開発者初心者向けガイド：スマートコントラクトとその開発プロセスの理解
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開発者初心者向けガイド：スマートコントラクトとその開発プロセスの理解
『開発者向け初心者ガイド』を公開して以来、開発者の皆様から非常に積極的なフィードバックと厚い支持をいただいています。また、Web3への参入を強く望み、業界の基本状況や開発状況をすばやく理解しようとしている初心者開発者の数も非常に多いことに気づいています。TinTinLandは本シリーズを継続的に更新していきます。
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スマートコントラクトは業界の基本用語であり、多くの開発者がよく知る存在です。本稿では、スマートコントラクトの実際のユースケース、応用価値、および開発・展開の全プロセスについてまとめていきます。スマートコントラクト開発のエキスパートの方々は、ぜひバックエンドにメッセージを送って、より詳しい経験や開発アドバイスをご共有ください。
スマートコントラクトとは？
スマートコントラクトとは、ブロックチェーン（例：イーサリアムやEOS）上に保存された、複数当事者間の合意事項です。各コントラクトには、あらかじめ定義されたルールと条件が設定されており、契約条項に基づいて自動的にイベントを制御・実行・記録します。これらのコントラクト内のデータ状態の変更は、ブロックチェーンネットワーク全体のコンセンサスによって保証されます。ネットワーク全体が承認しない限り、誰も内容を変更することはできません。このため、スマートコントラクトは当事者間で合意形成を行う最も安全かつ強力な手段の一つです。DAppの開発にはスマートコントラクトが不可欠であり、分散型ネットワークの構築にも重要な役割を果たします。
イーサリアム上のスマートコントラクト（これに限らない）は、DeFi（分散型金融）の基盤技術の一つです。「スマートコントラクト」という言葉は、暗号学者のニック・サボ氏が1994年に提唱したもので、Web3の登場よりもはるかに前のことですが、Web3時代になって広く活用されるようになりました。当時、スマートコントラクトは「デジタル形式の約束の集合」と定義されていました。
スマートコントラクトの現状
現在のスマートコントラクトの展開状況を見ると、北米での利用が最も多く、市場シェアの43％を占めています。次いでヨーロッパと太平洋地域です。Transparency Market Researchが公表した2020年から2030年までのスマートコントラクト市場に関する分析・予測によると、2028年までに、世界のスマートコントラクト市場規模は2021年の3.151億ドルから14.603億ドルに達すると予想されています。2022年から2028年にかけての年平均成長率（CAGR）は24.2％です。この10年間で、スマートコントラクト市場は着実に拡大し、開発者の将来性も無限にあることがわかります。
スマートコントラクトの開発プロセス
展開前
スマートコントラクトの展開を決定する前に、ビジネスロジックと要件を明確にする必要があります。つまり、関係者がスマートコントラクトにおける具体的な業務条件を定義し、開発者が最終的な受け取り手となります。開発者は、そのビジネスロジックに基づいてコントラクトのアーキテクチャを設計し、コントラクト内のデータ構造と、データ状態の変化に対応するメソッドコードを策定します。
開発中
開発段階では、選択したブロックチェーンプラットフォーム（例：イーサリアム、EOSなど）向けにスマートコントラクトのコードを記述します。この工程には、コントラクトが設計通りに動作するかを確認するためのユニットテストも含まれます。スマートコントラクト開発で主に使われるプログラミング言語の一つがSolidityです。Solidityは高レベルのオブジェクト指向言語で、JavaScriptやC++といった成熟した言語から大きな影響を受けています。開発者は二進コードを使わず、文字と数字を使ってブロックチェーン上でスマートコントラクトを記述できます。
コード品質を確保するために、開発中に内部レビューのプロセスが設けられています。これは正式な監査に先立って、内部のコントラクト開発者／監査者が基礎的なテストを行うものです。第一段階は自動化されたもので、ワークフローとパイプラインを使用して自動lintingやユニット／統合テストを実行し、すべてのテストが通過することを確認します。また、ストレージ容量不足やストレージの上書き、一般的なセキュリティ脆弱性の導入リスクを回避するため、ストレージスキャナーやセキュリティスキャナーもワークフローに組み込まれます。代表的なツールには、hardhat-storage-layout、MythX、Slitherなどがあります。
第二段階は手動によるレビューで、プロジェクト内の上級スマートコントラクトエンジニアがすべてのプルリクエストを審査し、フィードバックや問題点を指摘することで、コードがメインブランチまたはステージングブランチへマージ可能な状態であることを保証します。
セキュリティ監査
監査はスマートコントラクトにおいて非常に重要なプロセスであり、時間・人材・コストがかかるため、通常は信頼できる第三者機関が実施します。スマートコントラクトの監査費用は、アプリケーションの規模と複雑さによって異なります。一般的に、第三者による監査は5,000〜15,000米ドル程度かかりますが、コントラクトの規模や複雑さによってはさらに高額になることもあります。
第一段階：関連資料の収集。監査の最初のステップは、すべての関連文書を収集することです。ホワイトペーパー、コードベース、およびスマートコントラクトに関連するその他の文書や資料を含みます。設計文書を読むことで、外部監査人はブロックチェーンアプリケーションをより深く理解できます。この段階で、監査対象のコード範囲を特定し、開発者と監査者がコードフリーズの範囲で合意する必要があります。
第二段階：ツールによるテスト実行。監査人がコードとアプリケーションの理解を深めた後、さまざまなツールを使って自動テストを実行します。これは潜在的な問題を検出する最も簡単な方法です。監査人は、多数のコードを対象とした統合テスト、個別の機能を確認するユニットテスト、セキュリティ脆弱性を調査するペネトレーションテストなど、一連のステップを実施します。
カバレッジ率はテストがどの程度コードを網羅しているかを示す有効な指標であり、高いカバレッジ率はアプリケーション内のすべてのコード行を適切に探索できていることを意味します。自動テストが完了したら、監査人は手動テストに移ります。
第三段階：コードの手動レビュー。自動テストはコード内の潜在的な脆弱性を特定できますが、自動化されたプログラムは開発者がアプリケーションを通じて達成しようとしている目的を理解できません。そのため、手動によるコードレビューは不可欠です。開発チームの設計意図やビジネスロジックを確認し、コードを読み解き、すべての要素がどのように連携しているかを理解することで、自動テストでは見逃される可能性のある問題を発見できます。監査チームがコードを分析する際には、プロジェクト仕様やその他の補助資料を参照し、コードが期待通りに動作しているかを確認できます。自動テストと手動テストの両方を組み合わせることが、最終的な監査結果の正確性を保つために重要です。
最終的に監査報告書を受け取る。監査終了後、監査人は調査結果を詳細に記載した報告書を提供します。この報告書はプロジェクトチームやスマートコントラクト開発者にとって貴重なリソースとなります。
展開後
ブロックチェーン上にコントラクトを展開した後、スマートコントラクト開発チームとフロントエンドチームが密接に連携し、テストネット上のフロントエンドインターフェースとコントラクトを統合したうえで、最終的にメインネットに展開します。展開後は、継続的なモニタリングが不可欠です。これは、Scamなどのブロックチェーンセキュリティ攻撃を防ぐために必要です。
スマートコントラクトのメリット一覧
従来の契約と同様に、スマートコントラクトも当事者間の関係を定めるルールの合意です。スマートコントラクトはその本質的特性と技術的特長により、以下の利点を持っています：
独立性：仲介機関を介さず、参加者が自ら取り決めを行える。
信頼性：コントラクトは分散ネットワーク内に安全に保存され、改ざんや偽造がほぼ不可能。
安全性：分散ネットワーク内で、コントラクトはすべてのノードに複製されているため、消失の心配がない。
コスト削減：仲介機関や手数料の削減により、関係者のコストが低下。
正確性：契約条項や処理における誤りの可能性をゼロに近づける。
持続可能性：オフィス、公証役場、登記所での紙の使用を排除し、公務出張の削減により環境汚染も軽減。
スマートコントラクトのユースケース
スマートコントラクトは、これまで伝統的な契約が使われてきたすべての分野に応用可能です：
医療
医療分野では、患者の医療記録は極めて重要な価値を持ちます。ブロックチェーンとスマートコントラクトを活用することで、健康記録を安全に保管・暗号化し、特定のあらかじめ指定された個人のみにアクセス権を付与できます。さらに、処方箋の発行などを自動化することで、処理時間を短縮し、患者体験を改善できます。健康データの記録以外にも、医薬品のトレーサビリティ、冷蔵管理、健康パスポート、臨床研究などへの応用が可能です。
金融
投資銀行業務では、スマートコントラクトにより処理時間が短縮され、ローン決済サイクルを半分に短縮できます。同時に、効率向上により投資銀行自身の運用コストも削減されます。機関投資家と一般ユーザー双方にとって、スマートコントラクトの活用はウィンウィンの関係を生み出します。
サプライチェーン
IoTデバイスをサプライチェーン全体で使用することで、製品の各工程を記録し、トレーサビリティを向上させられます。これにより、ミス、盗難、紛失を防止できます。
不動産市場
スマートコントラクトは、財産所有権の登録をより効率的に行うことができます。用途はアパート、建物、土地にとどまらず、あらゆる種類の資産登録に拡張可能です。売主が財産を譲渡し、買主が代金を支払った場合にのみ、契約が実行されます。これは透明性が高く、安全かつ迅速な資産所有権移転の手段です。
保険
保険業界は毎年、保険金請求の処理に何百万ドルも費やしています。スマートコントラクトにより、保険タイプに応じて支払い額を自動的に算出できます。
上記の業界に加えて、スマートコントラクトは人材業界で個人の学歴、資格、経験を記録したり、知的財産分野で特許の使用を保護・明確化したり、政治分野や民間組織の選挙において有権者の身元を検証し、投票を確実に記録するのにも活用できます。
まとめ
「開発者初心者ガイド」シリーズは公開以来、開発者コミュニティから非常にポジティブなフィードバックと支持をいただいています。また、Web3への参入を熱望し、業界の基本状況や開発事情を早く理解したいと考える初心者開発者の数が非常に多いことも明らかになりました。TinTinLandは今後もこのシリーズを継続的に更新し、包括的な開発者向け入門ガイドを提供し、新規開発者のWeb3への旅をサポートしていきます。
本シリーズでは、包括的なWeb3技術スタックの定義やWeb3業界の給与データをまとめました――『開発者初心者ガイド：Web3技術スタック＆平均給与徹底解説』。また、スキル習得と就職の視点から、ブロックチェーン開発者が習得すべきスキルや主要な求人チャネルを整理しました――『開発者初心者ガイド：Web3に入るために必要な必須スキルとは？』。さらに、Web3開発者がプロジェクトをより良く開発・展開できるよう、市販されている主要な開発ツールを一覧化しました――『開発者初心者ガイド：Web3開発ツール完全まとめ』。初心者の皆さんが市場の給与水準を把握し、開発スキルとツールを整えた後、スマートコントラクトを理解し、開発することは、DApp開発者として次の重要なマイルストーンです。
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