ArtexSwapは、Artela EVM++およびAspectテクノロジーを使用してMEVリスクとRug Pullの問題に対処し、取引のセキュリティと効率を向上させる分散型取引所です。高いセキュリティと柔軟性が必要な分散型取引シナリオに適しています。

イーサリアムの誕生以来、それはデジタル通貨、グローバルペイメント、アプリケーションの本拠地でした。DEX（分散型取引所）は分散型ファイナンス（DeFi）の礎です。なぜなら、DEXがなければ、DeFiはまさに空談と言えるからです。ブロックチェーン上で稼働するプラットフォームとして、ユーザー間での直接取引を第三者機関によって規制されることなく可能にし、より高度な金融商品を創造することができます。

1. DEXの主要なアーキテクチャ

現在、イーサリアムエコシステムにおいて、DEXはさまざまなデザインモデルで繁栄しています。各モデルは、機能性、拡張性、分散化の観点からそれぞれ利点と欠点を持っています。さまざまな取引メカニズムに基づいて、DEXは以下の図に示すように2つのカテゴリに分けることができます。

1.1. 注文簿に基づくDEX

オーダーブックは、基本的にアルゴリズムをマッチングし、未成約の買い注文と売り注文を自動的に検索するものです。取引プラットフォームのシステムは、これらの買い注文と売り注文を自動的にマッチングします。効率的な価格マッチングと柔軟な取引戦略が必要とされるシナリオに適しています。要するに、オーダーブックの流動性は、トレーダーと市場メーカーの2つのソースから提供されます。

詳細はこちらを参照してください: “A Brief Analysis: Order Book Model and Automated Market Making (AMM)” (Appendix)

1.2. Automatic Market Maker (AMM)

自動市場メーカー（AMM）はDEX内の価格および流動性決定メカニズムであり、簡単に言えば、流動性プールに流動性資産（2つの資産）を提供する市場メーカーです。流動性プール内の準備資産の積はk値で維持されます。ユーザーがコインを引き出すときは、k値を維持するために他のコインを流動性プールに提供する必要があります。

AMMの詳細な理解については、次をさらに読んでください: “UniswapX Research Report（Part 1）：V1–3の開発リンクを要約し、次世代のDEXの原理的な革新と課題を解釈する”

1.3 DEXはどのような価値を提供していますか？

CoinGeckoの統計によると、2024年7月9日時点で、24時間の取引高が83.5億ドル、月間訪問回数が3億2000万回の約835の知られているDEX取引所があります。

取引量で見ると、分散型取引所の3大取引所は、BabyDogeSwap、Uniswap V3(イーサリアム)、Orcaです。

私たちは、トップ3のDEXとCEXの24時間取引量を計算しました。DEXは単日の取引流動性の16%を占めています。さらに、2023年と同じ期間を比較すると、DEXの24時間取引量が315%増加し（2023年は200億）、取引量が166%増加しています（2023年は1億2000万）。市場には分散型取引プラットフォームへの巨大な需要があることが明らかです。

分散型取引所(DEX)は、中央集権的な第三者の介入なしに取引に決定論的なスマートコントラクトを使用するため、この透明性の高い運用は、従来の金融市場とはまったく対照的です。

例えば、2022年に、当時最大の暗号通貨取引プラットフォームの1つであるFTXが、ユーザー資金の横領によって引き起こされた一連の市場の下降によって破産し、広範囲な市場の混乱を引き起こしました。

また、DEXは分散化を通じて金融包摂を促進します。一部のCEXは地理的な位置やその他の要因に基づいてユーザーアクセスを制限することがあります。

しかし、全体的に、ユーザーはインターネットにアクセスし、DEXサービスを利用するために互換性のある自己構築ウォレットに接続するだけで済みます。この煩雑な登録や確認が不要なモードにより、新規ユーザーは迅速かつ便利にプラットフォームに参加でき、ユーザーエクスペリエンスが向上します。

2. DEXの主要なリスク

分散型取引所（DEX）は取引の実行を保証し、透明性を向上させ、無許可アクセスを可能にし、取引の障壁を大幅に低下させ、流動性を提供します。ただし、DEXにはいくつかのリスクも伴います。これには、以下のものが含まれますが、これに限定されません:

スマートコントラクトのリスク: ブロックチェーン技術は金融取引を安全に実行できますが、スマートコントラクトのセキュリティは開発チームの技術レベルと経験に依存しています。

フロントランニングリスク: ブロックチェーン上の取引の公開性と透明性から、アービトラージャーまたはMEVボットが取引を先取りして、一般ユーザーから価値を奪取する可能性があります。これらのボットは、伝統的な金融市場のハイ・フリクエンシー・トレーダーに似ており、一般ユーザーの取引から手数料を高く支払い、ネットワークの遅延を悪用して利益を得ています。

ネットワークリスク: トランザクションがオンチェーンで行われるため、ネットワークが混雑しているかダウンしている場合、DEX上での取引コストが高くなることがあります。そのため、ユーザーは市場の変動に影響を受けやすいです。

ラグプルリスク: 分散型金融（DeFi）空間における一般的で深刻な問題であり、多くのプロジェクトが莫大な投資家資金を集めるものの、突然プロジェクトチームが流動性を引き出して資金を持ち逃げする現象です。ラグプルリスクは大まかに3つのタイプに分類されます。

• 流動性引き出し
• 大量のトークンを保有している開発者や新たに発行する開発者
• 詐欺プロジェクト

このような詐欺は投資家に大きな損失をもたらし、プロジェクトの価値が瞬時にゼロに急落します。これはDeFi市場全体への信頼に深刻な影響を与えます。例えば、2021年のSushiSwap事件は典型的なケースです。SushiSwapの匿名の創設者であるChef Nomiは、大量の資金調達後、開発者基金から1300万ドル相当のSUSHIトークンを売却し、市場のパニックとトークン価格の急落を引き起こしました。Chef Nomiは後に資金を返却し、プロジェクトの管理はコミュニティに引き継がれましたが、この事件は投資家に重大な財務的損失と心理的影響をもたらしました。

3. BancorからDEXへの拡張に関連する問題

AMM（Automated Market Makers）の先駆者について議論する際、Bancorは見過ごされることはありません。残念ながら、DeFiブームの前には広く注目されず、多くの人々が誤ってAMMがUniswapによって発明されたと信じていました。

今日、Bancor V2の導入により、オラクルを使用して最新の価格を提供し、オラクルの価格に基づいてトークンプールの比率を更新するなど、革新的なデザインが含まれていますが、まだいくつかの欠点があります。

オラクルの導入により、より正確な価格情報が提供される一方、実装上の課題も生じます。たとえば、中央集権型取引所に対応するトレーディングペアの価格がない場合、これは鶏卵問題を引き起こします。さらに、オラクルの信頼性とセキュリティは懸念事項であり、攻撃の標的になり、価格操作やその他のセキュリティ問題を引き起こす可能性があります。

動的プールモデルは、オラクル価格に基づいてトークンのプール比率を更新できますが、非常に変動の激しい市場では、流動性提供者(LP)は損失リスクが高まる可能性があります。市場のボラティリティが高いほど、LPにとってのインパーマネント損失がより深刻になり、これは流動性提供者が資金を引き出すことにつながり、流動性プールの安定性と取引効率に影響を与える可能性があります。

バンコールの設計には、相手方リスクに直面する可能性もあります。オラクルメカニズムが導入されていても、市場価格が急激に変動し、オラクルが価格を適時更新できない場合、流動性提供者は依然として重大なリスクに直面する可能性があります。オラクル価格の更新の遅れや不正確さは、価格変動中にLPに損失をもたらす可能性があります。

Bancor V2で導入された多くの革新的な設計にもかかわらず、その複雑さはユーザーの学習および利用の敷居を高めています。他のよりシンプルで使いやすいAMMモデルと比較して、Bancorは新機能を完全に理解し活用するために、より専門的な知識と技術的な背景を把握する必要があるかもしれません。これはユーザーの成長と市場受容性を制限する可能性があります。

4. ArtexSwapのDEX実装

ArtexSwapプラットフォームはUniswapと同様に動作しますが、Artela EVM++のネイティブ機能を使用することでセキュリティが強化されています。

4.1 Artelaのスケーラビリティメカニズム

まず、ArtexSwapの基礎環境をよりよく理解するためには、まずArtelaの基本的な動作メカニズムについて簡単に説明しましょう。ここでのスケーラビリティには実際にはスケーラビリティとEVMのパフォーマンスの両方の意味が含まれています。

拡張性のために、Artelaはこれを実現するためにAspect技術を導入しています。この技術は、WebAssembly（WASM）環境内でオンチェーンのカスタムプログラムを作成する開発者をサポートしています。これらのプログラムは、EVMと連携して、高性能な、カスタマイズされた特定のアプリケーション拡張機能を提供することができます。詳細については、「ビタリック・ブテリンの洞察：Web3.0インフラストラクチャの次のステーション、それは『カプセル化または拡張』ですか？」（付録参照）をご覧ください。

パフォーマンスの観点からは、EVMの実行効率を向上させることが重要です。EVMはシリアル仮想マシン環境であるため、現代のハードウェアと比較して非常に効率が悪いことはよく知られています。そのため、並列処理は特に重要となります。

並列実行を実現するには、以下の問題を解決する必要があります。

1. 同時に実行される取引の競合をどのように解決しますか？並列実行のための予測的な楽観的実行戦略を採用し、最初はトランザクションが衝突しないと仮定しています。各トランザクションは変更を記録しますが、直ちに確定しません。トランザクションの実行後、衝突をチェックするために検証が行われます。もし衝突があれば、再実行が行われます。予測モデリングはAIモデルを使用して過去のトランザクションデータを分析し、トランザクションの依存関係を予測し、実行順序を最適化し、衝突と再実行を減らします。一方、SeiとMonadは事前に定義されたトランザクション依存ファイルに依存しており、ArtelaのAIベースの動的予測モデルの適応能力に欠けており、Artelaは実行の衝突を減らすという点で優位に立っています。
2. IOスピードを上げてトランザクションの実行待ち時間を減らす方法は？状態アクセスによって引き起こされる入出力（I/O）ボトルネックを解消するために非同期のプリロード技術を使用します。トランザクションの実行の前に、Artelaは予測モデルを使用して、遅いストレージ（ハードドライブなど）から必要な状態データを高速ストレージ（メモリなど）にプリロードします。このプリロードとキャッシングの技術により、複数のプロセッサや実行スレッドがデータに同時にアクセスできるようになり、並列性と効率が向上します。
3. データの膨張とデータ書き込み時の増加したデータベース処理負荷にどのように対処すればよいですか？Artelaは、さまざまな従来のデータ処理技術を組み合わせて並列ストレージシステムを開発し、並列処理の効率を向上させています。並列ストレージシステムは、主に2つの問題を解決しています: ストレージの並列処理の実現とデータ状態を効率的にデータベースに記録する能力の向上です。データストレージ中の一般的な問題には、データの肥大化やデータを書き込む際の増加したデータベース処理負荷が含まれます。これを解決するために、Artelaは状態確定（SC）と状態ストレージ（SS）を分離する戦略を採用しています。この戦略により、ストレージタスクを2つの部分に分割しています: 1つの部分は、複雑なデータ構造を保持せずに操作を迅速に処理し、スペースを節約しデータの重複を減らします。もう1つの部分は、すべての詳細なデータ情報を記録します。さらに、Artelaは小さなデータチャンクを大きなブロックに統合してデータストレージの複雑さを減らし、大量のデータを処理する際にパフォーマンスが影響されないようにしています。

さらに、検証ノードは水平スケーリングをサポートし、ネットワークが現在の負荷や需要に基づいて計算ノードの規模を自動的に調整することができます。このスケーリングプロセスは、十分な計算リソースを保証するために弾力性のあるプロトコルによって調整されます。弾力性のあるコンピューティングを通じて、ネットワークノードの計算能力をスケーリングし、弾力性のあるブロックスペースを実現できます。これにより、需要に応じて独立したブロックスペースを割り当て、パブリックブロックスペースの拡張ニーズを満たしながら、性能と安定性を確保できます。これにより、DEXはWeb2の弾力性スケーリングと同様に、ピーク取引期間をスムーズに処理することができます。

特筆すべきは、ブロックチェーンのパフォーマンスを水平方向にスケーリングするためのソリューションとしてのエラスティックブロックスペースが、「トランザクションの並列化」を前提としていることです。高度なトランザクション並列処理を達成した後にのみ、トランザクションのスループットを向上させるためにノードマシンリソースを水平方向にスケーリングする必要があります。

4.2 ArtexSwapのDEXセキュリティ調査

ArtexSwapはバージョン2.0にアップデートされました。ArtexSwapのアーキテクチャを判断すると、主に3つのセキュリティアスペクトに焦点を当てています。

• DEXはどのように悪意のある行動を特定し予防すべきですか？
• 取引時にラグプルによる被害を防ぐ方法は何ですか？
• 高いスリッページが発生しないようにする方法は？

ブラックリストメカニズム

ブラックリストメカニズムは、予防的なセキュリティを強調する戦略です。行動の観点からは、悪意のある活動に参加したアドレスやユーザーは再犯の可能性が非常に高いです。リスクがあると見なされるアカウント、アドレス、契約にタグを付けることで、ArtexSwapは取引が行われる前に両当事者や環境を予防的に評価することができます。ブラックリストメカニズムは取引活動を継続的に監視し、ブラックリストに記載されている「危険なエンティティ」が関与しているかどうかを確認します。ブラックリストされたアカウントからのリクエストが検出されると、悪意のある活動を防ぐために自動的にブロックされます。

たとえば、アカウントがラグプルやその他の不正行為に関与したことでブラックリストに登録された場合、DEXで取引したり流動性を追加したりすることができなくなるため、他のユーザーを潜在的な損失から保護します。

基本的に、ArtexSwapはエンドユーザー（Cエンド）に焦点を当てた受動防衛システムを提供します。

アンチラグメカニズム

ラグプルは、開発者や大口保有者が突然トークン供給を増やしたり流動性プールから資金の大部分を引き出したりするときに発生し、トークン価格が急落し、投資家に大きな損失をもたらすことがあります。

これらの事件は、しばしばバックドアを持つ契約と関連付けられます。このようなケースは通常、ブラックリストメカニズムの隙間をすり抜けることができます。なぜなら、ブラックリスト情報は多少遅れることがあるからです。一般的に、2つのシナリオがあります。

1. 契約の脆弱性は未発見です。
2. ブラックリストが消えていることを見つけます。

最初のシナリオでは、トークン契約に問題がない直接の証拠がない場合、ArtexSwapは楽観的なアプローチを採用し、契約がデフォルトで安全であると仮定します。このような行動が検出された場合、それらはブロックされ、関連するトークンの取引が損失を防ぐために停止されます。

第2シナリオは、オフチェーンメッセージ通信に依存しています。 オフチェーンメッセージ通信用に有効になっている場合、アスペクトはブロックチェーンの外での相互作用とデータ交換を可能にします。 これにより、ArtexSwapはリアルタイムで第三者ソースから悪意のある契約アドレスに関する情報を取得し、DEX全体のトークン契約に対してセキュリティチェックを実施できます。 悪意のある契約が特定されると、関連するすべての操作がすぐにブロックされます。

スリッページメカニズム

AMMの流動性メカニズムでは、高いスリッページによる損失が起こる可能性があることに注意すべきです。 スリッページとは、実行された取引価格と予想される価格との差を指します。 スリッページは、市場の大幅な変動や流動性が不十分な場合に顕著になります。これはシステム上の問題です。

スリッページを防ぐことは本質的には「予測的」な問題です。流動性不足に対処することは比較的簡単です。ArtexSwapの契約はリアルタイムで流動性プールを監視することでこれを実現できます。課題は市場の変動性、外部イベントです。最初に思い浮かぶ解決策は、市場の状況を取得するためにオラクルを統合することです。これを実現するために、ArtexSwapは、Aspectテクノロジーをサポートする基盤環境であるArtelaを活用しています。ArtexSwapは、ブロックチェーン上でdAppを作成することで、サードパーティのオラクルと市場の変動データを取得できます。Artelaは、市場の状態データを使用して、取引時のスリッページを予測できるAIエージェントをサポートしています。これを以前に述べた流動性の監視と組み合わせることで、ArtexSwapは見積もり値を導出できます。予測されたスリッページがしきい値（30%）を超える場合、取引は保護のためにブロックされます。

5. サマリー

現在のDEXモデルが長期的な成長と機関投資家向けのアプリケーションをサポートできるかどうかは不確実ですが、DEXが仮想通貨エコシステム内で重要なインフラストラクチャであることは予見されます。

いつも成功した詐欺の背後には、おそらくWeb3の使用をやめたユーザーがいるでしょう。新しいユーザーがいないと、DEXエコシステムはどこにも行けません。DEXにとって、セキュリティを失うことはすべてを失うことを意味します。

しかし、現在のDEXに対する熱い市場やデリバティブに関する継続的な物語にも関わらず、DEXはユーザーにとって最も確実な需要のままです。そのため、彼らの継続的な開発とセキュリティに対する関心が多すぎることはありません。

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