【Solidity】第9章第3回：分散型取引所（DEX）の基本構造

本記事では、Solidityを用いて分散型取引所（DEX）の基本構造を構築する方法を解説します。中央集権的な取引所と異なり、DEXはスマートコントラクトを活用することで、ユーザー間の安全なトークン交換を可能にします。

0. 記事の概要

この記事を読むメリット

• DEXの仕組みを理解: 分散型取引所の概念やメリットを学べます。
• 流動性プールの実装: トークンスワップ機能を実装するための基礎を習得できます。
• Solidityスキルの向上: 実際にDEXを開発することで、スマートコントラクトの理解が深まります。

この記事で学べること

• 分散型取引所（DEX）の基本概念
• 流動性プールの管理
• トークンスワップの実装

1. 分散型取引所（DEX）の概要

1.1 DEXと中央集権型取引所の違い

分散型取引所（DEX）は、ユーザー間で直接トークンを交換できる仕組みを持つ取引所です。一方、中央集権型取引所（CEX）は、運営主体が取引を管理します。

• 中央集権型取引所（CEX）: BinanceやCoinbaseのように、管理者がすべての取引を処理。
• 分散型取引所（DEX）: UniswapやSushiSwapのように、スマートコントラクトで取引を実行。

2. SolidityでのDEX実装

2.1 流動性プールの管理

// 流動性プールの基本実装
pragma solidity ^0.8.0;

contract LiquidityPool {
    mapping(address => uint256) public liquidity;

    function deposit() public payable {
        liquidity[msg.sender] += msg.value;
    }

    function withdraw(uint256 amount) public {
        require(liquidity[msg.sender] >= amount, "Insufficient funds");
        liquidity[msg.sender] -= amount;
        payable(msg.sender).transfer(amount);
    }
}

動作解説

• ユーザーは deposit() を呼び出し、流動性プールに資金を追加できる。
• withdraw() を使うことで、資金を引き出すことが可能。
• 流動性はマッピング liquidity で管理される。

2.2 トークンスワップ機能の実装

// トークンスワップの実装
pragma solidity ^0.8.0;

interface IERC20 {
    function transferFrom(address sender, address recipient, uint256 amount) external returns (bool);
    function transfer(address recipient, uint256 amount) external returns (bool);
}

contract TokenSwap {
    IERC20 public tokenA;
    IERC20 public tokenB;
    uint256 public rate; // 交換レート

    constructor(address _tokenA, address _tokenB, uint256 _rate) {
        tokenA = IERC20(_tokenA);
        tokenB = IERC20(_tokenB);
        rate = _rate;
    }

    function swap(uint256 amount) public {
        require(tokenA.transferFrom(msg.sender, address(this), amount), "Transfer failed");
        uint256 swapAmount = amount * rate;
        require(tokenB.transfer(msg.sender, swapAmount), "Swap failed");
    }
}

動作解説

• ユーザーは swap() を呼び出し、トークンAをトークンBに交換。
• 交換レート rate に基づき、適切な数量のトークンが送られる。
• IERC20 インターフェースを使用し、標準のERC-20トークンを扱う。

3. セキュリティと拡張性

3.1 スマートコントラクトのリスク管理

DEXのセキュリティを高めるため、以下のリスク管理策を実施します：

• リプレイ攻撃の防止: ユーザーごとのユニークな識別子を使用。
• スリッページ対策: 価格変動を考慮し、最小受取額を設定。

4. 練習問題

以下の課題に挑戦し、DEXの理解を深めましょう：

1. スワップ時の手数料を追加する機能を実装してください。
2. スワップの取引履歴をブロックチェーン上に記録する機能を追加してください。

5. まとめ

本記事では、Solidityを用いた分散型取引所（DEX）の基本構造を解説しました。流動性プールやトークンスワップを適切に管理することで、安全で効率的なDEXを構築できます。