[論文レビュー] COMIT - Cryptographically-secure Off-chain Multi-asset Instant Transaction Network

Julian Hosp, Toby Hoenisch+1 more|arXiv (Cornell University)|Oct 4, 2018

Blockchain Technology Applications and Security参考文献 3被引用数 7

ひとこと要約

COMITは、クロスチェーンルーティングプロトコル（CRP）を用いて、異なるブロックチェーン間で即時なクロスチェーン決済を可能にする暗号的に安全なオフチェーンマルチアセット取引ネットワークを提案する。このネットワークは、支払いチャネルとハッシュドタイムロックコントラクト（HTLCs）を活用し、オンチェーン決済に依存せずに二重支出を防止する。流動性提供者（LPs）がハブとして機能し、複数のブロックチェーン間で高速かつ安全に原子的（アトミック）な資産交換を実現する。

ABSTRACT

Since the creation of Bitcoin in 2009 we have seen a great push towards public and private blockchains. In order to avoid fragmentation, a global network connecting all these blockchains is envisioned. Just like the Internet facilitates communication and the transfer of information, we propose a system, similar in size and reach for payments and transactions: A cryptographically-secure off-chain multi-asset instant transaction network (COMIT) can connect and exchange any asset on any blockchain to any other blockchain using a cross-chain routing protocol (CRP). COMIT is a super blockchain network that allows for instant transactions which are enforced using off-chain smart contracts. It leverages Payment Channels and Hashed Timelock Contracts (HTLC) across chains to solve the problem of double spending attacks without requiring a settlement onto the underlying blockchains. COMIT's connectivity is provided by Liquidity Providers (LP), who operate on one or more blockchains, acting as payment hubs and nodes on a single chain and market makers in a decentralized network for cross-chain asset conversions. This paper lays out how COMIT works, the benefits for Users, Liquidity Providers and Businesses; and how this does not only accelerate the adoption of blockchain technology, but furthermore allows for an integration with the traditional banking system.

研究の動機と目的

• 異なるブロックチェーン間の相互運用性を可能にすることで、ブロックチェーンの分断問題を解決すること。
• オンチェーン決済に依存せずにクロスチェーン取引における二重支出の問題を解決すること。
• 複数の資産およびブロックチェーンを跨いで即時かつ原子的で暗号的に安全な取引を実現すること。
• スケーラブルなオフチェーン決済レイヤーを提供することで、従来の金融システムとの統合を促進すること。
• クロスチェーン資産交換の市場メイカーとして機能する分散型の流動性提供者ネットワークを構築すること。

提案手法

• クロスチェーンルーティングプロトコル（CRP）を活用し、複数のブロックチェーンに跨る原子的クロスチェーン取引の発見と実行を実現する。
• HTLCsをブロックチェーン間で展開し、オフチェーン取引における原子的実行と二重支出の防止を保証する。
• オンチェーン承認を必要としない取引の妥当性と決済を保証するため、オフチェーンスマートコントラクトを導入する。
• 複数のブロックチェーンで動作する流動性提供者（LPs）が仲介者およびネットワーク内のノードとして機能し、ルーティングと市場メイキングを実現する。
• 支払いチャネルを活用して、参加者間の高速かつ低コストな取引を可能にし、ブロックチェーンの承認時間依存を低減する。
• LPが流動性を維持し、取引成功確率を確保するようにインcentivizedされる分散型ネットワークアーキテクチャを設計する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 参加するいかなるブロックチェーンに対してもオンチェーン決済を必要とせずに、クロスチェーン取引を原子的かつ安全に実現する方法は何か？
• RQ2 異種のブロックチェーン間で即時かつマルチアセット送金を実現するための、アーキテクチャ的および暗号的プリミティブは何か？
• RQ3 分散型の流動性提供者ネットワークが、ブロックチェーン間で十分な流動性と取引スループットを確保するにはどのような仕組みが必要か？
• RQ4 オフチェーンのクロスチェーン取引において、二重支出を防止し、最終性を保証するメカニズムは何か？
• RQ5 COMITは、従来の銀行システムを含む既存の金融インfraストラクチャとどのように統合可能か？

主な発見

• COMITは、オフチェーンのHTLCと支払いチャネルを活用することで、オンチェーン決済を必要とせず、即時かつ暗号的に安全なクロスチェーン取引を実現する。
• HTLCsによる原子的実行が、ブロックチェーン間の信頼関係がなくても、二重支出攻撃を防止する。
• 流動性提供者（LPs）は分散型の市場メイカーとして機能し、ネットワーク内のいかなるブロックチェーン間でも、いかなる資産のルーティングと変換を可能にする。
• アーキテクチャはマルチアセット取引をサポートしており、ネイティブな相互運用性を要件とせず、異種のブロックチェーンにスケーラブルに適合する設計である。
• COMITは、高速かつ安全で原子的なクロスチェーン決済を可能にすることで、ブロックチェーン技術と伝統的金融の統合の基盤を提供する。
• HTLCsにおけるタイムロックとハッシュベースのコミットメントのおかげで、ネットワーク遅延や部分的障害に対しても耐性を示す。