インフラのレベルでは、今日の注目の研究テーマは、ビザンチン耐障害性を損なうことなく迅速なコンセンサス、セキュリティを損なうことなくシャーディング、効率を犠牲にすることなくクロスチェーン通信を中心に展開されています。最近では、CosmosとPolkadotの最近のローンチにより、クロスチェーン通信が最も注目を集めています（もうすぐ！）。

クロスチェーン通信 — こんなにシンプルな原則

多くの専門家は、将来的には公共ブロックチェーンが数少ないものに集中すると主張しています。しかし、新しい公共ブロックチェーンが必要とされるシナリオは多く存在します。

• シナリオA: 構築したい既存のブロックチェーンが、アプリケーションが必要とする特性（例：プライバシーを保護する計算）やカスタマイズ性（例：データの処理および保存）を提供しない場合；
• シナリオB: 既存のブロックチェーンがサポートしていない異なるガバナンスモデルが必要な場合 — スマートコントラクトプラットフォーム上にアプリケーションを構築すると、アプリケーションは基盤プロトコルのガバナンスルールを採用せざるを得ません。

だからこそ、未来の世界は数百（場合によっては数千）の異なる公共ブロックチェーンで構成されることになるでしょう。これらのブロックチェーンが互いにどのように通信するかを考えることが、私たちの次の大きな課題です。

クロスチェーン通信に関するすべてのアイデアは、アダム・バックの論文「ペグされたサイドチェーンによるブロックチェーンの革新を可能にする」から始まります。この論文は、資産XをブロックチェーンAからブロックチェーンBに転送する方法についてのシンプルで驚くべき事実を示しています。実際、「転送」は幻想です。資産Xは「転送」されるのではなく、一時的にブロックチェーンAにロックされ、同等の資産XがブロックチェーンBで発行されます。これをペギングと呼び、双方向で行うことを二方向ペグ（2WP）と言います。

すべての2WPシステムは投票ベースであり、特定の「証人」のグループが資産Xのロックを解除し、どこに送るかを投票します。これは問題を提起します — この証人グループにどれだけの信頼を置くべきでしょうか? 最も簡単なアプローチは、単一の信頼できる証人がその仕事を行うことです（例：暗号交換）。しかし、より良いアプローチは、資産をロック解除/移動するのに証人のグループが承認しなければならない2WPを実装することです。

サイドチェーンの場合、この証人グループはブロックチェーンAとBのステークホルダー（例：マイナー、代理人、BP）を表し、機能しますが、技術的な複雑さを引き起こします。ブロックチェーンAにとって、ブロックチェーンBと通信するためのプロトコルレベルでのロジックを実装することは負担です。ブロックチェーンC、D、Eなどを導入するとき、問題はさらに複雑になります。

別のアプローチは、ブロックチェーンのネットワーク間での通信を促進する共通の証人グループを持つことであり、これはCosmos Hub、Polkadotリレーチェーン、IoTeXルートチェーンの背後にある直感です。各プロジェクトは、共通の証人グループを信頼できるものにし、多様なブロックチェーンに適応させるために、異なるアプローチと暗号経済学を採用しています。Cosmosは各ブロックチェーンが独自のバリデーターセット、セキュリティ、コンセンサスを持つと仮定し、IoTeXとPolkadotは、共有されたコンセンサスプールと「デフォルトによるセキュリティ」を利用してブロックチェーンのオンボーディングプロセスを容易にしています。全世界のすべてのブロックチェーンを接続することを使命とするPolkadotに対して、IoTeXのクロスチェーン通信の目標は異なり、より具体的です：IoTeXネットワーク内で実行されるすべてのレイヤー2チェーンに相互運用性を提供することです。これらすべてのレイヤー2チェーンは、ストレージ、アイデンティティ、信頼できるコンピューティング、IoTデータマーケットプレイスなど、IoTアプリケーションのさまざまな側面に使用されます。要するに、クロスチェーン通信は人類がバベルの塔のビジョンを実現するために行うもう一つの努力です。

クロスチェーン通信が重要な理由

ブロックチェーンは分散化とセキュリティに関するものであり、これらはクロスチェーン通信によってさらに強化される可能性があります。具体的には、クロスチェーン通信は異なるブロックチェーン間で資産が流通することを可能にし、以下を追求します：

• 異なるセキュリティレベル（例：高速な取引対強力な反検閲）
• 異なる特性（例：平文取引対機密取引）
• 様々なアプリケーション（例：DeFi対ゲーム）

クロスチェーン通信は、暗号資産とそれが実現される基礎となるブロックチェーンとの分離も可能にします。これは一見 trivial かもしれませんが、この分離は現在のブロックチェーンに多くの意味ある方法で影響を与えます。

まず第一に、さまざまなチーム/プロジェクト/チェーンがブロックチェーン技術の異なる側面に焦点を当てることを可能にし、彼らを共同して有用かつ影響力のあるものにします。たとえば、2つのブロックチェーンを想像してください。「ブロックチェーン 1」はユーザーエクスペリエンス（例：最高のウォレット、アプリケーションインターフェース）に焦点を当て、「ブロックチェーン 2」は反検閲に焦点を当て、通常のユーザーにとっては操作が遅く困難になります。自然に起こることは、ユーザーが使いやすさのためにブロックチェーン 2 からブロックチェーン 1 に資産を移動させ、長期的な保存のために戻すことです。

第二に、ブロックチェーンプロトコルの急速な進化を可能にします。比較的成熟したプロトコルは、より良いセキュリティ対より速い進化というジレンマに直面しています — 急速な進歩は通常、何かを壊すことを意味し、一方で優れたセキュリティはある種の停滞を示唆します。クロスチェーン通信を用いれば、資産を移動させるコストはほぼゼロです。したがって、理論的にはイーサリアムのコピーをカナリアグラウンドとして作成し、それを急速に反復し、最終的にはイーサリアムからこの新しいカナリアグラウンドにすべての資産を移動することができます。新しいカナリアグラウンドが理想的でない場合、すべての資産が戻ることができるのは、フォークが提供できない素晴らしい特性です。長期的には、最も資産を引き寄せるチェーンが最も繁栄するでしょう。資産を引き寄せられないものは衰退し、最終的には消えてしまいます。

最後に、これはブロックチェーン空間におけるガバナンス構造に深刻な影響を与える可能性のある「証券の貸し出し」を可能にします。証券の貸し出しの1つの具体化は、次のセクションで説明するクロスチェーンガバナンスという新しい概念です。

新しいパラダイム — クロスチェーンガバナンス

2019年4月にIoTeXルートチェーンを初めてローンチしたとき、私たちは新しいブロックチェーンを安全にブートストラップする方法という難しい問題に直面し、これが私たちが 自己中心的な.delegate（エゴイスティック・デリゲート） と呼ぶものに集約されます。最初は投票者が限られていたため、初期のステークホルダーは多くのデリゲートシートを容易にコントロールし、彼らの利益に反するガバナンストランザクションを排除することができました。たとえば、ブロック生成からの投票トランザクションを排除すると、新しいデリゲートが参加できなくなります。

IoTeXメインネットを安全にブートストラップするために、私たちはクロスチェーンガバナンスを発明しました。これは、ガバナンス活動がより成熟したブロックチェーン上で発生し、ガバナンスの結果が未成熟なブロックチェーンに適用されることを意味します。現在、IoTeXネットワークは2つのパブリックブロックチェーン — イーサリアム（IOTX-E がガバナンスに使用される）と IoTeX ルートチェーン（IOTX がユーティリティに使用される）上に資産を持っています。IOTX と IOTX-E は、総供給量 100億トークンを構成し、イーサリアムと IoTeX の間の分散型ブリッジである IoTube を使用して交換可能です。

IOTX-E と IOTX は交換可能ですが、異なる特性を持ち、したがって異なる目的で使用されます。IOTX-Eは低流動性（理想的には取引量が少なく、移動が遅い）であり、IoTeXネットワークをガバナンスするためのより高いセキュリティを意図しています（詳しくは http://member.iotex.io を参照）。IOTXは、IoTeXネットワーク内での操作およびアプリケーションのために高い流動性（理想的には取引量が多く、速く移動する）を持つように設計されています。つまり、IOTX と IOTX-E は価値において同等です。これは、株式クラス A および C を持つ Google の株と類似しています — クラス C の株には投票権がなく、クラス A の株には1株ごとに1票の権利があります。この構造によって、自己中心的なデリゲートが自身の利益に反するガバナンストランザクションを排除することが不可能になり、再選およびデリゲートのスラッシングに効果的です。

このクロスチェーンガバナンスは、すべての PoS ブロックチェーンに共通する一般的な懸念であるロングレンジアタックを効果的に軽減することもわかりました。簡単に言えば、ロングレンジアタックとは、大きな初期ステークホルダーがトークンを使い、非常に初期のブロックから開始するブランチを作成し、メインチェーンを乗っ取ることを指します。ステーキング/投票の履歴がイーサリアム上にあるため、これは弱い主観性への抵抗を提供し（PoWチェーンであり、51％攻撃は非常に高コストです）、懸念に対処するための十分な抵抗を提供します。

よりクレイジーなアイデア

これが、クロスチェーンコミュニケーションとガバナンスがもたらすことの始まりに過ぎません。IoTeXが研究・探求しているクレイジーなアイデアはたくさんあります。以下はいくつかの例です！

価値Xの資産を持つ若いブロックチェーンが、価値Yのトークンを持つブロックチェーン上でどのように運営できるのか（X > Y）？

大規模な予算を持つ攻撃者が、資産を盗む意図で約⅔（または全て）のブロックプロデューサースロットを支配するために買収します。この問題への現在の解決策は、「待つ」「成長させる」というもので、時間がかかる可能性があります。私たちが内部で取り組んでいる実験の一つは、マルチアセットクロスチェーンガバナンスと呼ばれるもので、IOTX-Eをステーキングすることに加えて、NUSD、WETH、WBTCなどの他の資産をステーキングし、暗号通貨バスケットを構築することができます。このバスケットの価値は、Chainlinkオラクルを使用して簡単に計算でき、候補者をランク付けしたり、報酬（IOTX）を共有したりするのに利用されます。マルチアセットのステーキングは、ステークされた資産の総量を増やし、チェーンを安全にする可能性があります。これは、多くの他の資産が成熟したブロックチェーン上で存在する可能性があるため、クロスチェーンガバナンスと共にのみ可能です。

プロトコルレベルであまり複雑さを導入せずに「何もリスクがない」攻撃を抑制するには？

「何もリスクがない」攻撃は、すべてのPoSブロックチェーンに共通する一般的な懸念です。これは、フォークが発生する場合、すべてのデリゲートがすべてのフォークに基づいて構築することを意味します。ブロックを生成するためのコストはほぼゼロで（PoWチェーンとは異なり）、彼らの財政的自己利益を最大化します。PoWチェーンで起こることを模倣するために、各デリゲートはブロックを生成するためにXトークンを費やし、提案が成功すればYトークンを受け取ります。ここで、X < Yです。これは、矛盾するデリゲートの一部または全てのステーク/デポジットを押収することで、そのデリゲートをスラッシングすることに相当します。同じチェーン上では、このスラッシングはエゴイスティックデリゲートの仮定の下では重要ではありません。デリゲートとその共謀するデリゲートは、スラッシングトランザクションを選択的に削除できます。クロスチェーンガバナンスでは、被害者がEthereumに証拠を送信し、矛盾するデリゲートがスラッシュされることを保証できます。

結論

要するに、クロスチェーンコミュニケーションは、多くの興味深いデザインやアプリケーションの扉を開きます。ブロックチェーン業界では初めて、私たちはチェーンに他のチェーンから資産、安全性、特性を「借りる」ことを許可することができるようになります。これは、ブロックチェーンシステムの設計に関する新しいパラダイムであると私たちは見ています。