Steven Williams氏は、Aevoの創業エンジニア兼CTOとして、スピード、セキュリティ、透明性を備えたハイブリッドなオンチェーン・オフチェーンシステムの設計に取り組んでいる。
ブロックチェーンの黎明期において、分散化はこの運動全体の精神を定義する究極の目標とされていた。ビットコインはこの原則をよく体現している。しかし近年、純粋な分散化よりもプログラム可能性とスピードに重点が移ってきた。イーサリアムはスマートコントラクトと分散型アプリケーションを重視し、ソラナは高スループットと低レイテンシーに焦点を当てている。これらのネットワークが劣っているわけではなく、単に異なる目的に役立っており、ビットコインの元来の精神を超えた進化を示している。
同様の変化が現在、ブロックチェーンアプリケーションでも起きている。かつてはブロックチェーン上に完全に構築された自己完結型システムだったものが、ブロックチェーンと従来の技術を融合させたハイブリッドシステムを持つ消費者向けアプリへと進化している。この進化は、ブロックチェーンが既存技術と競争するためには自然かつ必要なことである。意味のあるエンドユーザーの採用を達成しなければ、この技術が成功する道筋はない。
ハイブリッドシステム
ハイブリッドシステムについて語る際、その2つの主要コンポーネントを説明するために特定の用語を使用する。ブロックチェーン上に構築された部分はオンチェーンコンポーネントとして知られ、従来のインフラストラクチャ上で動作する部分はオフチェーンコンポーネントと呼ばれる。
オンチェーンコンポーネント
これはブロックチェーン上に直接デプロイされたスマートコントラクトを指す。これらのコントラクトは決済、保管、検証を処理し、トラストレスな実行と透明性を確保する。ハイブリッドシステムでは、ユーザーのトランザクションは通常、これらのスマートコントラクト内で最終決定され記録される。
オフチェーンコンポーネント
これはブロックチェーン外に構築されたサービスとインフラストラクチャを指す。これらのコンポーネントはさまざまな目的に役立つ。例えば、ダッシュボードや分析のためのユーザーデータの集約や、ユーザーとブロックチェーンの間のやり取りを簡素化する仲介者としての役割などである。このようなサービスは通常、従来のサーバー上にデプロイされ、多くの場合クラウドでホスティングされる。オフチェーンサービスは一般的に変更や更新が容易である。これに対し、オンチェーンコンポーネントは、軽微な変更であっても複数の関係者からの承認が必要となることが多い。
ブロックチェーンアプリケーション構築におけるハイブリッドアプローチは、ブロックチェーンのトラストレスで透明性のある性質と、従来技術のスピード、スケーラビリティ、柔軟性を組み合わせたものである。現代のブロックチェーンアプリケーションのほとんどは、程度の差はあれこのモデルを採用している。その結果、分散化は現在、二項対立的な概念ではなく、スペクトラム（連続体）として理解するのが最適である。
オンチェーンとオフチェーンコンポーネントの両立における課題
ハイブリッドアプローチは一見すると優れた選択肢に見えるが、克服すべき課題がある。
非同期化
ハイブリッドシステムでは、オンチェーンロジックが真実の源泉であり続けるべきである。オフチェーンシステムはオンチェーンの状態と同期を維持し、コントラクト上の真実と乖離した場合には変更をロールバックする準備ができていなければならない。
これは私が自社Aevoを構築する際に学んだ重要な教訓の一つだ。非同期化が発生することを前提としたインターフェースを構築することが重要である。自動調整、状態証明、署名検証などの回復メカニズムの設計は、乖離を完全に防ぐことよりも価値があることが証明された。
オンチェーンシステムの過剰設計
理論から実装に移る際、私たちにとって最大の課題は技術的な複雑さではなく、何がオンチェーンでなければならないか、何が安全にオフチェーンに存在できるかの適切な境界を定義することだった。
初期段階では、分散化を過度に最適化し、ブロックチェーンに過剰な計算を押し付け、パフォーマンスを損なっていた。後の反復を通じて、厳格な区分ではなく、信頼の勾配という観点で考えることを学んだ。
セキュリティと信頼モデル
信頼できるコンポーネントと検証可能なコンポーネントの間に明確な境界を定義することで、ハイブリッドシステムはすべての操作をブロックチェーンを通す必要なく監査可能性を維持する。暗号化証明、署名、または証明書はレイヤー間の整合性を確保する。オフチェーンシステムがある程度の権限を持つことができる一方で、ユーザーの承認を必要とする操作では、オフチェーンシステムがオンチェーンシステムを操作することを防ぐために署名を使用できる。
これらの課題に直面した経験から、ハイブリッドシステムを構築しようとするチームは以下の点に焦点を当てるべきだと考える：
1. システムのどの部分が検証可能な信頼を必要とするかを特定する。
2. パフォーマンスが重要な操作はオフチェーンに移しつつ、証明や署名を通じて監査可能性を維持する。
3. レイヤー間の結合を最小限に抑え、構成可能性を維持するために、明確なインターフェース契約を定義する。
これらの原則は、スケーラブルで信頼性が高く、適応可能なブロックチェーンアプリケーションを設計しようとする将来のビルダーにとって、シンプルながらも強力なフレームワークを形成している。
ブロックチェーンアプリケーションの未来に向けた構築
ブロックチェーンインフラストラクチャが進化し続ける中、ハイブリッドシステムはネットワークが高速化・低コスト化するにつれてより多くのロジックをオンチェーンに移行したり、応答性が不可欠な場合にはオフチェーンモジュールを維持したりすることで、分散化スペクトラム上での位置を調整できるようにすべきである。この柔軟性は、システムの整合性を損なうことなく、長期的な持続可能性と製品の進化をサポートする。
実際には、すべてのブロックチェーンアプリケーションは分散化スペクトラムのどこかに存在している。その位置を理解し、意図的に設計することで、これらのシステムがニッチな実験にとどまるのか、それとも次世代インターネットの基盤となるのかが決まる。
