a16z Crypto解説：ブロックチェーンが金融インフラへと進化するための4つの重要な能力

翻訳・編集：佳欢（ChainCatcher）

金融はブロックチェーンの最も明白なユースケースの一つであり、インフラへの要求が最も高い分野の一つでもある。人々がブロックチェーンの金融用途について議論する際、その利点として、資産、所有権記録、実行ルールを、いかなる単一の取引相手にも支配されない共有システムに組み込める点がよく挙げられる。しかし、これはブロックチェーンが本来、世界の金融市場の巨大な規模と複雑な運用要件に対応できることを意味するわけではない。

長年にわたり、ブロックチェーンが大規模に適用可能かどうかの議論は、主にコストとスループットを中心に行われてきた。スループットとは、1つのチェーンが1秒間に処理できるトランザクション数のことであり、金融アプリケーションは十分な処理能力がなければ、大規模な普及はあり得ない。しかし、多くの実運用システムにおけるスループットの差が縮まるにつれ、議論の中心も変わり始めている。

金融機関がチェーン上で取引を実行し、ステーブルコインやトークン化された資産を発行し始めるにつれ、これらのネットワークが実際の金融市場の運用要件を満たせるかどうかを判断する必要がある。これには、安定した信頼性の高い取引アクセスと予測可能な取引処理ルールだけでなく、機密情報を開示するかどうか、いつ開示するかを決定する能力も含まれる。ネットワークの輻輳、システム障害、攻撃が発生した場合でも、これらの保証は失われてはならない。

ブロックチェーンの設計者は、長年にわたってこれらの問題に取り組んできた。本稿では、どの問題が進展し、どの問題が未解決のままか、そしてなぜ現在のブロックチェーンが過去よりも金融市場を支える能力があるのかについて議論する。

予測可能性：トランザクションが確実に取り込まれ、ルールに従って順序付けられること

長年にわたり、処理能力はブロックチェーンの最も明白なボトルネックであった。トランザクション処理能力の不足、ネットワークの輻輳、高額な手数料といった基本的な問題により、多くの現実の金融シナリオはそもそも実現が困難であった。十分な処理能力がなければ、ネットワークアクティビティが増加した際に、注文や注文の更新といった通常の操作が高コストで不安定な実行となる。

ここ数年、特に前回のインフラアップグレードにおいて、この制限は大幅に緩和された。5年間で、ブロックチェーン業界全体の総スループットは100倍以上に増加し、現在実運用されている一部のブロックチェーンシステムは、1秒間に数万件のトランザクションを処理できる。これはまだ始まりに過ぎず、ストレステストの実施と新しいアーキテクチャの導入により、この数値はさらに向上する可能性がある。

しかし、新たな問題は、スループット自体が、トランザクションがいつブロックに取り込まれるかを示すものではないということだ。これこそが予測可能性が解決すべき問題である。

金融市場では、特定の時間枠内でのみ有効な操作が多数存在するため、トランザクションは時間通りにブロックに取り込まれ、参加者が事前に明確に認識しているルールに従って処理されなければならない。日常的な支払いにおいては、1秒の不確実性は問題にならないかもしれないが、金融市場においては、ミリ秒単位の不確実性でも、参加者の取引所に対する信頼を揺るがす可能性がある。

例えば、オンチェーンのオーダーブックを考えてみよう。トレーダーの注文取消し指示がタイムリーに反映されなければ、他の参加者が既に無効となった価格で約定してしまう可能性がある。マーケットメーカーはこのリスクを価格に織り込み、スプレッドを拡大することで身を守ろうとし、最終的にはすべての参加者がより不利な約定価格に直面することになる。

言い換えれば、予測可能性には2種類の保証が必要である。一つはトランザクションがタイムリーに取り込まれる保証、すなわち検閲耐性であり、もう一つは明確なトランザクション順序付けの保証である。

回復力：参加者が確実にトランザクションを送信できること

たとえ順序付けルールが十分に設計されていても、単一の主体が誰がトランザクションを送信・実行できるかを依然として制御できるとしたらどうだろうか？例えば、ニューヨーク証券取引所が毎秒、世界中のステーキング参加ノードからランダムに一つを選び、そのノードがすべての取引の市場への経路を制御するとしよう。明らかに、これらのノードは取引実行を左右する巨大な力を得ることになる。

トランザクションの順序付けは、注文がオンチェーンに載せられた後の順序を決定するが、回復力はさらに前の段階、すなわち参加者が実際に注文を送信できるかどうかに焦点を当てている。彼らは単一のエントリーポイントや運営者に依存せざるを得ず、その運営者の決定が価格、リスク、取引結果に影響を及ぼす可能性があるのだろうか？

したがって、ブロックチェーン開発者はより強力な保証を求めており、重点は「トランザクションが最終的に取り込まれる」ことから「トランザクションがタイムリーに取り込まれるかどうか」へと移行している。目標は、有効なトランザクションがネットワークにタイムリーに到着すれば、すぐに取り込まれるべきであり、「すぐに処理される」という約束だけではない、ということだ。これは「いつかは処理される」よりもはるかに厳格であり、金融市場が必要とするのはまさにこの確実性である。

a16z Crypto の研究者は、Strong Chain Quality（強力なチェーン品質）という概念と評価方法を提案している。その核心は、参加者が次の実行ラウンドに進む機会が、単一の運営者によって制御される単一のキューに依存しなくなることである。具体的には、ブロックチェーンは各ブロックにスペースを確保し、ネットワークの他の経路から送信されたトランザクションを処理することで、有効なトランザクションに複数のエントリーチャネルを提供し、どのトランザクションが優先的に処理されるかについての単一の運営者の制御を減らすことができる。

その目標は、ブロックスペースを単一の主体によって制御されるキューではなく、複数のエントリーポイントを持つ共有インフラにすることである。これには、現在実運用されているシステムよりも複雑なプロトコル設計が必要となるが、この複雑性を追加する価値はあるかもしれない。ネットワークが大きな圧力にさらされている場合でも、参加者は自分のトランザクションが正常に処理されると信頼できるからである。

順序付け：市場がトランザクションの順序を予測できるようにすること

予測可能性は、取引所がトランザクションの順序をどのように決定するかにも依存する。トランザクションが保留状態になると、市場には明確な順序付けルールが必要となる。

多くのブロックチェーンでは、トランザクションは通常、1件ずつ最終確定されるのではなく、まず「ブロック」と呼ばれるバッチにまとめられ、その後ブロック構築者または提案者によって台帳に書き込まれる。現在の多くのシステムでは、ブロック構築者または提案者は、どのトランザクションを取り込み、どのように順序付けるかについて、かなりの自由度を持つことができる。この設計はプロトコルを簡素化するためのものであり、一部のアプリケーションでは許容できるかもしれない。しかし、金融市場においては、トランザクションの順序は、誰が優先権を得るか、どのような価格で約定するか、執行プロセスが公平かどうかを直接決定する。

さらに重要なのは、ある当事者が次のブロックを制御している場合、他の参加者よりも早くトランザクションを確認し、行動を起こすことができる可能性があることだ。暗号資産市場では、これは通常MEVと呼ばれ、通常のブロック報酬に加えて、ブロック内のトランザクションの組み入れ、除外、または並べ替えによって得られる価値を指す。

MEVを説明する際、よく「サンドイッチ攻撃」が例として挙げられる。トレーダーが保留中のトランザクションを確認した後、そのトランザクションの前に約定して価格を押し上げ、その実行後にすぐに別のトランザクションを約定させ、価格変動から利益を得るというものだ。機関投資家向け市場にとっては、問題はより直接的である。誰が注文フローを掌握するかによって、他の参加者よりも先にその情報を利用して意思決定を行うことができる可能性がある。

これは、既存の金融市場構造の欠陥と非常によく似ている。伝統的な市場では、中央集権的な仲介業者が注文フローや取引意図への優先的なアクセスを利用して利益を得る可能性がある。オンチェーン市場がトランザクションの順序付けと実行ルールについて強力な保証を提供できなければ、同じ情報の非対称性を再現する可能性がある。

ブロックチェーンプロトコル設計者は、より明確な順序付けルールを研究しており、主に優先手数料に基づく決定論的なルールや、特定の取引所が自身のアプリケーションに基づいて設定するルールなどが含まれる。具体的なメカニズムは依然として活発な研究分野であるが、その基本原則は伝統的な金融にとって馴染みのないものではない。市場参加者は、自身のトランザクションがどのように順序付けられ、実行されるかを正確に予測できるべきであり、これは伝統的な取引所で採用されている価格優先・時間優先の原則に類似している。

トランザクションの取り込みと順序付けは連携して機能しなければならない。競合入札や清算トランザクションが順序付けの段階に達する前に選択的に遅延させられるのであれば、どれほど公平な順序付けルールも無意味である。同様に、参加者がトランザクションが取り込まれた後にどのように扱われるかを判断できなければ、タイムリーな取り込み自体の重要性も大きく損なわれる。

高スループットはオンチェーン金融を可能にする。予測可能なトランザクションの取り込みと明確な順序付けルールだけが、時間的制約があり市場に圧力がかかる状況でも、それが実際に使用可能であることを保証する。

プライバシー：実行前に取引意図を保護すること

トランザクションは、参加者が持つ情報や次の意図を暴露する可能性がある。例えば、注文の規模や方向は、あるファンドがポジションを構築しているのか、それとも削減しているのかを示す可能性がある。これらの情報が注文の完全な実行前に公開されれば、他のトレーダーは先回りして取引し、価格に影響を与える可能性がある。

これは、多くのブロックチェーンがトランザクションの最終確定前に保留中のトランザクションを公開するため、オンチェーン環境では特に重要である。したがって、実行後の情報を完全に秘匿化することができなくても、金融市場は実行前のプライバシーを保護する必要がある。

現在のプロトコル設計者の目標は、トランザクション情報がまだ他人に利用される可能性がある段階で、その具体的な内容を秘匿し、トランザクション実行後はより多様なプライバシーモードをサポートすることである。トランザクション完了後、情報開示ルールは変更可能である。公開市場は完全な記録を公開でき、銀行は取引相手と規制当局にのみ関連記録を開示できる。すべての詳細を確認できなくても、他の参加者はトランザクションがルールに従っていることを検証できるべきである。

このため、プロトコル設計者は、タイムロック暗号（timelock encryption）やしきい値暗号（threshold encryption）など、さまざまなタイプの暗号技術を模索している。これらの技術は、所定の期間が終了するまで、または委員会がブロック内のトランザクションの位置が確定したことを確認するまで、トランザクションの内容を秘匿し続けることができる。これにより、市場がこの時点でトランザクションを確認しても、もはや先回りすることはできない。

市場は透明性を保つことができるが、すべての参加者が他の参加者の未執行の注文をリアルタイムで閲覧できる必要はない。オンチェーン金融もこの線引きを明確にする必要がある。実行後は監査可能、実行前は機密を保持するである。

ブロックチェーンが中核的な金融インフラとなるためには、参加者が信頼できる市場を支えることができなければならない。

スループットは第一の試練に過ぎない。十分な処理能力がなければ、オンチェーン金融がニッチなアプリケーションの域を出るのは難しい。しかし、速度がすでに基本能力となった今、真に困難な問題は、ブロックチェーンが金融機関の市場インフラに対する既存の要件を満たせるかどうかである。その要件には、予測可能なトランザクション実行、明確で曖昧さのない優先順位ルール、安定性と耐ストレス性を備えたトランザクション接続、そして事後の透明性を犠牲にすることなく取引実行前の情報を保護することなどが含まれる。