、近い将来にこれらの問題が一つずつ解決されることが期待できます。

水玉模様

Polkadot は、統一されたプラットフォームを通じてさまざまなブロックチェーンを接続するネットワークです。より深いレベルでは、Polkadot は Cosmos と同じアーキテクチャを備えています。メインチェーンはリレーチェーンであり、ブリッジチェーンを介して異なるブロックチェーンを接続します。

プラットフォームの仕組みをよりよく理解するために、Polkadot ネットワークのコンポーネントを分析してみましょう。

リレー チェーン - リレー チェーンは、Polkadot のメイン チェーンであり、Cosmos ネットワークの「ハブ」のように、すべての独立したブロックチェーンを接続します。並列チェーン - 並列チェーンは、Polkadot レイヤー上に構築され、Cosmos ネットワークの「ゾーン」と同様に並列に実行される並列チェーンです。ブリッジ チェーン - これらの個別のブロックチェーンは、Ethereum などの外部ブロックチェーン ネットワークをメイン リレー チェーンに接続します。外部チェーンとリレーチェーンのすべてのクロスチェーン通信はブリッジチェーンを経由する必要があります。バリデーター - Polkadot ネットワーク上には検証機能を担当し、リレー チェーンにブロックを追加するノードがいくつかあります。照合 - 並列チェーン上には、すべてのトランザクションを収集し、それらをブロック内のトランザクションに追加する役割を持つノードがあり、その後、メイン リレー チェーンに追加されます。

上記のアーキテクチャはすべて明確に構造化されています。 Polkadot と Cosmos は多くの点で似ていますが、ガバナンスのメカニズムは異なり、独立したブリッジ チェーンを導入することで相互運用性とチェーン間通信が向上します。

取引量と検証プロセスは依然として独立して行われるため、より効率的です。 Polkadot ネットワークには燃料として DOT トークンがあり、ガバナンスや取引手数料の支払いに使用されます。

ワンチェーンプラットフォーム

Wanchain は完全に独立したインフラストラクチャを備えており、統一されたアーキテクチャを通じて、さまざまなブロックチェーン ネットワーク間でデジタル資産取引サービスを開発することに重点を置いています。これは、異なるブロックチェーン間の相互運用性を提供する、通貨に依存しないプラットフォームです。

Wanchain プラットフォームの最大の利点は、他の競合プラットフォームとは異なる「クロスチェーン資産取引」機能です。 Wanchain は、Bitcoin、Ethereum、EOS など、すべての主要なブロックチェーン プラットフォームに接続できます。Wanchain を使用すると、元の資産を交換したり、ブリッジ チェーンを経由したりすることなく、資産変換が可能になります。

公開企業か非公開企業かを問わず、企業を含むすべてのブロックチェーン グループは、Wanchain プロトコルに直接接続し、資産を Wanchain プラットフォームに転送できます。この変換は双方向であり、資産は Wanchain プラットフォームから元のブロックチェーン ネットワークに変換することもできます。

Wanchain プロトコルは高いセキュリティとプライバシー機能が組み込まれているため、変換プロセス中の資産は完全に安全です。 Wanchain は、マルチパーティのコンピューティング能力、しきい値キーの共有、リング署名、およびワンタイムアドレスの組み合わせにより、高いセキュリティを実現できます。

Wanchain が提供する相互運用可能なアーキテクチャは、デジタル資産の変換、取引、投資、貸付、交換に重点を置いており、データの共有には重点を置いていません。分散型アプリケーション (DApp) が IPFS または任意の分散型クラウド ストレージ ソリューションを使用する場合、データの読み取りと変更は許可されず、「デジタル資産」に関連する操作のみが許可されます。

分散型業界では、市場に高い流動性をもたらす Wanchain のようなプラットフォームが本当に必要です。分散型金融とは、分散型エコシステムにおけるデジタル金融のことです。 Wanchain のようなプラットフォームは、貸付、投資資産の変換、本格的な取引所など、あらゆる分散型サービスを促進します。

レン

Ren は、普遍的な相互運用性に取り組むもう 1 つの素晴らしいプロジェクトです。どのチェーンでも、あらゆる資産をあらゆるアプリケーションに変換でき、合計金額は無制限です。すごいですね。 Ren がこれをどのように行うのか、詳しく見てみましょう。

Ren は、さまざまなテクノロジー、具体的にはトークン化された表現モデルを使用した分散型で制限のない信頼できないホスティングである RenVM を通じて、普遍的な相互運用性を実現します。

トークン化されたプレゼンテーション モデルでは、ユーザーは保管人を通じて資産をロックします。カストディアンは他のチェーン上で 1:1 の比率でバックアップ トークンを開発します。このモデルの問題は、ほとんどの場合、保管者を完全にまたは部分的にしか集中化できないことです。一方、RenVM はこの問題を完全に分散化され、信頼できない方法で解決します。

RenVM は RZL MPC アルゴリズムを使用して、レコードを変更したり残したりすることなく ECDSA キーを管理します。複数の方法を組み合わせてアルゴリズム的に手数料を調整し、相手が攻撃を悪用する機会がないようにします。 RenVM は、既存の相互運用性設計の問題に関する多くの技術的および経済的な課題を解決します。

RenVMZ は、次の 3 種類のクロスチェーン トランザクションをサポートしています。

ロックとミント — ユーザーはトランザクションを開始し、オリジン チェーンとメイン チェーンの両方を使用します。たとえば、Bitcoin から Ethereum に BTC を送信する場合、トランザクションは RenVM プロセスを通過するときにロックされます。検証後、ロックされた資産と 1:1 の比率で新しいトークンが再発行されます。破棄と発行 - 次のトランザクションは、ロックと鋳造の逆です。ユーザーはメインチェーンの資産を元のチェーンに変換し、メインチェーンのペグされた資産は破壊されます。ネイティブ資産は元のチェーンに送り返されます。破棄と鋳造 - 「破棄と発行」や「ロックと鋳造」の取引など、ユーザーがメインチェーンから他のチェーンに資産を転送できる非常に興味深い取引タイプがいくつかあります。ただし、トランザクションには RenVM 上で複数回の操作が必要であり、元のブロックチェーン料金自体は安くないため、最終的なトランザクション料金は非常に高くなります。この問題を解決するために、RenVM は、ユーザーがメインチェーン上のペグされた資産を破壊し、別のメインチェーン上で同量の資産を鋳造する場合の破壊および鋳造トランザクションをサポートします。たとえば、Ethereum から Polkadot に BTC を転送するプロセス。

要約する

分散化のトレンドは加速的に進んでおり、相互運用性の欠如が現在プラットフォーム開発の最大の障害となっています。これまでも多くの対応する解決策がありましたが、それらはすべて程度の差はあれ制限がありました。しかし、彼らは皆、プラットフォームの将来の発展のための基礎を築き、専門知識を蓄積しました。

上記のすべてのプラットフォームの中で、Fusion は高度に分散化されたプラットフォームです。 DCRM プロトコルの支援により、真の分散化を実現できます。しきい値署名スキーム (TSS) とシャード キーのマルチパーティ コンピューティング (MPC) により、カストディアンなどの集中型サービスは分散型金融の条件を満たさなくなります。 Anyswap 上の Fusion の DCRM プロトコルは、デジタル資産の流通を増加させます。 Fusion によって築かれた基盤は、開発中の他のプラットフォームや分散型アプリケーションの低料金での統合開発の参考になります。単一のプラットフォームですべてのクロスチェーン相互運用性の問題を解決できるわけではありません。今後、より多くのプラットフォームが協力してこれらの課題に取り組んでいくことを期待しています。

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