オフチェーンとは?意味や仕組み、実装例、問題点を初心者向けに解説!

最近、ビットコインをはじめとした仮想通貨の話題でよく出てくる、オフチェーンをご存知でしょうか?​

勘違いしている方が多いと思うのですが、「ブロックチェーン以外のチェーン」という意味ではありません!!

​今回は、オフチェーンと呼ばれる概念について、その意味から、仕組みを始め、メリットや利用例、問題点などを、初心者の方が詳しくなれるレベルまで分かりやすく解説します!

オフチェーンはこれからのビットコイン2.0などと言われる、次世代の仮想通貨の技術に欠かせない概念です。これを読んで、最新技術に遅れを取らないようにしましょう!

ブロックチェーンのオフチェーンとは?

​オフチェーンとオンチェーンの違い

​オフチェーンとは、一般に「オフチェーン取引」のように使い、ブロックチェーンの外側で行う取引のことを言います。なので、何か特定の技術やネットワークを指す言葉ではありません。

私たちが普段取引所からウォレットに通貨を送ろうとするときは、仮想通貨のネットワークに取引を認めてもらうようトランザクションを投げ、それがブロックチェーンに記録された時点でようやく取引が完了します。このような取引のことを、「オンチェーン」と言います。当然のことながら、オンチェーン取引では、全ての送金記録がブロックチェーンに記録されます。

オンチェーン取引がブロックチェーンに全てを記載するものであるのに対して、オフチェーン取引は、ブロックチェーンの外側で行う取引です。その仕組みや目的については後述しますが、その形は様々であり、多くの場合別のブロックチェーンを作っているわけではありません。

​オフチェーンの仕組み

ブロックチェーンと、オフチェーン取引の関係を図で示すと上のようになります。​(オフチェーン取引の部分は、種類によって大きく異なるため、一概には示せません)

しかし、共通するものとしての以下のような流れがあります。

  1. メインのブロックチェーン(メインチェーン)に存在するコインをオフチェーン取引用に確保する(デポジット)
  2. オフチェーンで取引を繰り返す
  3. ​最終的な結果だけをメインチェーンに記録する

1の確保の段階がないと、複数のオフチェーン取引を同時に行って、存在しないコインを使用することができてしまいます。図ではオフチェーンでの取引は2回しか行われていませんが、実際はもっと細かく(1秒あたり1回など)行ったとしても、最終的なブロックチェーンへの記録回数は、全く変わりません。このことが、オフチェーンでの取引を採用している最も重要な理由です。

​サイドチェーンとの違い

​オフチェーンと似た言葉で、勘違いしやすいものとして、サイドチェーンというものがあります。サイドチェーンとオフチェーンはよく並べて語られることが多いのですが、別のものなので注意してください

オフチェーンが「オンチェーンと対をなし、メインチェーンに記載されない取引」という概念的なものであるのに対して、サイドチェーンは「メインチェーンから分岐して、メインチェーンの働きを助けたり、独自のシステムを導入したりするためのブロックチェーン」というチェーンそのものを指します。

目的は似通っているのですが、実態は異なるものです。

​オフチェーンのメリットと目的

​ここまでで、オフチェーンという概念についてはお分りいただけたと思います。ここからは、なぜオフチェーンにする必要があるのか、というところを、今のビットコインが抱える諸問題を元に説明したいと思います。

仕組みのところで述べたようにブロックへの記録回数を大幅減らせることが全てのメリットの元となっています。

​スケーラビリティ問題を解決する

​ビットコインキャッシュが、ブロックサイズを8MBから32MBに変更するためにハードフォークしたことはご存知でしょうか?

これは、スケーラビリティ問題と呼ばれる「ブロックサイズとマイニングペースに対してトランザクション数が多すぎることによる送金詰まり」を解消するために行われました。スケーラビリティ問題は、ある程度知名度が上がり、規模の大きくなってきた仮想通貨については一度は話題に上がる、重要な問題です。ビットコインはもちろん、イーサリアムなどについてもスケーラビリティ問題は問題視されています。

ビットコインキャッシュでは、ハードフォークによってブロックサイズを大きくすることで、一回のマイニング毎に承認できる取引の数を増やし、スケーラビリティ問題に対処しました。ブロックサイズを大きくすることは直感的には分かりやすく、一時的な解決にはなるのですが、単純にブロックチェーンの容量が大きくなり、その保存をする負担が大きくなるという問題点があります。​

それに対し、ライトニングネットワークなどのオフチェーン取引を行うことを目的としたプロジェクトは、トランザクション自体を極力まとめて数を減らす方法を取っています。そうすることで、単純にトランザクションの数が減り、ブロックサイズがそのままであってもその裏で数多くの取引を行うことができるようになります。

​手数料を大幅に削減する

​ビットコインの価値を生み出し、ネットワークの堅牢性を保っている大きな要素として、マイニングがあります。マイニングによってマイナーに払われる報酬は「新規発行分+トランザクションに加えられた手数料」となります。新規発行分は自動的に決定されているので関係ないのですが、トランザクションに加えられた手数料は自分のトランザクションを優先的にマイニングされるために払うものなので、その価格は場合によって高くなってしまいます

1ブロックに入る数に対して、トランザクションの数が急激に増えると、手数料を高くしたものしか承認されなくなります。​例えば、2017年12月中旬には3000円を超える手数料を払わないとマイニングされない状態になりました。100円を送ろうとしているのに3000円かかるようでは、通貨としては役に立ちません。

これをオフチェーンにおいては解決することができます。前述の仕組みの項で述べたように、オフチェーンにおける取引ではブロックチェーンに記載するのは、オフチェーンでの取引の回数に関わらず、最初と最後のみになっています。ゆえに、オンチェーンで一回一回記録するのと比べて大幅に手数料を削減することができます。

​超高速の取引を実現する

​オンチェーン取引においては、1回1回のトランザクションがブロックチェーンに記載されるまで取引が完了せず、コインを動かすことができません。それに対して、オフチェーン取引においては、マイニング作業がないため、一瞬で送金を完了することができます。もちろん、ブロックチェーンに記載されるのは通常通り遅れてとなりますが、オフチェーンのネットワーク内に限っては、高速で送金を繰り返すことができます

例えば、取引所においては、日本円とビットコインの売買を短時間で繰り返し行えないと、投資として成り立たなくなってしまいます。マイニングを待たず、取引所内のネットワークで移動を管理して、適宜状態をブロックチェーンに記載するという方法を取っています。

​オフチェーンの利用例

​前述のようにオフチェーンは「チェーンの外側(オフ)で取引を行い、ブロックチェーンへの記載回数を減らす技術」です。なので、その形は場合や目的によって様々です。ここでは、オフチェーン技術を利用している例をいくつか挙げて説明します。

仮想通貨取引所での取引

​意外と思われるかもしれませんが、仮想通貨取引所で行っている、ビットコインの購入、交換、売却などにはオフチェーン取引が利用されています。オンチェーンでの取引のみを行う場合、例えば、日本円からビットコインを購入し、すぐに売却する必要が生じたとき、マイニングによって承認されるまでの間に相場が大きく変化してしまい、取引のタイミングを逃す可能性があります。

それを防ぐために、取引所内のネットワークで金額の移動だけをデータとして扱いオフチェーンで管理して、本物のコインの移動はその裏でブロックチェーンに記載するという形を取っています。そのため、同じ取引所内であったら、高速で売買を行うことが可能です。

​ライトニングネットワーク 

​今注目されているライトニングネットワークは、オフチェーン技術の最も有名なものです。これは、ビットコインにおけるスケーラビリティ問題を解決すると同時に、マイクロペイメントを実現するために開発されています。

ライトニングネットワークの特徴としては、これ自体がメインネットの手助けのためだけに存在しているということです。何かしらの中央集権所が作ったわけではなく、ビットコイン同様、分散型のネットワークを形成して、コインの取引のために存在しています。

ライトニングネットワーク の詳しい仕組みや、技術については下の記事をご覧ください。

目次ライトニングネットワークとは?ライトニングネットワークの仕組みライトニングネットワークのメリットライトニングネットワークの懸念点・問題点ライトニングネットワークに関するQ&Aライトニングネットワークまとめ ライトニングネットワークとは? ​ ​ ライトニングネットワークとは、オフチェーン上でトランザクションをまとめてからブロックチェーン上に効率化されたトランザクションだけを送ることで、マイクロペイメントを可能にした技術です。ライトニングネットワークの導入には、Segwitの導入が必須なので、ビットコインにSegwitが実装されたことによってライトニングネットワークの実現性が高まったと話題になりました。手数料、スケーラビリティなどたくさんの問題を持ったビットコイン、モナコイン、ライトコインなどの弱点を解決する可能性を秘めた技術です。 まずはマイクロペイメントについて知ろう! マイクロペイメントとは、少額単位での支払いを可能にする送金システムのことです。一円以下での支払いが出来るので、デジタルコンテンツに対する支払いなどに向いています。例えば、動画視聴に対して1秒に0.1円といった支払いです。今の法定通貨でこれをやろうとすると、どうしてもクレジットカードで支払わなければならず、クレジットカードの手数料が5~10円程かかってしまうので秒単位での支払いをするには手数料がばかになりません。仮想通貨を用いることでより少ない手数料でマイクロペイメントを行うことができますが、ビットコインでもまだ問題があります。 それは、細かい額のトランザクションを作るときにやはりマイナーフィーがかかってしまうので結局手数料がかかってしまうことと、送金に10分かかることです。 マイクロペイメントに関して詳しく知りたい方はこちらの記事を読んで下さい!!! マイクロペイメントとは?ビットコインや仮想通貨の可能性を東大生が解説マイクロペイメントとは、少額の決済が可能になるサービスです。今まで少額の決済をするのに手数料が決済価格よりも大きいなど、現実的ではありませんでした。今後仮想通貨を使って可能になる可能性があるマイクロペイメントの仕組みや将来性を解説します!続きを読む ですが、そんな問題を解決する技術が存在して、それをペイメントチャネルといいます。

 

​ライデンネットワーク

​ライトニングネットワークが、ビットコインに最適化されたオフチェーン取引の技術であるのに対して、イーサリアムに最適化したものがライデンネットワークです。

ライデンネットワークも、ライトニングネットワーク同様、イーサリアムのスケーラビリティ問題を解決する可能性を持ったプロジェクトですが、大きく異なる点として、RDNという独自トークンを発行し、ICOを行ったところです。RDNはライデンネットワーク内のサービスを利用するための手数料のために必要なのですが、イーサリアムの開発者からは批判を受けています。

ライデンネットワーク の詳しい仕組みや、技術については下の記事をご覧ください。​

目次Raiden Networkとはコインオタク独自のICOを選ぶ基準!上場直後の伸びは正直何とも言えない長期的に価格はあがる!Raiden Networkのプロジェクト概要Raiden Networkのプロジェクトメンバー市場でのRaiden Networkの評価Raiden NetwrorkのメリットRaiden NetworkのデメリットRaiden Networkの入手方法Raiden Networkまとめ Raiden Networkとは Raiden Networkは、イーサリアムのブロックチェーン上のトランザクション情報量を減らし取引を高速化・低額化するサービスで、Raiden Network上で使われるRDNを単位とする仮想通貨も同じ名前を持ちます。最近話題のスケーラビリティ問題の解決策として注目が集まっています。今後注目が必要なICOです! 英語ですが、Raiden Networkについて説明した動画があります コインオタク独自のICOを選ぶ基準! 詐欺コインの可能性があるか 上場をしなかったり、システムが実体のない詐欺コインも存在するため注意が必要です。 プロジェクトメンバーがしっかりしてるか プロジェクトの方向性を決めるメンバーがプロジェクトの信頼度を決める一つの指針になります。 トークン設計が実用的か トークンの利用価値が高ければ高いほどコインの価値が上がりやすいです。 プロジェクトに将来性があるか プロジェクトが発展すればコインに信用も生まれますます需要が高まります。 上場後に価格が上がっていくようなロジックがあるか 上場とともに一旦値が上がるのが傾向ですが、そのごも価値を発揮するかは別問題です。 上場直後の伸びは正直何とも言えない 上場後は基本的に伸びるもの 基本的にICOで販売されるトークンは期間が限られているため、トークンを買うことができなかった人がトークンを買いたがるため上場直後に買いが増える傾向にあります。またただ単に期待や注目が上場までに増えたことで上場後に値を上げることもあります。たとえば、今年6月に上場したICOトークンIOTAは、上場後にその値を500倍にまで上げました。さすがにここまで上がるケースは珍しいですが、数倍に上がるケースは珍しくないです。そのためRaiden

 

オフチェーンのデメリットと問題点​

​ここまでの内容では、「もはやメインブロックチェーン必要なくない?」とお思いになる方もいると思います。しかし、決してそうではありませんオフチェーン取引はあくまでオンチェーン取引を補完するものであり、オフチェーン技術だけではビットコインの開発の理由となった、非中央集権化や、P2Pネットワークのみでの管理を果たすことができません。

ここからは、オフチェーンが持っているデメリットや問題点について説明します。

​セキュリティが脆弱になる​

オフチェーンでの取引はオンチェーンとは異なり、一時的にブロックチェーンから切り離されたところで取引を行います。ゆえに、その移動の途中で攻撃を受けやすくなってしまいます。

オンチェーンは、手軽さの面でいったら不便と言わざるを得ません。しかしながら、不便でありスピード感が遅いからこそ、オフラインで通貨が保管できたり、マイニングが安定したりなど、そのセキュリティは極めて強固なものとなっています。何でもかんでもオフチェーンとするのではなく、オンチェーンの問題点を補完する、という形でオフチェーン取引を利用することが求められます。

利便性と安全性はトレードオフであると言えるのです。

取引がブラックボックス化する

取引所から仮想通貨を購入するとき、それがブロックチェーンで​どのトランザクションに記録されているか確認したことのある人は少ないと思います。このように、オフチェーンでの取引が行われると、それがどのような仕組みで動いているかや、他の人の取引がどのように行われているかを知ることが容易ではありません。そのため、オンチェーンの時はできる、相互監視がしづらくなります

中央集権化する

​先ほど、オフチェーンの例として挙げた仮想通貨取引所での取引が分りやすい例ですが、オフチェーンでの取引はものによっては完全に一部の管理者に管理された閉じたネットワークとなります。取引所の場合は、その中で中央集権化しています。

取引所に限らず。例えば、ライトニングネットワークのような分散型とされるオフチェーンネットワークについても中央集権化のリスクは伴います。一部のノードばかりがハブとして利用されると、そのノードへの依存度が高まり、重点的に経由されるようになります。オンチェーン取引の場合は、取引したいノードと、マイニングするノードは分離していたため、取引をするノード間では対等な立場が保たれていました。しかし、ハブの中央集権化が進むと、権力を持っている人の発言力が必然的に大きくなり、コミュニティの意思決定が偏ってしまいます

​まとめ

よく聞くけど、理解や定義のしづらい言葉である「オフチェーン」について解説しました。

今、ライトニングネットワークを始めとして、オフチェーン技術は盛んに開発が進んでいます。将来当たり前となるかもしれないシステムをきちんと理解し、プロジェクトを正しく評価するためにも、要注意の単語です!