ステート チャネルとは何ですか?また、どのようにしてより高速で安価なトランザクションを可能にするのでしょうか?

ブロックチェーンテクノロジーにおけるステートチャネルを理解する

1. ステート チャネルは、すべてのトランザクションをメイン ネットワークにブロードキャストすることなく、ブロックチェーン上での高速かつ安全な対話を促進するように設計されたレイヤー 2 スケーリング ソリューションです。これは、参加者がオフチェーンで複数のトランザクションを実行できるようにしながら、最終結果のみをブロックチェーンに記録することによって機能します。

2. 状態チャネルの参加者は、ブロックチェーン資産の一部をマルチシグネチャ コントラクトまたはスマート コントラクトにロックし、初期状態を確立します。この設定により、両方の当事者がゲームにスキンを持ち、サードパーティの仲介者に依存せずにプロセスを信頼できることが保証されます。

3. チャネルがオープンすると、ユーザーはバランスの変更や条件ロジックなどの状態更新を表す暗号化された署名付きメッセージをオフチェーンで交換します。これらのメッセージはネットワークにブロードキャストされず、関係者間で保持されます。

4. ブロックチェーンは、チャネルがオープンまたはクローズされるときにのみ使用されます。クロージャ中に、最終的に合意された状態がメインチェーンに送信され、それに応じて残高が更新されます。これにより、混雑が最小限に抑えられ、頻繁なオンチェーン操作に伴う料金が削減されます。

5. 国家チャンネルは、公平性を確保するために暗号証明と紛争メカニズムに依存しています。一方の当事者が古い状態を送信して不正行為を試みた場合、もう一方の当事者は、有効な署名付きメッセージを証拠として使用して、事前に定義された時間枠内でそれに異議を申し立てることができます。

ステートチャネルがトランザクション速度を高速化する仕組み

1. トランザクション処理をメイン ブロックチェーンから移動することで、ステート チャネルはブロックの確認を待つ必要がなくなります。取引は参加者間で瞬時に行われ、マイクロペイメントやゲームアクションなどのリアルタイムのやり取りが可能になります。

2. データがネットワーク全体に伝播されないため、待ち時間が大幅に短縮されます。チャネル内の 2 つ (またはそれ以上) の当事者のみが通信する必要があるため、プロセスは従来のオンチェーン決済よりも大幅に高速になります。

3. ストリーミング決済や迅速な更新を必要とする分散型アプリケーションなどの高頻度のユースケースでは、このモデルから大きなメリットが得られます。たとえば、ユーザーはオフチェーンで決済される継続的なマイクロトランザクションを通じて、クラウド コンピューティング リソースに対して秒単位で支払うことができます。

4. 個々のトランザクションに対するマイナー手数料の排除により、ブロックスペースやメモリプールの遅延をめぐる競合がなくなるため、速度がさらに向上します。ユーザーはピーク時にネットワークの輻輳にさらされることがありません。

5.ステートチャネルは、定期的な送金のブロック間隔やコンセンサスメカニズムへの依存を排除​​することで、ほぼ瞬時の決済を可能にします。

オフチェーン処理によるコスト効率の向上

1. オンチェーントランザクションでは、ネットワーク需要に基づいて変動するガス料金が発生します。ステートチャネルは、数百または数千のインタラクションを単一のオンチェーンイベント、つまりチャネルクローズにバッチ処理することで、これらのコストを削減します。

2. ユーザーは 2 つのオンチェーン料金を支払います。1 つはチャネルを開くため、もう 1 つはチャネルを閉じるためです。すべての中間トランザクションにはマイニングのインセンティブがなく、特に大量のシナリオで運用コストが削減されます。

3.このコスト構造により、マイクロトランザクションが経済的に実行可能になりますが、そうでなければベース層の手数料オーバーヘッドにより非現実的になります。

4. 分散型アプリを構築する開発者は、状態チャネルを活用して、頻繁なトランザクション料金の負担を負うことなくシームレスなユーザー エクスペリエンスを提供できるため、導入の可能性が高まります。

5. ブロックスペースをめぐって競合するトランザクションが減少するため、ネットワーク全体のスケーラビリティが向上し、輻輳が減少するため、残りのオンチェーンアクティビティの平均料金が間接的に下がります。

ステートチャネルにおけるセキュリティと信頼の最小化

1. オフチェーンで運用されているにもかかわらず、国家チャネルは暗号化とブロックチェーンの施行に根ざした強力なセキュリティ保証を維持しています。一方の当事者が悪意を持って行動した場合でも、資金は常に回収可能です。

2. 各状態の更新には、信頼性と否認防止を保証するために、すべての関係者からのデジタル署名が必要です。これらの署名は、いつでも検証可能な合意の証拠として機能します。

3. 異議申し立て期間により、誠実な参加者は不正な請求に応じることができます。誰かが資金を盗むために古い状態をブロードキャストした場合、取引相手は新しい署名された状態を送信してそれをオーバーライドできます。

4. スマート コントラクトは、資金分配やタイムアウト条件などの関与ルールを管理します。紛争が発生した場合、彼らは公平な仲裁者として機能し、ユーザー間の信頼の必要性を最小限に抑えます。

5. すべてのユースケース、特にすべてのステップで公的監査を必要とするユースケースに適しているわけではありませんが、セキュリティ モデルは、プライバシーと効率性が優先される二国間または小グループのやり取りでは堅牢なままです。

よくある質問

ステートチャネルセッション中に一方の当事者がオフラインになった場合はどうなりますか?ほとんどの状態チャネルは、設定期間後に残りの参加者が一方的にチャネルを閉じることを許可するタイムアウト メカニズムを実装しています。これにより、資金が永続的にロックされることがなくなり、1 つのノードが予期せず切断された場合でも可用性が確保されます。

3 人以上が州チャンネルに参加できますか?はい、マルチパーティ状態チャネルが存在し、複数の参加者間の対話をサポートします。これらには、より複雑な調整と署名プロトコルが必要ですが、マルチプレイヤー ゲームや条件付きの支出ルールを備えた共有ウォレットなどのグループ アクティビティが可能になります。

ステートチャネルはすべてのブロックチェーンと互換性がありますか?いいえ、プログラム可能なスマート コントラクトやハッシュ タイムロック コントラクト (HTLC) などの暗号化プリミティブなどの特定の機能が必要です。イーサリアムのようなブロックチェーンはそれらを十分にサポートしていますが、他のブロックチェーンには安全な実装に必要なインフラストラクチャが不足している場合があります。

ステートチャネルはサイドチェーンとどう違うのでしょうか?ステート チャネルは、参加者間の一時的なプライベート レイヤーとして動作し、開始時と終了時にのみメイン チェーンと対話します。サイドチェーンはメインチェーンと並行して実行される独立したブロックチェーンであり、多くの場合、独自のコンセンサスメカニズムとバリデータを備えており、単純な状態更新を超えた広範なアプリケーションの実行を可能にします。