サイドチェーン型Permissioned ledger？ Liquidの概要
少し前にCoinprismのOpenchainについて概要を説明する記事を書きましたが、今日はBlockstreamのLiquidの仕組みがどうなっているのか、どのような特徴があるのか、というレベルの説明をしてみます。
まずLiquidってそもそもどんなことをしようとしてるのか？
Liquidについては、BTCNにもニュース記事があるのでそちらも参考にしていただきたいですが、Blockstreamのいわゆるサイドチェーンを利用した最初の実用的なプロダクトです。
まあそんなことを言われてもピンとこないと思いますが、本当にざっくり言えば、Liquidはビットコイン取引所などが共同で使えるビットコインの安全な「みんなのビットコイン置き場」を提供するためのサービスだと言えます。この共同の保管場所があることで、現状それぞれの取引所に個別に貯めているビットコインの在庫が少なくなってサービスの質が下がったりするリスクやまたそれぞれのシステムの構築コストを軽減し、取引所間での価格差を利用したアービトラージがしやすくなったり、ビットコイン支払いの時に今までよりいい交換レートを使えるようになったり、トレーダーやエンドユーザーにも大きなメリットが期待出来ます。
こういう仕組みは流動性プールとかも呼ばれるようで、金融の世界では結構一般的なようです（別に自分はこの辺は詳しくないですが）
まあ全然違う話ですが、Dropboxとかのクラウドも要はデータの共用置き場のようなものを提供してくれますし、一つの端末にデータが貯まっちゃうより利便性向上したり、色々便利だよね、と勝手に納得しています。まあこの比較は本当にひどいですが（笑）、みんながアクセスできるビットコイン物置があると色々メリットがあるよってくらいでここはスルーします。
さて、問題はこの共同置場に取引所がビットコインを置いていくとして、このビットコインって誰かが勝手に持って行ったりする危険性はないのか？また、物置内で移動したり、出し入れするビットコインの量などが他の競合取引所とかに筒抜けにならないの？などそういう懸念も出てくると思います。そういう信頼やプライバシーの問題を解決しようとしているがLiquidです。
Liquidの簡単な仕組み
Liquidの仕組みの簡単なイメージをフローとして説明します。Liquidの参加者は基本的に取引所なので、この例では参加取引所の一つKrakenの名前を使って説明します。
1．Krakenはプールにビットコインを貯める（エスクローアドレスに送る）
まず、KrakenがLiquidを使用するには、今自社が抱え込んで個別に保管しているビットコインを共用プールに送る必要があります。プール用に作成された特殊なエスクローアドレスにビットコインを送り、そこのアドレスにビットコインを閉じ込める（個別の判断で勝手に引き出したりできなくする）わけです。
なお、詳細はよくわからないですが、ここらへんの仕組みにはセキュリティーなどを考慮し、専用の特殊なハードウェアを使われるようです。Liquidネットワークへの参加者は全員このハードウェアを使うことでネットワークアクセスが可能になりますし、逆にいうとこれがないと参加許可されないようですね。
2．エスクローされたビットコインが、Liquidに移される
さて、１でエスクローしたビットコインがどうなるかというと、もう二度と取り戻せなくなるわけでも、消滅するわけでもありません。エスクローされた額と同額の価値が、サイドチェーン（Liquid）に移されることになります。
例えば、100BTCをエスクローして共用プールに閉じ込めれば、サイドチェーン上の自分のアカウントに100BTCが付け足されるイメージになります。ここはそんなに難しくないかと。
なお、ここでエスクローという単語が出てきたわけですが、つまりビットコインを一時的に預けておくわけです。後で説明しますが、Liquidの場合だと参加取引所が鍵をそれぞれ保有し、ネットワーク参加者の大多数の同意がないと預けたビットコインを取り戻すことができなくなります。
3．Liquid上でビットコインを高速トレード
一度Liquid上にバランスが移ると、Liquid参加者間であれば高速かつ安くビットコインの移動が可能になります。例えばKrakenからBitfinexにビットコインを付け替えたり、などです。
Liquid上では、Proof of Workとは別のコンセンサスメカニズムが適用され、Krakenを含む信頼できる（ネットワークを攻撃するインセンティブがあまりない）その他の参加者とのコンセンサス形成によって、送金の承認、記録などが起こります。
Proof of Workは10分に一回の認証、一回の送金に数円分のビットコインが必要などの制約がありますが、Liquid上ではもっと高速で安価なビットコインの移動が可能になります。
なので、例えばKrakenに大量のユーザーが殺到し、大量のビットコインが必要になったとします。その場合、Krakenは共同プールにアクセスし、数秒でプールからKrakenのアカウントに必要な量のビットコインを移動して対応することが可能です。
これが、Liquidなしの状態だと、Krakenは別の市場から何とかしてビットコインを調達する必要などが出てくるか、もしくはこれに対応するため事前に大量のビットコインを抱え込んでおく必要があります。もし市場からビットコインを調達してくる場合、ビットコインの移動には額にもよりますが、1時間程度かかることが予想されます。これは取引所としては致命的に長い待ち時間だと言えます。
４．Liquidからビットコインを戻すことも可能（2-way peg）
2-way pegとか言われるサイドチェーンの大きな特徴の一つですが、ビットコインのブロックチェーンからサイドチェーンにビットコインの移動が可能なだけでなく、サイドチェーンからビットコインブロックチェーンに価値を戻すことも可能です。なので、サイドチェーン上で高速トレード、付け替えなどして用が済めば、プールから一部もしくは全てのビットコインをビットコインブロックチェーン上に戻すことも可能です。
といった感じです。ちょっと必要十分に説明できたか自信薄かつちょっとずれてるところも正直ある気もしますが、次はLiquidの特徴、強みを考えてみましょう。（必要あれば後で加筆修正します）
Liquidの特徴、強み
１．Confidential（機密）トランスアクション
技術的な詳細は自分もよくわかってないですが、BlockstreamはLiquid上ではConfidentialトランスアクションが可能と主張しています。
つまり、競合に筒抜けになると困るビットコインの保有量、プール内でのビットコインの移動、自分の取引所内、外へのビットコインのフローを他の取引所にばれないで可能だということです。
詳しくは踏み込みませんが、こういうデータって取引所からしたらかなり重要な機密情報なのでこれは取引所としては必須機能でしょう。なお、これは今のところ他のPermissioned LedgersにはないLiquid独自の強みと言えます。
２．Goxリスクなどの軽減
マルチシグエスクローを利用した、みんなでアクセスできて、みんなで共同管理するビットコイン置き場を使うことで、1つの取引所が資金を持ち逃げしたり、所有ビットコイン量を偽ったりすることが難しくなります。
Liquidはサイドチェーンですので、実際のビットコインをLiquid上に移し替える必要があります。つまり自分が持っている資産以上のビットコインをLiquid上で作り出すことは出来ないのです。ネットワークデザインにもよりますが、これは参加ノードの合意さえあれば自由に残高を調整できるその他のPermissioned Ledgersなどとは対照的です。
いずれはこのような取引所チェーンに参加する取引所以外では、倒産や残高改ざんリスクなどが高いので生き残れなくなるのかもしれません。
３．オープンな性質
Liquidはいずれオープンソース化され、コミュニティー内の開発者がコードを確認したり、プロジェクトに参加することができるようになります。
これは、セキュリティー、Liquid上のイノベーション・付属サービスの開発などの点で、クローズソースのものと比べると大きな優位性であり、全体的にクローズな方向性のその他のPermissioned ledgersとは対照的です。（CoinprismのOpenchainもオープンソースですが）
他にもスピード、コストメリットなどがありますが、すでに説明しましたし明らかなので省略します。
では、逆にLiquidの課題はどこにあるのでしょうか？
Liquidの課題
１．信頼不要（Trustless）ではない
最終的な完成形のサイドチェーンでは、チェーン間の価値の移動もトラストレスに出来る構想のようですが、Liquidは信頼不要とは言えないですし、中央集権的です。
例えば、今のところネットワーク参加者はBlockstreamにより選別されますし、ビットコインのように誰でも自由に参加できるわけではありません。
また、それぞれの取引所が鍵を持つマルチシグエスクローの仕組みを利用しているようですが、ここにも常に信頼の問題がつきまといます。例えば新しく参加したノードがあったとして、もしかしたら既存の参加者が談合していて、新しい参加者がビットコインを奪われたり、引き出しが出来なくなったりする可能性はゼロではないです。（低いとは思いますが）
BlockstreamはLiquidは分散的でトラストレスですと強調していますが、それはちょっと言い過ぎだろうと個人的に思います。
２．分散コンセンサス形成について
自分はここらへん説明するほど詳しくはないですが、Proof of Workを使わないのはいいとして、Liquid上の参加者同士の信頼に基づくコンセンサス形成が果たしてどれほど信頼できるのか、維持できるのか、どれほど効率的なのかの疑問はあります。他のPermissioned ledgersにも共通のことですが、PoWは非効率だから信頼に基づく合成形成をしますと言ったときに、それってそもそもふりだしに戻ってないか？という気もしますし、そこの合意形成が簡単に出来るのならそもそもビットコインのブロックチェーン自体必要なくなっちゃうって気もしますので。
ここらへんは今後も専門家による議論が色々続くんでしょうね。
まとめ
サイドチェーン技術の最初の現実的なサービスとしては特に文句言うものでもないと思います。
実際、取引所間の価格差の解消や、Goxリスクの軽減など、それぞれの取引所が孤立した中央集権的な構造の課題を解決し、現実的なソリューションとして機能するのではないかと期待します。
また、機密トランスアクションができたり、他のPermissioned ledgersに対する技術的優位性があったり、基本的にはビットコインありきの設計で残高を勝手に水増ししたりすることはできな部分は（個人的には）好印象です。
ただし、あくまで最終的な構想の途上のサービスで、Blockstreamが主張するほど分散型でもないですし、果たして本当に外部からの攻撃などに耐えうる仕組みなのか、コンセンサス形成の部分など素人ながらに懸念点もあると思います。
来年春に実際稼働開始するようなので、期待しつつ待っておきます。
それでは。
参考にした記事
Blockstream to Launch First, Instant-Settlement Sidechain for Bitcoin Exchanges | Bitcoin Magazine
Introducing Liquid: Bitcoin's First Production Sidecha
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詳しくはサイドバーの「CNPCOINについて」というセクション内の記事で説明しています。
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