Ethereum State Channelとは何ですか？状態チャネルユースケース

イーサリアム州チャネルの理解

Ethereum Stateチャネルは、速度を向上させ、イーサリアムブロックチェーンのトランザクションのコストを削減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。これらのチャネルにより、参加者は、すべてのトランザクションをメインイーサリアムネットワークにブロードキャストすることなく、複数のオフチェーンインタラクションを実施できます。州チャネルの背後にあるコアのアイデアは、これらの相互作用の最終結果のみがブロックチェーンに記録され、混雑とガス料金が大幅に削減されることです。

州のチャネルは、スマートコントラクトを使用して、2つ以上の当事者間でブロックチェーン状態の一部をロックすることで動作します。この最初の契約が確立されると、参加者は署名された状態の更新を自分たちの間で交換できます。これらの更新は、チャネルのセットアップ中に合意された残高、所有権、またはその他の条件の変更を表しています。重要なことに、これらの更新は有効なままですが、紛争がある場合、または1つの当事者がチャネルを閉鎖したい場合を除き、ブロックチェーンに提出されません。

イーサリアム州のチャネルの仕組み

州チャネルを開始するには、参加者はまず相互作用を管理する規則に同意し、資金をマルチシグネチャスマート契約に預けなければなりません。この契約はエスクローとして機能し、すべての当事者が合意された条件を順守することを保証します。デポジットが確認されると、状態チャネルが使用されます。

その後、参加者はオフチェーンコミュニケーションに従事し、そこで彼らが各鍵で新しい州の更新に署名します。各アップデートは以前のものに取って代わります。つまり、オンチェーンを解決する時が来たときに最新バージョンのみが有効性を保持します。参加者が時代遅れの状態を提出しようとする場合、他の人は、悪意のある主張を無効にする新しい署名バージョンを提供することでこれに挑戦することができます。

州チャネルを閉じるには、トランザクションを介して最新の州をイーサリアムブロックチェーンに提出することが含まれます。このアクションは、最後の有効な状態アップデートに記録された最終残高に従って、スマートコントランスを引き起こし、ファンドをリリースします。このプロセスは、メインネットとの直接的な相互作用を最小限に抑えながら、公平性とセキュリティを保証します。

Ethereum Stateチャネルの主要な機能

• 取引コストの低い：ほとんどの操作は鎖外で発生するため、ユーザーは個々の取引ごとに高いガス料金を支払うことを避けます。
• ハイスループット：オンチェーンを設定する前に、チャネル内で即座に複数のトランザクションを処理できます。
• プライバシーの保存：オフチェーンの相互作用は、チャネルが閉じるまで公開されていないため、従来のオンチェーントランザクションと比較してプライバシーが強化されます。
• セキュリティ保証：基礎となるスマートコントラクトは、暗号化された証明を通じて不正行為を検出および罰せられることを保証します。

これらの機能により、イーサリアム州のチャネルは、信頼できるまたは半信頼できるパーティー間の頻繁で迅速かつ安全な相互作用を必要とするシナリオに特に適しています。

イーサリアム州チャネルのユースケース

状態チャネルの顕著な適用の1つは、マイクロペイメントシステム、特に小規模で定期的な支払いが一般的な環境にあります。たとえば、ストリーミングサービスは、ステートチャネルを利用して、視聴者のエンゲージメントに基づいてコンテンツクリエーターを段階的に支払うことができ、メインチェーンでの1秒あたりのトランザクションを避けることができます。

もう1つの説得力のあるユースケースは、分散型ゲームプラットフォームで、プレイヤーはゲームプレイ中に頻繁にやり取りすることです。状態チャネルを活用することにより、開発者はゲーム内の資産と取引の完全性を維持しながら、リアルタイムの応答性と低遅延を確保できます。

状態チャネルは、 IoT（Minternt of Things）ネットワークにも関連性を発見し、最小限の人間の介入でデバイスが自律的に取引できるようにします。スマートメーター、自動運転車、およびサプライチェーンセンサーは、イーサリアムネットワークを過負荷にすることなく、価値とデータを効率的に安全に交換できます。

さらに、ピアツーピア市場は、買い手と売り手が中央の仲介業者に大きく依存せずに条件を交渉し、デジタル商品を迅速に転送できるようにすることにより、州のチャネルの恩恵を受けます。

州チャネルの技術的実装

Ethereum State Channelのセットアップには、いくつかの技術的なコンポーネントが必要です。

• スマートコントラクトの展開：預金、引き出し、紛争解決メカニズムを管理するために、カスタムスマートコントラクトを作成する必要があります。
• マルチシグネチャウォレット：参加者は通常、マルチシグウォレットを使用して、堆積した資金へのアクセスを制御し、州の移行を検証します。
• オフチェーン通信プロトコル：セキュアなメッセージングプロトコルは、参加者間の署名された状態更新の交換を促進します。
• オンチェーン決済メカニズム：準備ができたら、最終状態は、詐欺を防ぐために必要な暗号化の証拠とともにブロックチェーンに提出する必要があります。

開発者は、多くの場合、州のチャネルの実装を簡素化するために、反事実やRaidenネットワークなどのフレームワークに依存しています。これらのツールは、暗号化の署名、タイムアウト、および紛争処理の管理に伴う複雑さの多くを抽象化します。

課題と考慮事項

その利点にもかかわらず、Ethereum Stateチャンネルには特定の制限があります。資金が閉じるまでチャンネル内でロックされたままでなければならないため、主要な懸念の1つはキャピタルロックアップです。ユーザーは、流動性の問題を回避するために、同時に維持するチャネルの数を慎重に評価する必要があります。

別の考慮事項は、参加者がブロックチェーンを定期的に監視する必要性です。指定された時間枠内で詐欺的な請求に対応しないと、資金が失われる可能性があります。自動化された監視師またはサードパーティの監視サービスを実装すると、このリスクを軽減できますが、追加の依存関係が導入されます。

さらに、状態チャネルのセットアップと管理には、技術的な専門知識が必要であり、開発者以外のアクセスが少なくなります。ユーザーフレンドリーなインターフェイスと財布の統合は、この分野でまだ進化しており、現在広範な採用を制限しています。

よくある質問

Q：Ethereumで誰かと州のチャンネルを開くことはできますか？はい、あなたは、共有されたスマート契約に条件と預金資金に同意している場合、参加する意思のある当事者と州のチャネルを確立することができます。

Q：気が変わった場合、状態チャネルは可逆的ですか？ステートチャネルが開かれたら、すぐに最初のデポジットを逆転させることはできません。ただし、チャンネルをいつでも閉鎖し、最新の合意された状態に基づいてファンドのシェアを取得できます。

Q：1つの当事者が消えたり、更新に署名することを拒否した場合はどうなりますか？参加者が反応しない場合、残りの関係者はスマートコントラクトに組み込まれたタイムアウトメカニズムを開始できます。タイムアウト期間が経過すると、最後の既知の有効な状態を使用して、チャネルを一方的に閉じることができます。

Q：状態チャネルには一定のインターネット接続が必要ですか？積極的な参加は信頼できる接続性から利益を得ていますが、一部の実装は非同期の更新をサポートしています。ただし、詐欺から保護するには、参加者は潜在的な紛争についてブロックチェーンに定期的にチェックする必要があります。