サイドチェーンの全体像を図解！具体例と共にメリットデメリットを解説

出典：https://blockstream.com/technology/

ライトニングネットワークが登場してからも話題になったサイドチェーン(サイドチェイン)です。

今回はサイドチェーンについて解説していきたいと思います。

 

様々なブロックチェーン技術が乱立してきている中、改めてサイドチェーンとは何かがよく分かることを目指してこの記事を執筆しました。

 

サイドチェーンのルーツ

Blockstreamという会社が主に開発してきました。「２０１４年」の段階でサイドチェーンの技術をホワイトペーパーで公開していました。

 

サイドチェーンの仕組み

これまではPoB（Proof of Burn）を応用することで一方向でのサイドチェーンの実現はできると言われています。

 

しかし、一般的にサイドチェーンを指すものはtwo-way-pegと呼ばれる技術を使ったものです。

親から子へ、子から親へ価値を自由に移動させることができます。

 

サイドチェーンは2ndレイヤー

サイドチェーンとはメインチェーンから生成されたブロックチェーンです。2ndレイヤーと呼ばれる技術の一種です。2ndレイヤーの代表的な技術にライトニングネットワークも含まれています。

 

ややこしいサイドチェーンという言葉が使われる２パターン

サイドチェーンは主に２つの場合で用いられる単語です。１つは、ブロックチェーンに親チェーンと子チェーンをそれぞれ使ってブロックを生成していこうという手法全般を指してサイドチェーンと言われています。

 

もう１つは、子チェーンそのものをサイドチェーンと呼んでいます。筆者も調べる上で少し混乱したポイントです。

 

子チェーンとはどのようにブロックチェーンの中で生成されるのか

Liskのような、スマートコントラクトのプラットフォームを前提としてお話すれば、上の図のようにプラットフォームが増えるたびにサイドチェーンは増えていきます。

 

つまり、開発者がプラットフォームを生成したタイミングでメインチェーンから派生してサイドチェーンが誕生します。

 

メインチェーンとサイドチェーンのデータを連動させる仕組み

重複しますが、サイドチェーンとは、ブロックチェーンに親チェーンと子チェーンをそれぞれ使ってブロックを生成していこうという手法全般を指します。

また、親チェーンのことをメインチェーンと呼び、子チェーンをサイドチェーンと呼びます。（ややこしくてすみません）

 

メインチェーンとサイドチェーンの間ではデータを連動させることができます。その技術をtwo-ways pegと呼んでいます。

two-ways pegには以下のような機能が含まれています。(通貨によって仕様が異なる場合もあるそうです)

 

 

おおよそ上記の４ポイントの技術をまとめてtwo-ways pegと呼ばれています。

 

❷の「サイドチェーン内で発行された独自通貨はメインチェーンへ移すことができない 」の独自通貨とは何なのかについてですが、誰かがサイドチェーンを立ち上げると、立ち上げた人がサイドチェーン内で新しい通貨を発行することができます。

例えばもしビットコインがメインチェーンだった場合、サイドチェーンに草猫ビットコインなどの適当な名前で独自通貨を発行できます。

 

Liskの場合のサイドチェーン

例えばLiskの場合のサイドチェーンでは、メインチェーンにはLiskの通貨であるLSKコインが載っています、サイドチェーンにはLiskで作られたサービスのプラットフォームの数だけサイドチェーンが増えて行くイメージになっています。

先ほど紹介したtwo-ways pegの４パターンをLiskに落とし込んだ図で紹介していきたいと思います。

 

❶メインチェーンからサイドチェーンへメインチェーンのオリジナル通貨を移すことができる

❷サイドチェーンからメインチェーンへメインチェーンの通貨のみを移すことができる。サイドチェーン内の独自通貨はメインチェーンへ移すことができなくする

❸通貨の流れがメインチェーン→サイドチェーンの場合、移した通貨の分だけメインチェーンのオリジナル通貨がロックされて使用不可にします

❹通貨の流れがサイドチェーン→メインチェーンの場合、移した通貨の分だけメインチェーンのオリジナル通貨のロックが解除される。そしてサイドチェーンの中にあったオリジナル通貨が消滅します。

 

クロスチェーンとの違い

サイドチェーンの他にクロスチェーンという言葉がありブロックチェーン業界では開発が盛んになってきています。

似たように思うかもしれませんが端的に違いを説明します。

 

サイドチェーン＝親チェーンから派生する子チェーン

クロスチェーン＝他チェーン同士を接続する

 

この違いがあります。

 

サイドチェーンがあればよかったThe DAO事件

The DAOとは、DAOと呼ばれるイーサリアムのプロジェクトのファンドのことをいいます。DAOはイーサリアムのスマートコントラクトを利用したプロジェクトの総称です。

 

スマートコントラクトについて知りたい方はこちらの記事を参照

【図解】イーサリアムのスマートコントラクトの仕組みをビットコインと比較して解説

 

The DAO事件とは、The DAOで約150億円が調達されていましたが、The DAOのsplitという機能にバグがあったため、犯人がバグを利用して当時のレートで約65億円がハッキングされてしまった事件のことを言います。

 

The DAO事件では結果としてハードフォーク + ソフトフォークの合わせ技により、形式上は事件が存在しなかったことになりました。

 

ソフトフォークで資産を凍結させ、ハードフォークで事件の履歴がなかったように作り変えました。

 

The DAO事件ではブロックチェーンが人の手によって改ざんできないことが仇になりました。

そのため、ハッキングの事実を消すためにはイーサリアム自体を分裂させなければなりませんでした。

 

しかし、もしもイーサリアムにサイドチェーンがあればイーサリアム本体をハードフォーク + ソフトフォークをせず、サイドチェーン内だけでハードフォーク + ソフトフォークを実施することができました。そうすればメインチェーンを分岐させなくて済みました。

 

サイドチェーンの代表的なプロジェクトを区別する

・Blockstream

・Liquid

・Rootstock

・Lisk

・Loom Network

上記５つのプロジェクトが活発なサイドチェーンプロジェクトです。

 

Blockstream

Blockstreamは「２０１４年」の段階でサイドチェーンの技術をホワイトペーパーで公開していた会社です。実際のサイドチェーンの技術開発もこの会社が実用化レベルへと開発してきました。

 

メンバーの中にはオープンソース・プロジェクト「Bitcoin Core」の主要開発者も加わっているとのことで優秀なエンジニア陣で構成されているようです。

 

ライトニングネットワークの「Lightning」という技術も開発したのがBlockstreamのチームです。実は「Lightning」もサイドチェーンの技術の一つです。

 

Liquid

「Liquid」もまたBlockstreamが開発した商用アプリケーションのこと。「Lightning」と同様にサイドチェーンの技術を使っています。

「Liquid」は仮想通貨取引所に特化したサイドチェーンの機能を持っており、「即時送金」を実現させてくれます。

 

Rootstock(RSK)

Rootstockはビットコインにサイドチェーンを実装させようという試みです。今も開発が進められているようです。

 

Lisk

Javascript言語で作られたスマートコントラクトのアプリ開発プラットフォームの仮想通貨です。DPoS(Delegaated Proof of Stake)と呼ばれる承認方式が特徴的です。コインはLSKと呼ばれています。

 

Solidity言語のイーサリアムのJavascirpt言語バージョンと言えます。ただし承認方式やビジョンが違います。誰でもオープンソースでスマートコントラクトを使えることを目的としてつくられた仮想通貨です。

 

Liskについて詳しく知るなら

【2019年】リスク（LISK）の特徴と今後の将来性を評価&予想

 

Loom Network

公式ではDappチェーンという呼び方をしています。

イーサリアム上に展開するサイドチェーンのことで主にDappゲームなどでイーサリアムの仕様上の問題でスケールできな問題を解決するために開発されました。

 

1Dappにつき1チェーンという形で作成される一つのDappに応じて仕様をカスタマイズすることができます。

SDK（開発を簡易的に行えるツール）も提供しており、Loom SDKと呼ばれています。

 

サイドチェーンのメリット

 

ハッキングの被害を軽減できる

The DAO事件でも説明しましたが、イーサリアムのスマートコントラクトはメインチェーンの中だけで行われます。そのため、メインチェーンを分裂させる必要が出てしまいました。

 

メインチェーンを不正によってハードフォークさせると、コアなファンにも心象が悪くなりますし、何より一般的なイメージも詐欺をなかったことにできる通貨になってしまいマイナスです。

 

サイドチェーン内の出来事として収めることができる方が良いです。

 

高速化できる

メインチェーンをハードフォークさせなくとも、ブロック生成時間を短縮させしたり、改良した技術でトランザクション/秒を増やしたものをサイドチェーンとして流してみたりできます。

 

ライトニングネットワークがまさにビットコイン上で送金に特化したサイドチェーンの実装例となります。

 

具体的には、ライトニングネットワークのサイドチェーンにビットコインを流して、高速で承認。その後、ビットコインをメインチェーンに載せることで短時間 + 低手数料でビットコインの送金を実現しようというものです。

 

ビットコイン内での移動が普通列車とすれば、ライトニングネットワーク内での移動は新幹線(飛行機？)です。

一説によると、今までの１０分程度の処理時間が１０秒〜２０秒程度になると言われています。

 

冒険できる

メインチェーンの技術を引き継いだまま、承認方式を変えてみたり、新しい技術を付け足すことがハードフォークよりも容易に実行できます。

敷居を下げて技術の実践ができます。

 

サイドチェーンのデメリット

 

承認作業が無尽蔵に増えて行く

・メインチェーンの承認作業

・メインチェーンと子チェーンとのやり取りの承認作業

・サイドチェーンの承認作業

主に三方向に承認作業が必要です。メインチェーンはもちろん、サイドチェーンとメインチェーン間との取引も承認していかなければなりません。

このように、サイドチェーンが増えれば増えるほど承認作業量が増えて行くことを意味します。

 

そのため前提としてある程度の処理量を確保できる規模感かもしくは、大量に処理できる仕組のある形でサイドチェーンを展開していかないといけません。

 

LiskがDPoSと呼ばれる１０１人のバリデータ（承認者）に限定してフォージングを行っています。

（マイニングに近い行為。Liskは供給制限がないためニュアンスとしてはインフレに近い）

１０１人に絞ることで分散性を犠牲にする代わりに大量にトランザクションを捌くことを実現しています。

 

セキュリティが不安定

メインチェーンとサイドチェーン間のやり取りの脆弱性があるかもしれないという話も出ています。

 

また、どんなにメインチェーンが堅牢な作りであってもサイドチェーンが展開するプラットフォームの作りが脆弱であればサイドチェーン内でもハッキングは行われます。

 

開発の質をある一定以上に保つことが今後の課題となるかもしれません。

 

不正が生じても資金が取り出せるわけではない

確かに不正が生じても被害をサイドチェーン内に抑えることはできます。

ただしそれは被害の範囲を一つのサイドチェーンに抑えられるだけであってハッキングされてしまった資金自体はハッキングされたままです。

 

要するに、サイドチェーンは全体的にセキュリティが高まる仕組みというよりかは、被害の範囲を限定的にするのものです。

 

サイドチェーン まとめ

サイドチェーンはセキュリティを良くするものというより、被害に遭った際にダメージを抑えられるというものでした。

そして、まだ実働とは言い難いtwo ways-pegの技術自体にまだ脆弱性があるのではないかと言われています。

 

two ways-peg自体に問題があればメインチェーンの方にも被害が及ぶ可能性はあります。そこは開発陣であれこれ改善されていくかと思います。

 

ソフトウェア開発やアプリケーション開発でも最初からバグが０で市場に出回るものはありません。想定外のバグを退治しながら洗練されて行っています。

 

筆者としては小さく開発しながら技術を洗練させていける環境がみんなに提供されることが今後のサイドチェーン並びにブロックチェーンの発展に良いのかなと思います。