オンチェーントランザクションとオフチェーントランザクション – 初心者ガイド

“ブロックチェーンテクノロジー”というものは誕生してからも簡単には解決できない謎に包まれてきました。相互接続された要素の複雑なシステムとして各ブロックチェーンには分散レジストリが備わっており、複数のノードからアクセスされるデータにはオンチェーンおよびオフチェーントランザクションに関する様々な情報が含まれています。トランザクションは一体どのように機能しているのでしょう？また、これら2つの違いとは何なのでしょうか？

この記事ではオンチェーンとオフチェーントランザクション大まかな説明、長所と短所、ユニークな特徴などについて説明します。

分散型台帳”とは何ですか？

分散型台帳とは複数のネットワークノードまたはコンピューティングデバイスに分散されたデータベースを指します。また、参加者 (ノード) 間でネットワーク上に分散されたデータベースを指すこともあることから、 各参加者は分散型台帳データベースにおける同一の個人用コピーを持つことができます。

互いに独立して更新されるノードにおいては、台帳に何らかの変更が加えられると全員に通知されます。分散型台帳を使用することで信託費用が大幅に削減されることから銀行、政府機関、弁護士、公証人、規制当局などへの依存の軽減に繋がります。

分散型台帳の主な特徴として挙げられる点は単一のコントロールセンターが存在しないことであり、それによって各ノードはその他のノードとは独立して台帳更新の作成および書き込みを行います。その後に、ほとんどのノードが最終バージョンに同意することが確認されます。

台帳の1つのコピーに対する投票と同意はコンセンサスと呼ばれており、コンセンサスとはコンセンサスアルゴリズムによって自動的に行われるプロセスを指しています。合意に達することで分散型台帳が更新され、最後に合意されたバージョンの台帳が各ノードに保存されます。

現代では分散型台帳は情報の収集および送信を行う為の新しいパラダイムとして使用されています。さらには個人、企業、政府機関でのやり取りの方法を根本的に変えていく大きな可能性を持っています。

分散型台帳は複数の場所および様々な人々の間において分散形式で維持される取引および契約台帳であることから、分散型台帳では中央当局が改ざんなどの確認を行う必要はなくなります。

したがって、ここではトランザクションの承認または検証を行うための中央機関の介入は必要ありません。台帳内の全情報は暗号化を使用して安全かつ正確に保存され、秘密鍵と暗号署名を使用してそれらにアクセスすることができます。情報が保存された後はネットワーク ルールに従って管理可能な不変のデータベースになります。

オンチェーントランザクションとは何ですか？

オンチェーンの意味を理解するには、まずブロックチェーンを理解する必要があります。オンチェーン (ブロックチェーントランザクション) とはブロックチェーン上で発生し、そのメカニズムを使用して記録および検証が行われる暗号通貨取引を指しています。このようなトランザクションは全てブロックチェーンが適切に変更された後にのみ発生したものとみなされます。

このようなトランザクションはネットワーク参加者からの十分な数の確認または特別なコンセンサスアルゴリズムによって取り消しが不可能となっていますが、ネットワークのハッシュ能力の大部分を所有する参加者たちの合意が得られた場合にのみキャンセルすることが可能です。

そしてオンチェーントランザクションは無料ではなく、マイナーからの取引手数料が請求されます。オンチェーントランザクションではオンチェーン分析を使用して特定の時間枠内のトランザクションパターンを検証するための検証および認証サービスを提供していますが、場合によってはこのネットワークが十分に拡張できなかったり、トランザクションの数が多い場合には手数料が高くなることがあります。

オンチェーントランザクションは台帳が完全に最新であるとネットワークメンバーの51%以上が同意した場合にのみ実現されます (その後は元に戻せません)。そのため、マイナーはネットワーク上のトランザクションを完了するに合意された数の確認を受け取る必要があります。

オンチェーントランザクションの実行にかかる時間はネットワークの混雑具合にも影響されることから、大量の取引を確認する必要がある場合には取引が遅れる場合があります。ただし、ユーザーが高い料金を支払うことでトランザクション処理を速くなることも可能です。

オンチェーントランザクションのメリット

オンチェーンやオフチェーンの両方にその本質とコンセプトを体現する独自の長所や短所が備わっています。

高いセキュリティ

暗号通貨のオンチェーントランザクションはハッキング攻撃などを気にせずにトランザクションを操作することができる高レベルのセキュリティを提供していることから、ブロックチェーンに保存されるデータは完全に暗号化されることから記録後には変更することはできないためにいかなる種類の外部操作、盗難、恐喝などを防ぐことができます。

このトランザクションが提供する強力なプロテクションによってユーザーの信頼が高まり、その結果として同トランザクションの高い人気へと繋がっていきます。

分散化

ブロックチェーンは中央当局の影響を受けないため、仲介者による違反やデータフローの操作リスクなどはほぼありません。全てのオンチェーントランザクションが処理される分散システムの一連のルールの対象となります。

したがって、第三者がプロパティやパラメータを勝手に変えたりできなくなります。セキュリティ対策とも密接な関係にある分散型台帳が持つ分散型の性質によって、資産の盗難につながる可能性のある取引データのハッキングの可能性を最小限に抑えることができます。

高い透明性

分散型台帳を使用することでトランザクションが複数の場所で記録および検証されます。また、ブロックチェーンエクスプローラーを使用することで誰もがトランザクションを追跡して固有のウォレットアドレスのオンチェーントランザクションに関連付けられたメトリクスを独立して検証することができます。

トランザクションの透明性により、ユーザーはハッシュ内の重要なデータ（目的やその他の特性を反映するトランザクションのチェックサム）にアクセスできることでユーザーからの高い信頼にも繋がります。

オンチェーントランザクションのデメリット

それでは次に、オンチェーントランザクションのデメリットを説明していきます。

速度が遅い

ブロックチェーン上で処理を待機しているトランザクションの数が膨大になると、トランザクション速度に影響を及ぼしてネットワークを詰まらせる可能性があります。過度のネットワーク使用によってブロックチェーンの効率が大幅に失われるため、通常のトランザクション処理はブロックチェーンシステムを上手く使用することで強化されて高速化されています。

高額な手数料

トランザクション量が多ければ多いほどネットワーク料金も高くなり、需要が高まるとネットワークの使用料が高額になる可能性があります。マイナー (バリデーター)はトランザクション量に比例して各トランザクションの検証に対する報酬を受け取りますが、ブロックチェーンの帯域幅を増やすことでトランザクション手数料が何倍も削減されてネットワーク内のバリデーターの負担の軽減に繋がります。

大量の電力使用

オンチェーントランザクションと言えば、マイニングの際のプルーフ・オブ・ワークのコンセンサスプロセスにおける大量の処理能力とエネルギーの使用を言及しておかなければなりません。各トランザクションには一定量の処理能力が必要ですが、この処理能力は新たなブロックのマイニング時に抽出されます。

オフチェーントランザクションとは何ですか？

ブロックチェーンの外ではあるものの、暗号通貨ネットワーク上で行われるのがオフチェーントランザクションです。オフチェーントランザクションは非常に安価であるため、最近では大規模なネットワークで人気が高まっています。

オフチェーントランザクションの方がオンチェーントランザクションよりもはるかにシンプルであり、このようなトランザクションはブロックチェーンがトランザクションデータを変更するときに有効とみなされます。

変更の前には特定の数の参加者によって検証され、その後に変更に関する情報が別のブロックに書き込まれてネットワーク内の全ての参加者に送信されるため、送信の完了後は基本的には元に戻すことは不可能です。

オフチェーントランザクション契約はブロックチェーンネットワークの外部で行われます。オフチェーントランザクションに使用されるプロトコルはPayPalなどの支払いプラットフォームで使用されるプロトコルに非常によく似ています。

参加者はブロックチェーン外で契約を結ぶことができますが、次のステップとしては取引の完了の確認および契約が遵守されていることを確認する役割を持つ第三者の関与が行われ、これによって第三者が取引の保証人となります。

これは現在最も多くの分散型取引所が採用しているモデルであり、ここでは取引所がエスクローの役割を果たしてトランザクションのプラットフォームとルールを提供しています。参加者がブロックチェーン外の条件に同意することでトランザクションがブロックチェーン上で実行されます。

多くの場合において、コードやクーポンはオフチェーントランザクションにて受け入れられます。これらは暗号資産との交換および引き換えが可能なコードやクーポンであり、コードやクーポンを所有して適切なタイミングでそれらを引き換える責任は第三者にあります。

オフチェーントランザクションのメリット

オンチェーントランザクションと同様に、オフチェーントランザクションにもいくつかの素晴らしい強みがあります。

トランザクション速度の高速化

オンチェーントランザクションと比較した際には、ブロックチェーンネットワーク外のトランザクションはより高速に処理されます。オフチェーンではブロックチェーンからの確認を待つ必要がないことから、トランザクションは送信者のウォレットから受信者のウォレットまで即座に送信されるのです。

コストの削減

ブロックチェーンの外部で確認されたトランザクションにはマイニングやステーキングに基づく確認プロセスが必要ないため、最小限の手数料でより効率的に作業が行われます。

この機能は集中型と分散型の両方において、大量の暗号通貨やその他の暗号資産を扱う場合に非常に役に立ちます。

匿名性の向上

オフチェーントランザクションのデータは送信者または受信者の名前、送信金額、その他のトランザクションチェックサムデータなどのトランザクションにおける重要な機密情報が表示されないことから完全プライベートで行われます。

オフチェーントランザクションのデメリット

次はオフチェーントランザクションのデメリットを説明します。

透明性の低下

オンチェーントランザクションと比べると、オフラインで行われるオフチェーントランザクションはブロックチェーンと同じプロトコルには従わないため、様々な種類のトランザクションによって隠された多くのデータを知ることができないために双方の意見の相違が生じる機会が見られる場合があります。

一元化

通常であればオフチェーントランザクションは一元化されており、データを送信するエンティティはアクセスを拒否したりデータを破壊したり機能を停止したりすることができます。オフチェーンの分散化に関しては複雑なレイヤーとアーキテクチャによって可能となりますが、データはブロックチェーン上にないため永久に保持できるという保証はありません。

低いセキュリティ

オフチェーントランザクションは（たとえブロックチェーンに属していても）ブロックチェーンの外部で処理されることから、それらに関する情報はネットワーク内に保存されないためにセキュリティは大幅に低下します。

ここではトランザクションの開始結果と終了結果のみがブロックチェーンに書き込まれることから、その他全てのトランザクションの検証アクティビティはブロックチェーン外で行われるためにトランザクションデータの整合性の損失に繋がります。

オンチェーントランザクションとオフチェーントランザクションの主な違い

では、オンチェーントランザクションとオフチェーントランザクションの主な違いは一体何なのでしょうか？両者の名前は非常によく似ていますが、どちらともアプリケーションの点でもその動作を条件付ける多くの特徴の点においてもそれぞれの異なる違いが存在します。

トランザクションプロセス

全ての関連データにはオンチェーントランザクションのデータと共にタイムスタンプが付けられて公開台帳へと保管され、ブロックチェーン ネットワークのコンセンサス技術 (プルーフ・オブ・ワークやプルーフ・オブ・ステークなど) に基づいてブロックチェーンネットワークのコンピュータ (ノード) がこれらのトランザクションの検証を行います。

トランザクションを検証してチェーンに新しいブロックを追加することでPoWブロックチェーンネットワークでは大量の処理リソースが使用されますが、それらの強力なエネルギーは地球環境への深刻な問題として温暖化を加速させる可能性があります。

一方、一般的なサードパーティの保証人を利用してオフチェーントランザクションを実行することも可能です。レイヤー2ソリューション (ブロックチェーンに存在するスケーラビリティの問題への対処) は、プライマリ ブロックチェーンへの圧力を軽減するために特別に作成されますが、ここでのソリューションの2つの例としてはリクイッドネットワークとライトニングネットワークが挙げられます。

透明性とセキュリティ

オンチェーントランザクションはタイムスタンプが付けられて記録されるため、透明性が高く比較的安全で変更および取り消しは行うことができません。その一方、オフチェーントランザクションのセキュリティレベルは各実行方法に応じて異なります。

参加者はレイヤー2ソリューション (ライトニングネットワークなど) を利用してサイドチャンネルを確立でき、トランザクションが終了するとサイドチャンネルは閉じられることでメインのブロックチェーンがトランザクションを記録できるようになります。

その他のオフチェーントランザクションにおいて何らかの問題が発生した場合には、トランザクションに関与するいずれかの当事者を支援するための痕跡を残さない場合があります。

オンチェーントランザクションではより多く情報が公開されることから匿名性が損なわれますが、情報の詳細は公開分散台帳内に安全に保存されつつトランザクションパターンによって関係者を特定することができます。

その反対にオフチェーントランザクションはより高い匿名性を提供しています。メインチェーンに何らかの痕跡を残す可能性があるレイヤー2ソリューションで実行されるオフチェーントランザクションであっても、チェーンが閉じられるまで暗号化されることで当事者の機密性は維持されます。

まとめ

オンチェーントランザクションとオフチェーントランザクションはブロックチェーンネットワークの開発における2つの異なるテクノロジーでありながら、それぞれ独自の特性を持っていながら暗号資産を処理するための同じツールである暗号通貨ウォレットを使用しながら暗号資産で表現された暗号資産を別のウォレット間で転送する機会を提供しています。

これまでに大きく発展してきたブロックチェーンネットワークのおかげでこれらのモデルは世の中に広く普及してきましたが、将来的にどちらが世間一般の主流の方法になるかはまだ誰も分かりません。