a16z Crypto：ブロックチェーンが金融インフラに向かうための4つの重要な能力

著者：a16z Crypto

編纂： 佳欢，ChainCatcher

金融はブロックチェーンの最も明白な応用シーンの一つであり、基盤となるインフラに対する要求が最も高いシーンの一つでもあります。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、しばしばその一つの利点が言及されます：資産、所有権の記録、実行ルールを、いかなる単一の取引相手の管理も受けない共有システムに組み込むことができるということです。しかし、これはブロックチェーンが自然に世界の金融市場の膨大な規模と複雑な運用要求に対応できることを意味するわけではありません。

長年にわたり、ブロックチェーンが大規模に適用できる条件についての議論は、主にコストとスループットに焦点を当ててきました。スループットとは、あるチェーンが1秒間に処理できる取引の数を指し、金融アプリケーションが十分な処理能力を持たなければ、大規模な実装については議論の余地がありません。しかし、多くの正式に稼働しているシステムのスループットの差が徐々に縮小するにつれて、議論の焦点も変わり始めました。

金融機関がブロック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と、これらのネットワークが実際の金融市場の運用要求を満たすことができるかどうかを判断する必要があります。これには、安定して信頼できる取引アクセスと予測可能な取引処理ルールだけでなく、敏感な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ます。ネットワークの混雑、システムの中断、または攻撃に直面しても、これらの保障は失効してはなりません。

ブロックチェーンの設計者は長年にわたり、これらの問題を解決しようと努めてきました。本稿では、どの問題が進展を遂げ、どの問題が未解決であるか、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高いのかについて議論します。

予測可能性：取引がブロックに組み込まれ、ルールに従って順序付けられることを保証する

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した。取引処理能力の不足、ネットワークの混雑、高すぎる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ーンは実現不可能でした。十分な処理能力がなければ、ネットワーク活動が増加した場合、注文を出したり更新したりするなどの通常の操作が高コストで不安定なものになってしまいます。

過去数年、特に前回のインフラのアップグレードの中で、この制限は明らかに緩和されました。5年間で、業界全体のブロックチェーンの総スループットは100倍以上増加し、正式に稼働しているいくつかのブロックチェーンシステムは現在、1秒間に数万件の取引を処理できるようになっています。これはまだ始まりに過ぎず、ストレステストの進展や新しいアーキテクチャの実装に伴い、この数字はさらに増加する可能性があります。

しかし、新たな問題は、スループット自体が取引がいつブロックに組み込まれるかを示すものではないということです。これが予測可能性が解決すべき問題です。

金融市場には、多くの操作が特定の時間ウィンドウ内でのみ有効です。したがって、取引は時間通りにブロックに組み込まれ、参加者が事前に明確に知っているルールに従って処理されなければなりません。日常の支払いにおいては、1秒の不確実性はそれほど重要ではないかもしれませんが、金融市場においては、ミリ秒単位の不確実性が参加者の取引所に対する信頼を揺るがす可能性があります。

チェーン上の注文簿を例にとると、もし取引者のキャンセル指示がタイムリーに効力を発揮しなければ、他の人が無効な価格で取引を行う可能性があります。マーケットメーカーはこのリスクを価格に織り込み、売買スプレッドを広げて自らを保護し、最終的にすべての参加者がより悪い取引価格に直面することになります。

言い換えれば、予測可能性には二つの保障が必要です。一つは、取引がタイムリーに組み込まれることを保証する、すなわち検閲耐性です。もう一つは、明確な取引順序の保障です。

レジリエンス：参加者が信頼性高く取引を提出できることを保証する

たとえ順序付けのルールが十分に良く設計されていても、もし特定の主体が誰が取引を提出し実行できるかを制御できる場合はどうなるでしょうか？例えば、ニューヨーク証券取引所が毎秒、世界中の参加者からランダムに一つのノードを選び、そのノードがすべての取引を市場に持ち込む通路を制御していると想像してみてください。明らかに、これらのノードは取引の実行に対して巨大な権力を持つことになります。

取引の順序は、ある注文がブロックに組み込まれた後の先後を決定しますが、レジリエンスはその一歩前に焦点を当てています：参加者は本当に注文を提出できるのでしょうか？彼らは特定の単一の入口や運営者に依存しなければならず、その決定が価格、リスク、または取引結果に影響を与えるのでしょうか？

したがって、ブロックチェーンの開発者は、より強力な保障を求めており、「取引が最終的に組み込まれる」という点から「取引がタイムリーに組み込まれることができるか」という点に重点を移しています。目標は、有効な取引がタイムリーにネットワークに到達すれば、すぐに組み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不十分であるということです。これは「取引は遅かれ早かれ処理される」というよりも厳格であり、金融市場が必要としているのはまさにこの確実性です。

a16z Cryptoの研究者は、強いチェーンの質（Strong Chain Quality）という概念と測定方法を提案しました。核心は、参加者が次の実行に進む機会が特定の運営者が制御する単一のキューに依存しないようにすることです。具体的には、ブロックチェーンは各ブロックに一部のスペースを予約し、ネットワークの他の経路から提出された取引を処理するために使用し、有効な取引に複数の進入経路を提供することで、単一の運営者がどの取引が優先的に処理されるかを制御することを減少させます。

その目標は、ブロックスペースを複数の入口を持つ共有インフラにすることであり、単一の主体が制御するキューではありません。これは、現在稼働しているシステムよりも複雑なプロトコル設計を必要としますが、そのために複雑さを増すことは価値があるかもしれません：ネットワークが大きな圧力を受けても、参加者は自分の取引が正常に処理されると信じることができるのです。

順序付け：市場が取引の順序を予測できるようにする

予測可能性は、取引所が取引の順序をどのように決定するかにも依存します。取引が処理待ちの状態に入った後、市場は明確な順序付けルールを必要とします。

多くのブロックチェーンでは、取引は通常、個別に最終確認されることはなく、まずバッチにまとめられ、すなわち「ブロック」となり、ブロックの構築者または提案者によって台帳に書き込まれます。現在の多くのシステムでは、ブロックの構築者または提案者は、どの取引を組み込むか、また取引の順序をどのように並べるかを大きく決定することができます。この設計はプロトコルを簡素化するためのものであり、特定のアプリケーションにはまだ受け入れられるかもしれません。しかし、金融市場では、取引の順序が誰が優先権を得るか、どの価格で取引が成立するか、そして実行プロセスが公平であるかを直接決定します。

さらに重要なのは、もしある側が次のブロックを制御している場合、その側は他の人よりも早く取引を見て行動を起こす可能性があるということです。暗号市場では、これが通常MEVと呼ばれ、通常のブロック報酬とは別に、ブロック内で取引を組み込んだり排除したり再順序付けすることによって得られる価値です。

MEVを説明する際、人々はしばしば「サンドイッチ攻撃」の例を挙げます：取引者が処理待ちの取引を見た後、その取引の前に先に成立させて価格を押し上げ、実行後にすぐに別の取引を完了させ、その価格変動から利益を得るのです。機関市場にとって、問題はより直接的です：誰が注文フローを掌握するかが、他の参加者よりも先に行動を起こす可能性を持ち、その情報を利用して意思決定を行うことができるのです。

これは既存の金融市場構造の欠陥と非常に似ています。従来の市場では、中央集権的な仲介者が注文フローや取引意図を優先的に取得する特権を利用して利益を得ることがあります。もしチェーン上の市場が取引の順序付けや実行ルールに対して強力な保障を提供できなければ、同じ情報の非対称性を再生産する可能性があります。

ブロックチェーンプロトコルの設計者は、優先手数料に基づく決定論的ルールや、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を含む、より明確な順序付けルールを研究しています。具体的なメカニズムは依然として活発な研究分野ですが、その基本原則は従来の金融にとっては馴染みのあるものです：市場参加者は、自分の取引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す。これは従来の取引所が採用している価格優先、時間優先の原則に似ています。

取引の組み込みと順序付けは協調して機能しなければなりません。もし入札価格や清算取引が順序付けの段階に入る前に選択的に遅延されると、どんなに公平な順序付けルールでも意味がありません。同様に、参加者が取引が組み込まれた後にどのように処理されるかを判断できなければ、タイムリーに組み込むこと自体の意義も大きく損なわれます。

高いスループットはチェーン上の金融を可能にします；しかし、予測可能な取引の組み込みと明確な順序付けルールがなければ、時間に敏感で市場が圧力を受けている状況で本当に利用可能であることは保証されません。

プライバシー：実行前に取引意図を保護する

取引は、参加者が持つ情報や次の意図を暴露する可能性があります。例えば、注文の規模や方向は、特定のファンドがポジションを構築しているのか、減少させているのかを示すかもしれません。これらの情報が注文が完全に実行される前に公開されると、他の取引者が先に取引を行い、価格に影響を与える可能性があります。

これはチェーン上の環境では特に重要です。なぜなら、多くのブロックチェーンは取引が最終確認される前に処理待ちの取引を公開するからです。したがって、実行後の情報が完全に秘密にできない場合でも、金融市場は実行前のプライバシーを保護する必要があります。

現在のプロトコル設計者の目標は、取引情報が他者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密にしつつ、取引実行後により多様なプライバシーモードをサポートすることです。取引が完了した後、情報開示ルールは変更されることができます：公開市場は完全な記録を公開し、銀行は取引相手や規制機関にのみ関連記録を開示することができます。たとえすべての詳細を確認できなくても、他の人は取引がルールに従っているかどうかを検証できるべきです。

そのために、プロトコル設計者はタイムロック暗号（timelock encryption）や閾値暗号（threshold encryption）など、さまざまなタイプの暗号技術を探求しています。これらの技術は、取引内容を隠し続けることができ、所定の期限が終了するまで、または委員会が取引がブロック内の位置に確定したことを確認するまで、取引内容を隠すことができます。こうすることで、市場がこの取引を見た時点でも、すでに先行取引を行うことはできなくなります。

市場は透明性を保ちながら、すべての参加者が他の人の未実行の注文をリアルタイムで見る必要はありません。チェーン上の金融も同様にこの境界を明確にする必要があります：実行後は監査可能であり、実行前は秘密を保持することが求められます。

もしブロックチェーンがコア金融インフラストラクチャとなるのであれば、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りません。

スループットは最初の試練に過ぎません。十分な処理能力がなければ、チェーン上の金融はニッチなアプリケーションから脱却できません。しかし、速度が基盤能力となった今、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求、すなわち予測可能な取引実行、明確で曖昧さのない優先順位ルール、安定して圧力に耐えられる取引アクセス、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できるかどうかです。