モジュール式ブロックチェーン: Web3 パズルの最後のピース-web3资讯-ODAILY

I.はじめに

モジュラーブロックチェーンは、専門化と分業を通じてシステムの効率と拡張性を向上させることを目的とした革新的なブロックチェーン設計パラダイムです。モジュラー型ブロックチェーンが誕生する前は、実行層、データ可用性層、コンセンサス層、決済層を含むすべてのタスクを単一の (モノリシック) チェーンで処理する必要がありました。モジュラーブロックチェーンは、これらの取り組みを、それぞれが特定の機能に焦点を当てた自由に組み合わせ可能なモジュールとして扱うことで、これらの問題を解決します。

実行層: すべてのトランザクションの処理と検証、およびブロックチェーンの状態変化の管理を担当します。

コンセンサス層: トランザクションの順序について合意します。

決済層: トランザクションを完了し、証明を検証し、異なる実行層間のブリッジを構築するために使用されます。

データ可用性層: 必要なすべてのデータがネットワークの参加者に検証のために利用可能であることを保証する責任を負います。

モジュラーブロックチェーンのトレンドは技術的な変化であるだけでなく、将来の課題に対処するためにブロックチェーンエコシステム全体を促進するための重要な戦略でもあります。 GeekCartel は、モジュラーブロックチェーンの概念と関連プロジェクトを分析し、モジュラーブロックチェーンの知識の包括的かつ実践的な解釈を提供し、読者がモジュラーブロックチェーンをより深く理解できるようにし、将来の開発トレンドに期待することを目指します。注: この記事の内容は投資アドバイスを構成するものではありません。

2. モジュラーブロックチェーンの先駆者 - Celestia

2018年、ムスタファ・アルバサンとヴィタリック・ブテリンは、ブロックチェーンのスケーラビリティ問題を解決するための新しいアイデアを提供する画期的な記事を発表しました。「データの可用性サンプリングと不正防止」では、ネットワークノードの追加に応じてブロックチェーンがストレージスペースを自動的に拡張できる方法を紹介します。 2019年、ムスタファ・アルバサンは研究を掘り下げて「 Lazy Ledger 」を執筆し、データの可用性のみを扱うブロックチェーン・システムの概念を提案しました。

これらの概念に基づいて、 Celestia はモジュール構造を備えた最初のデータ可用性 (DA) ネットワークとして登場しました。 CometBFTとCosmos SDKを使用して構築されたこれは、分散化を維持しながらスケーラビリティを効果的に向上させるプルーフオブステーク (PoS) ブロックチェーンです。

DA レイヤーは、誰でもトランザクション台帳を検査して検証できるようにするため、ブロックチェーンのセキュリティにとって重要です。すべてのデータが利用できないときにブロックプロデューサーがブロックを提案すると、ブロックはファイナリティを達成できますが、無効なトランザクションが含まれる可能性があります。たとえブロックが有効であっても、完全に検証できないブロックデータはユーザーやネットワークの機能に悪影響を及ぼします。

Celestia は、 Data Availability Sampling (DAS) とNamespace Merkle Tree (NMT) という 2 つの主要な機能を実装しています。 DAS を使用すると、ライトノードはブロック全体をダウンロードせずにデータの可用性を確認できます。 NMT を使用すると、ブロックデータをアプリケーションごとに個別の名前空間に分割できるため、アプリケーションはそれに関連するデータをダウンロードして処理するだけで済み、データ処理要件が大幅に軽減されます。重要なのは、DAS を使用すると、エンドユーザーのセキュリティを損なうことなく、ユーザー (ライトノード) の数が増加しても Celestia を拡張できることです。

モジュール式ブロックチェーンは、さまざまなタイプのモジュール式ブロックチェーンがさまざまな目的およびさまざまなアーキテクチャで連携して動作する、前例のない方法で新しいチェーンを構築することを可能にします。 Celestia は、モジュラーアーキテクチャ設計のいくつかのアイデアと例を公式に提案し、モジュラーブロックチェーンの柔軟性と構成可能性を示しました。

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図 1 レイヤ 1 およびレイヤ 2 のアーキテクチャ

レイヤ 1 とレイヤ 2 : Celestia が単純なモジュール性と呼ぶものは、もともとモノリスとしてのイーサリアムのスケーラビリティのために構築されたもので、レイヤ 1 は実行に重点を置き、レイヤ 1 は他の重要な機能を提供します。

Celestia は、Celestia を DA レイヤーとして使用するためのArbitrum Orbit 、 Optimism Stack 、およびPolygon CDK (まもなくサポート予定) テクノロジースタックに基づいて構築されたチェーンをサポートしており、既存のレイヤー 2 はロールアップテクノロジーを使用して、データを Ethereum への公開から Celestia への公開に切り替えることができます。。ブロックへのコミットメントは Celestia で公開されます。これは、単一チェーンでデータを公開する従来の方法よりもスケーラブルです。
Celestia は、 Dymensionテクノロジーのコンポーネントに基づいて構築された RollApp (アプリケーション専用のチェーン) を実行層としてサポートします。RollApps の決済層は、Dymension Hub に依存します。 )、DA レイヤーは Celestia を使用し、チェーンはIBCプロトコルを通じて対話します (IBC は、ブロックチェーンの相互通信を可能にするプロトコルである Cosmos SDK に基づいています。IBC を使用するチェーンは、次の条件を満たす限り、あらゆる種類のデータを共有できます)バイト単位でエンコードされます）。

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図 2: 約定、決済、DA 層のアーキテクチャ

実行、決済、データ可用性:実行、決済、データ可用性レイヤーなどの最適化されたモジュラーブロックチェーンは、特殊なモジュラーブロックチェーン間で分離できます。

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図 3: 実行および DA 層のアーキテクチャ

実行と DA:モジュラーブロックチェーンの実装の目的は柔軟性であるため、実行層はそのブロックを決済層に公開することに限定されません。たとえば、決済層を含まず、コンセンサス層とデータ可用性層の上に実行層のみを含むモジュラースタックを作成することが可能です。

このモジュラースタックの下では、実行層はソブリンとなり、通常は注文とデータの可用性のためにトランザクションを別のブロックチェーンに公開しますが、独自の決済を処理します。モジュラースタックのコンテキストでは、ソブリンロールアップが実行と決済を担当し、DA レイヤーがコンセンサスとデータの可用性を処理します。

ソブリンロールアップとスマートコントラクトロールアップの違いは次のとおりです。

スマートコントラクトロールアップトランザクションは、決済層のスマートコントラクトによって検証されます。ソブリンロールアップトランザクションは、ソブリンロールアップノードによって検証されます。
スマートコントラクト Rollup と比較して、ソブリン Rollu のノードには自律性があります。ソブリンロールアップでは、トランザクションの順序と有効性は、別の決済レイヤーに依存するのではなく、ロールアップ独自のネットワークによって管理されます。

現在、 RollkitとSovereign SDK は、 Celestia にソブリンロールアップテストネットを展開するためのフレームワークを提供しています。

3. ブロックチェーンエコシステムのモジュラーソリューションを探索する

1. 実行層のモジュール化

実行層のモジュール化を導入する前に、ロールアップテクノロジとは何かを理解する必要があります。

現在、実行層のモジュール化テクノロジーは主に、レイヤー 1 チェーンの外側で動作する拡張ソリューションであるロールアップに依存しています。このソリューションはトランザクションをオフチェーンで実行します。つまり、必要なブロック領域が少なく、イーサリアムの重要な拡張ソリューションの 1 つでもあります。トランザクションが実行されると、トランザクションデータまたは実行証明のバッチがレイヤー 1 に送信され、決済がレイヤー 1 で実行されます。ロールアップテクノロジーは、分散化とセキュリティを維持しながら、レイヤー 1 ネットワークにスケーラビリティソリューションを提供します。

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図 4: ロールアップの技術アーキテクチャ

イーサリアムを例にとると、Rollup テクノロジーは、ZK-Rollup または Optimistic Rollup を使用することで、パフォーマンスとプライバシーをさらに向上させることができます。

ZK-Rollup は、ゼロ知識証明を使用してパッケージ化されたトランザクションの正確性を検証し、それによってトランザクションのセキュリティとプライバシーを確保します。
オプティミスティックロールアップは、チャレンジ期間中、トランザクションステータスをイーサリアムメインチェーンに送信する前に、まずこれらのトランザクションが有効であると仮定し、誰でもトランザクションを検証するための不正証明を計算できます。

1.1 イーサリアムレイヤ 2: 将来の拡張ソリューションの構築

イーサリアムは当初、スケーリングのためにサイドチェーンとシャーディング技術を採用しましたが、サイドチェーンは高スループットを達成するために一部の分散化とセキュリティを犠牲にしました。レイヤー 2 ロールアップは予想よりもはるかに速く開発され、多数の拡張機能が提供され、プロトダンクシャーディングの後にさらに多くの拡張機能が提供される予定です。実装されました。これは、「シャードチェーン」が不要になり、イーサリアムのロードマップから削除されたことを意味します。

Ethereum は、ロールアップテクノロジーに基づいて実行レイヤーをレイヤー 2 にアウトソーシングし、メインチェーンの負担を軽減します。EVM は、ロールアップレイヤーで実行されるスマートコントラクトの標準化された安全な実行環境を提供します。一部のロールアップソリューションは、EVM との互換性を念頭に置いて設計されているため、ロールアップレイヤーで実行されるスマートコントラクトは、 OP Mainnet 、 Arbitrum One 、 Polygon zkEVMなどの EVM の機能を引き続き利用できます。

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図 5: イーサリアムのレイヤー 2 スケーリングソリューション

これらのレイヤー 2 はスマートコントラクトを実行し、トランザクションを処理しますが、依然としてイーサリアムに依存して次のことを行います。

決済: すべてのロールアップトランザクションはイーサリアムメインネット上で完了します。オプティミスティックロールアップのユーザーは、チャレンジ期間が経過するか、不正防止計算後にトランザクションが有効であるとみなされるまで待つ必要があります。 ZK ロールアップのユーザーは、有効性が証明されるまで待つ必要があります。

コンセンサスとデータの可用性: ロールアップはトランザクションデータを CallData の形式でイーサリアムメインネットに公開し、誰でもロールアップトランザクションを実行し、必要に応じて状態を再構築できるようにします。オプティミスティックロールアップは、イーサリアムメインチェーンで確認されるまでに、大量のブロックスペースと 7 日間のチャレンジ期間を必要とします。 ZK ロールアップは即座にファイナリティを提供し、検証に使用できるデータを 30 日間保存しますが、プルーフを作成するにはかなりのコンピューティング能力が必要です。

1.2 B² ネットワーク: ビットコイン ZK ロールアップの作成

B² Network は、セキュリティを犠牲にすることなくトランザクション速度を向上させる、ビットコイン初の ZK ロールアップです。 Rollup テクノロジーを活用する B² Network は、オフチェーントランザクション用のチューリング完全スマートコントラクトを実行できるプラットフォームを提供し、それによってトランザクションの効率を向上させ、コストを最小限に抑えます。

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図 6: B² ネットワークアーキテクチャ

図に示すように、B² ネットワークの ZK ロールアップレイヤは zkEVM ソリューションを使用し、レイヤ 2 ネットワーク内のユーザートランザクションの実行と関連する証明書の出力を担当します。

他のロールアップとは異なり、B² Network ZK-Rollup は、アカウント抽象化モジュール、RPC サービス、Mempool、シーケンサー、zkEVM、アグリゲーター、シンクロナイザー、証明者などの複数のコンポーネントで構成されています。アカウント抽象化モジュールは、ネイティブアカウント抽象化を実装しており、これによりユーザーは、より高度なセキュリティとより優れたユーザーエクスペリエンスをアカウントに柔軟にプログラムできます。 zkEVM は EVM と互換性があり、開発者が他の EVM 互換チェーンから B² Network に DApp を移行するのにも役立ちます。

シンクロナイザーは、シーケンス情報、ビットコイントランザクションデータ、その他の詳細を含む情報が B² ノードからロールアップ層に同期されることを保証します。 B² ノードはオフチェーンのバリデーターとして機能し、B² ネットワーク内の複数の固有の機能の実行者です。 B² ノードのビットコインコミッターモジュールは、B² ロールアップデータを記録するデータ構造を構築し、「B² インスクリプション」と呼ばれるタップスクリプトを生成します。その後、ビットコインコミッターは $B^{ 2 }$ の記述を含むタップルートアドレスに 1 サトシ単位の UTXO を送信し、ロールアップデータがビットコインに書き込まれます。

さらに、ビットコインコミッターは時間ロックされたチャレンジを設定し、挑戦者がzk-proof検証のコミットメントに疑問を呈できるようにします。タイムロック中に挑戦者がいない場合、またはチャレンジが失敗した場合、ロールアップは最終的にビットコインで確認され、チャレンジが成功した場合、ロールアップはロールバックされます。

イーサリアムでもビットコインでも、レイヤー 1 は基本的にレイヤー 2 から拡張データを受信する単一のチェーンです。ほとんどの場合、レイヤー 2 の容量はレイヤー 1 の容量にも依存します。したがって、レイヤー 1 およびレイヤー 2 スタックの実装は、スケーラビリティの点で理想的ではありません。レイヤ 1 がスループット制限に達すると、レイヤ 2 も影響を受け、トランザクション手数料の増加と確認時間の延長につながり、システム全体の効率とユーザーエクスペリエンスに影響を与える可能性があります。

2. DA層のモジュール化

レイヤ 2 に支持される Celestia の DA ソリューションに加えて、DA に焦点を当てた革新的なソリューションが次々に登場し、ブロックチェーンエコシステム全体で重要な役割を果たしています。

2.1 EigenDA: 強力なロールアップテクノロジー

EigenDA は、安全で高スループットの分散型 DA サービスであり、その設計はDankshardingからインスピレーションを受けています。 Rollup により、EigenDA へのデータの公開が可能になり、トランザクションコストの削減、トランザクションスループットの向上、EigenLayer エコシステム全体での安全なコンポーザビリティが実現します。

Ethereum Rollup 上に分散型の一時データストレージを構築する場合、データストレージは、EigenDA オペレーターによって直接処理できます。オペレーターとは、ネットワーク運用に参加し、データの処理、検証、保存を担当する人を指します。EigenDA は、プレッジとオペレーターの量が増加するにつれて水平方向に拡張できます。

EigenDA は、Rollup テクノロジーを組み合わせ、DA 部分をオフチェーン処理に転送してスケーラビリティを実現します。したがって、実際のトランザクションデータをコピーして各ノードに保存する必要がなくなり、帯域幅とストレージの要件が軽減されます。オンチェーンでは、データの可用性に関連するメタデータと説明責任メカニズムのみが処理されます (説明責任により、データがオフチェーンに保存され、必要に応じてその完全性と信頼性が検証されることが可能になります)。

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図7：EigenDAの基本的なデータフロー

図に示されているように、Rollup はトランザクションのバッチを DA 層に書き込みます。不正データを検出するために不正証明を使用するシステムとは異なり、EigenDA はデータをチャンクに分割し、KZG コミットメントと複数の明らかに証明を生成するノードに必要なデータは小さいものだけです。 blob全体をダウンロードする代わりに、データ量 [O(1/n)] をダウンロードします。 Rollup の不正仲裁プロトコルは、BLOB データが、EigenDA 証明で提供される KZG コミットメントと一致することを検証することもできます。この検証を行うとき、レイヤー 2 チェーンは、ロールアップステートルートのトランザクションデータがシーケンサー/プロポーザーによって操作できないことを保証します。

2.2 Nubit: ビットコインにおける初のモジュラー DA ソリューション

Nubitは、スケーラブルなビットコインネイティブの DA レイヤーです。 Nubit は、エコシステムの増大するニーズを満たすためにデータスループットと可用性サービスを向上させるように設計されたビットコインネイティブの未来を開拓しています。彼らのビジョンは、広大な開発者コミュニティをビットコインエコシステムに参加させ、スケーラブルで安全な分散型ツールを提供することです。

Nubit のチームメンバーは UCSB (カリフォルニア大学サンタバーバラ校) の教授と博士課程の学生であり、優れた学術的評判と世界的な影響力を誇っています。彼らは学術研究に精通しているだけでなく、ブロックチェーンエンジニアリングの実装においても豊富な経験を持っています。チームは domo ( Brc 20の作成者) と共同でモジュラーインデクサーに関する論文を執筆し、ビットコインメタプロトコルのインデクサー構造に DA 層の設計を追加し、業界標準の確立と策定に参加しました。

Nubit の中核となるイノベーション: コンセンサスメカニズム、トラストレスブリッジング、データの可用性。革新的なコンセンサスアルゴリズムとライトニングネットワークを使用してビットコインの完全に検閲耐性のある特性を継承し、DAS を使用して効率を向上させます。

コンセンサスメカニズム: Nubit は、署名集約のために SNARK を活用したPBFT (実用的ビザンチンフォールトトレランス) に基づいた効率的なコンセンサスを模索しています。 PBFT スキームと zkSNARK テクノロジーを組み合わせることで、署名を検証するためのバリデータ間の通信の複雑さが大幅に軽減され、データセット全体にアクセスすることなくトランザクションの正確性が検証されます。
DAS: Nubit の DAS は、ブロックデータの小さな部分のランダムサンプリングを複数回行うことによって実装されます。サンプリングが成功するたびに、データが完全に使用できる可能性が高まります。所定の信頼レベルに達すると、ブロックデータはアクセス可能であるとみなされます。
Trustless Bridge: Nubit は、 Lightning Networkの支払いチャネルを活用する Trustless Bridge を使用します。このアプローチは、追加の信頼要件を追加することなく、ネイティブのビットコイン支払い方法と一貫しています。既存のブリッジングソリューションと比較して、ユーザーにもたらすリスクは低くなります。

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図 8: Nubit の基本コンポーネント

特定の使用例を使用して、図 8 に示す完全なシステムライフサイクルをさらに検討します。アリスがトランザクションを完了するために Nubit の DA サービスを使用したいとします (Nubit は、碑文、ロールアップデータなどを含むがこれらに限定されない、複数のデータ型をサポートしています)。

ステップ 1.1: サービスを継続するには、アリスはまず Nubit のトラストレスブリッジを通じてガス料金を支払う必要があります。特に、アリスは、高さブロックのハッシュ値で示される、トラストレスブリッジからパブリックチャレンジを取得する必要があります。
ステップ 1.2 およびステップ 2: アリスは、メモリプールにマージするために、現在のラウンドに関連する VDF の評価結果 R を取得し、R を送信し、データとトランザクションメタデータ (アドレスやナンスなど) をバリデータに送信する必要があります。。
ステップ 3: コンセンサスに達した後、バリデーターがブロックとそのヘッダーを提案するプロセス。ブロックヘッダーにはデータとそれに関連するリードソロモン符号化 (RS コード) へのコミットメントが含まれ、ブロック自体には生データ、対応する RS コード、および基本的なトランザクションの詳細が含まれます。
ステップ 4: ライフサイクルは、Alice のデータ取得で終了します。ライトクライアントはブロックヘッダーをダウンロードし、フルノードはブロックとそのヘッダーを取得します。

ライトクライアントは、DAS プロセスを実行してデータの可用性を確認します。さらに、ブロックのしきい値数が提案された後、この履歴のチェックポイントがビットコインのタイムスタンプを介してビットコインのブロックチェーンに記録されます。これにより、バリデータセットが潜在的なリモート攻撃をブロックし、高速なバインド解除をサポートすることが保証されます。

3. その他の解決策

特定のレイヤーのモジュール化に重点を置いたチェーンに加えて、分散ストレージサービスは DA レイヤーに長期的なサポートを提供できます。また、ユーザーがコードを構築することなく独自のチェーンを簡単に構築できる、カスタマイズされたフルスタックのソリューションを開発者に提供するプロトコルやチェーンもいくつかあります。

3.1 EthStorage - 動的分散ストレージ

EthStorage は、動的分散ストレージを実装した最初のモジュール式レイヤー 2 であり、DA によって駆動されるプログラマブルキーバリュー (KV) ストレージを提供し、1/100 から 1/1000 のコストでプログラマブルストレージを数百に拡張します。ロールアップに長期的な DA ソリューションを提供し、ゲーム、ソーシャルネットワーク、AI などの完全なオンチェーンアプリケーションの新たな可能性を開きます。

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図 9: EthStorage のアプリケーションシナリオ

EthStorage の創設者であるQi Zhou は、2018 年から Web3 業界に専念してきました。彼はジョージア工科大学で博士号を取得しており、Google や Facebook などの一流企業でエンジニアとして働いてきました。そのチームはイーサリアム財団からも支援を受けています。

Ethereum Cancun アップグレードの中核機能の 1 つとして、 EIP-4844 (プロトダンクシャーディングとも呼ばれる) は、レイヤー 2 ロールアップストレージに一時データブロック (BLOB) を導入し、スケーラビリティと安全性を向上させます。ネットワークはブロック内のすべてのトランザクションを検証する必要はなく、ブロックにアタッチされている BLOB に正しいデータが含まれているかどうかを確認するだけでよいため、ロールアップのコストが大幅に削減されます。ただし、BLOB データは一時的にのみ利用可能であるため、数週間以内に破棄されます。これは重大な影響を及ぼします。レイヤー 2 はレイヤー 1 から最新の状態を無条件に取得できません。データの一部がレイヤー 1 から取得できなくなった場合、チェーンはロールアップ経由で同期されない可能性があります。

EthStorage を長期 DA ストレージソリューションとして使用すると、レイヤー 2 はいつでも DA レイヤーから完全なデータを取得できます。

技術的特徴:

EthStorage は分散型ダイナミックストレージを実現できます。既存の分散型ストレージソリューションは大量のデータのアップロードをサポートできますが、データの変更や削除はできず、新しいデータは再アップロードすることしかできません。 EthStorage は、独自のキーと値のストレージパラダイム、つまり保存されたデータの作成、更新、読み取り、削除を通じて CRUD 機能を実装し、それによってデータ管理の柔軟性を大幅に高めます。
DA レイヤーに基づくレイヤー 2 分散ソリューション: EthStorage はモジュール型ストレージレイヤーであり、ストレージコストを削減するための EVM と DA がある限り、どのブロックチェーンでも実行できます (ただし、現在、多くのレイヤー 1 には DA レイヤーがありません)。レイヤー2で。
高度に統合された ETH: EthStorage クライアントは Ethereum クライアント Geth のスーパーセットです。つまり、EthStorage ノードを実行しているときでも、ノードは同時に Ethereum 検証ノードになることができます。 EthStorage のデータノードでもあります。

EthStorage ワークフロー:

ユーザーはデータをアプリケーションコントラクトにアップロードし、アプリケーションコントラクトは EthStorage コントラクトと対話してデータを保存します。
EthStorage Layer 2 ネットワークでは、保存を待っているデータがストレージプロバイダーに通知されます。
ストレージプロバイダーは、Ethereum Data Availability Network からデータをダウンロードします。
ストレージプロバイダーはストレージ証明書をレイヤー 1 に送信し、レイヤー 2 ネットワークに多数のレプリカが存在することを証明します。
EthStorage 契約は、ストレージの証明を提出することに成功したストレージプロバイダーに報酬を与えます。

3.2 AltLayer - モジュール式カスタマイズサービス

AltLayer は、多用途でコード不要のRollups-as-a-Service (RaaS) サービスを提供します。 RaaS 製品はマルチチェーンおよびマルチ VM の世界向けに設計されており、EVM と WASM をサポートします。また、OP Stack、Arbitrum Orbit、Polygon zkEVM、ZKSync の ZKStack、Starkware などのさまざまなロールアップ SDK、さまざまな共有注文サービス ( EspressoやRadiusなど)、さまざまな DA レイヤー (Celestia、EigenLayer など)、さまざまなロールアップスタックもサポートしています。他の多くのモジュール型サービス。

多機能ロールアップスタックは、AltLayer を通じて実装できます。たとえば、アプリケーション向けに設計されたロールアップは、Arbitrum One をDA および決済層として使用しながら、Arbitrum Orbitを使用して構築できます。一方、汎用向けに設計された別のロールアップは、Celestia を DA として使用して構築された ZK スタックを使用できます。レイヤーとイーサリアムを決済レイヤーとして使用します。

注:これを見ると、なぜ決済層が OP と Arbitrum で実装できるのか疑問に思うかもしれません。実際、これらのレイヤー 2 ロールアップスタックは現在、相互接続を実現するためにCosmos が提案したものと同様の「インターチェーン」作業を実装しています。OP はスーパーチェーンを提案し、OP スタックは、Optimism テクノロジーをサポートする標準化された開発スタックとして機能し、さまざまなレイヤー 2 を統合します。これらのネットワーク間の相互運用性を促進するために、Arbitrum は、アプリケーションチェーンとしても知られる Arbitrum Nitro (テクノロジースタック) に基づく Arbitrum メインネット上でのレイヤー 3 の作成と展開を可能にする Orbitchain 戦略を提案しています。オービットチェーンは、レイヤー 2 またはイーサリアムに直接決済できます。

3.3 Dymension - フルスタックのモジュール化

Dymension は、Cosmos SDK に基づくモジュール式ブロックチェーンネットワークであり、IBC 標準を使用してRollAppのセキュリティと相互運用性を確保するように設計されています。

Dymension はブロックチェーン機能を複数のレイヤーに分割し、 Dymension Hub はRollApp にセキュリティ、相互運用性、流動性を提供する決済レイヤーとコンセンサスレイヤーとして機能し、RollApp は実行レイヤーとして機能します。データ可用性レイヤーは、Dymension プロトコルでサポートされる DA プロバイダーであり、開発者はニーズに基づいて適切なデータ可用性プロバイダーを選択できます。

決済層 (Dymension Hub) は、RollApps レジスタと、ステータス、シーケンサーリスト、現在アクティブなシーケンサー、実行モジュールチェックサムなどの対応する重要な情報を維持します。ロールアップサービスロジックは決済層内に固定されており、ネイティブの相互運用性のハブを形成します。 Dymension Hubは決済層として以下の機能を備えています。

ロールアップサービスを決済層でネイティブに提供する: 基本層と同じ信頼性とセキュリティの前提条件を提供しますが、よりシンプルで安全、より効率的な設計空間を提供します。
通信とトランザクション: Dymension の RollApp は、組み込みモジュールを介して決済層に RollApp 間の通信とトランザクションを実装し、信頼を最小限に抑えたブリッジを提供します。さらに、RollApp はハブを通じて他の IBC 対応チェーンと通信できます。
RVM (RollApp Virtual Machine): 不正行為に関する紛争が発生した場合、Dymension の請求レイヤーが RVM を起動します。さまざまな実行環境 (EVM など) での紛争を解決する RVM の機能により、RollApp の実行範囲の機能と柔軟性が拡張されます。
検閲への抵抗: Sequencer 検閲を受けるユーザーは、特別なトランザクションを決済層に発行できます。このトランザクションはシーケンサに転送され、指定された時間範囲内で実行するように要求されます。トランザクションが指定された時間内に処理されない場合、シーケンサーにはペナルティが課されます。
AMM (Automated Market Maker): Dymension は決済センターに組み込み AMM を導入し、それによって中核的な金融ハブを構築します。エコシステム全体に共有流動性を提供します。

4. マルチエコロジーモジュール型ブロックチェーンの比較

前回の記事では、モジュラーブロックチェーンシステムと多くの代表的なプロジェクトについて詳しく説明しましたが、ここではモジュラーブロックチェーンを客観的かつ包括的に理解することを目的として、異なる生態間の比較分析に焦点を移します。

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5. 総括と展望

ご覧のとおり、ブロックチェーンエコシステムはモジュール化の方向に発展しています。過去のブロックチェーンの世界では、各チェーンが孤立して動作し、互いに競合していたため、ユーザー、開発者、資産が異なるチェーン間を移動することが困難になり、エコシステム全体の開発と革新が制限されました。 WEB3 の世界では、問題の発見と解決は共同プロセスです。当初はビットコインやイーサリアムがシングルチェーンとして注目を集めていましたが、シングルチェーンの問題点が露呈するにつれ、徐々にモジュラーチェーンが注目されるようになりました。したがって、モジュラーチェーンの発生は偶然ではなく、必然の発展です。

モジュール式ブロックチェーンは、個々のコンポーネントを個別に最適化およびカスタマイズできるようにすることで、チェーンの柔軟性と効率を高めます。しかし、このアーキテクチャは、通信遅延やシステム相互作用の複雑さの増大などの課題にも直面しています。実際、保守性、再利用性、柔軟性の向上など、モジュラーアーキテクチャの長期的な利点は、短期的なパフォーマンスの低下を上回ることがよくあります。将来、テクノロジーが発展するにつれて、これらの問題はより良い解決策を見つけるでしょう。

GeekCartel は、ブロックチェーンエコシステムには、チェーン間の直接的かつスムーズなリンクを促進するために信頼性の高いベースレイヤと共通ツールを提供する責任があると考えています。エコシステムがより調和して相互接続されれば、ユーザーはより使いやすくなるでしょう。ブロックチェーン技術を使用することで、より多くの新規ユーザーを Web3 に引き寄せることもできます。

6. 詳細資料: プロトコルの再ステーキング - 異種混合エコシステムへのネイティブセキュリティの導入

また、再誓約メカニズムを通じて分散したセキュリティリソースを効果的に集約し、ブロックチェーンネットワーク全体のセキュリティを向上させる再ステーキングプロトコルもいくつかあります。このプロセスは、セキュリティリソースの断片化の問題を解決するだけでなく、潜在的な攻撃に対するネットワークの防御機能も強化します。また、参加者に追加のインセンティブを提供し、より多くのユーザーがネットワークセキュリティの維持に参加することを奨励します。このように、Restake プロトコルはネットワークのセキュリティと効率を向上させる新しい方法を開き、ブロックチェーンエコシステムの健全な発展を効果的に促進します。

1.EigenLayer: 分散型イーサリアム再取得プロトコル

EigenLayer は、暗号経済セキュリティの新しいプリミティブである Restake メカニズムを導入する Ethereum 上に構築されたプロトコルです。このプリミティブにより、ETH をコンセンサス層で再利用できるようになり、すべてのモジュール間で ETH セキュリティが集約され、モジュールに依存する DApps のセキュリティが向上します。 ETHをネイティブにステーキングするか、流動性ステーキングトークン（LST）を使用してETHをステーキングするユーザーは、EigenLayerスマートコントラクトに参加してETHまたはLSTを再ステーキングし、追加の報酬を得るためにネットワーク上の他のアプリケーションに暗号経済セキュリティを拡張することを選択できます。

イーサリアムがロールアップ中心のロードマップに移行したとき、イーサリアム上に構築できるアプリケーションは大幅に拡大しました。

ただし、EVM 上でデプロイまたは証明できないモジュールは、イーサリアムの集団的信頼を吸収できません。このようなモジュールにはイーサリアム外部からの入力の処理が含まれるため、その処理はイーサリアムの内部プロトコル内で検証できません。このようなモジュールには、新しいコンセンサスプロトコルに基づくサイドチェーン、データ可用性レイヤー、新しい仮想マシン、オラクルネットワーク、ブリッジなどが含まれます。通常、このようなモジュールでは、検証のために独自の分散検証セマンティクスを備えたAVS が必要です。通常、これらの AVS は、独自のネイティブトークンによって保護されているか、本質的に許可されています。

現在、AVS エコシステムにはいくつかの問題があります。

セキュリティの信頼の前提。 AVS を開発するイノベーターは、セキュリティのための新しい信頼ネットワークをナビゲートする必要があります。
値の漏れ。各 AVS は独自の信頼プールを開発するため、ユーザーはイーサリアムへの取引手数料に加えて、これらのプールに手数料を支払う必要があります。この手数料の流れの逸脱は、イーサリアムからの価値の漏洩につながります。
成分の負担。現在運営されているほとんどの AVS では、ステーキングの資本コストがあらゆる運営コストよりもはるかに高くなります。
DApps は信頼性の低いモデルを持っています。現在の AVS エコシステムでは、一般的に、DApp のあらゆるミドルウェアの依存関係が攻撃の対象となる可能性があります。

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図10: 現在のAVSサービスとEigenLayerの比較

AVS は、EigenLayer のアーキテクチャに基づいて、Ethereum の共有セキュリティを利用して、EigenLayer プロトコル上に構築されたサービスです。 EigenLayer は、ステーキングによる集中セキュリティと自由市場ガバナンスという 2 つの新しいアプローチを導入しています。これは、イーサリアムのセキュリティをあらゆるシステムに拡張し、既存の厳格なガバナンス構造の非効率性を排除するのに役立ちます。

再担保を通じて集団安全を提供します。 EigenLayer は、独自のトークンの代わりにモジュールを保護するための ETH の再ステーキングを可能にすることで、新しい集団セキュリティメカニズムを提供します。具体的には、イーサリアムバリデーターは、ビーコンチェーン引き出し認証情報をEigenLayerスマートコントラクトに設定し、EigenLayer上に構築された新しいモジュールをオプトインできます。バリデーターは、これらのモジュールに必要な追加のノードソフトウェアをダウンロードして実行します。これらのモジュールは、モジュールにオプトインしたバリデーターのステーキングされた ETH に追加のスラッシュ条件を課すことができます。
開かれた市場はインセンティブを提供します。 EigenLayer は、バリデータによって提供されるセキュリティと AVS の使用方法を管理するためのオープンマーケットメカニズムを提供します。 EigenLayer は、個々のモジュールが自身のモジュールに再ステーキング ETH を割り当てるバリデーターを十分に動機付ける必要がある市場環境を作成し、バリデーターはどのモジュールがこの追加の集団セキュリティを割り当てる価値があるかを決定するのに役立ちます。

これらのアプローチを組み合わせることで、EigenLayer は、AVS が Ethereum バリデーターによって提供されるプールされたセキュリティを活用できるオープンマーケットプレイスとして機能し、報酬インセンティブとペナルティを通じてバリデーターを促進し、セキュリティとパフォーマンスのより最適なトレードオフを実現します。

2. Babylon: Cosmos およびその他の PoS チェーンにビットコインのセキュリティを提供

Babylonは、スタンフォード大学の David Tse 教授によって設立されたレイヤー 1 ブロックチェーンです。チームはスタンフォードの研究者、経験豊富な開発者、ビジネスコンサルタントで構成されています。 Babylon は、 ビットコインステーキングプロトコルを提案しました。これは、多くの異なる PoS コンセンサスアルゴリズムで使用するためのモジュラープラグインとして設計され、プロトコルを再ステークできるプリミティブを提供します。

ビットコインの 3 つの側面 (タイムスタンプサービス、ブロックスペース、資産価値) に基づいて、Babylon は多数の PoS チェーン (Cosmos、Binance Smart Chain、Polkadot、Polygon や、すでに強力な機能を備えたその他のブロックチェーンなど) にビットコインのセキュリティを提供できます。相互運用可能なエコシステム）を利用して、より堅牢で統合されたエコシステムを構築します。

ビットコインのタイムスタンプでPoSの長距離攻撃を解決：

長距離攻撃とは、PoS チェーン内の検証ノードがステークを解除した後、まだプレジャーであった履歴ブロックに戻り、フォークされたチェーンを開始する可能性を指します。この問題は PoS システムに固有のものであり、PoS チェーン自体のコンセンサスメカニズムを改善するだけでは完全に解決することはできません。イーサリアムやコスモスなどのすべてのチェーンがこの課題に直面しています。

ビットコインタイムスタンプの導入後、誰かがPoSチェーンのフォークを作成したい場合でも、PoSチェーンのオンチェーンデータはビットコインタイムスタンプの形式でビットコインチェーンに保存されるようになります。元のチェーンよりも遅いため、この時点では遠距離攻撃は無効になります。

ビットコインの誓約契約:

このプロトコルにより、ビットコイン所有者はアイドル状態のビットコインをステークして、PoS チェーンのセキュリティを強化し、その過程で収益を得ることができます。

ビットコインステーキングプロトコルの中核となるインフラストラクチャは、以下の図に示すように、ビットコインと PoS チェーン間のコントロールプレーンです。

モジュール式ブロックチェーン: Web3 パズルの最後のピース

図 11: コントロールプレーンとデータプレーンを備えたシステムアーキテクチャ

コントロールプレーンはチェーンとして実装され、分散性、安全性、検閲耐性、スケーラビリティを確保します。このコントロールプレーンは、次のようなさまざまな主要な機能を担当します。

• PoS チェーンにビットコインタイムスタンプサービスを提供し、ビットコインネットワークと同期できるようにします。

• マーケットプレイスとして機能し、ビットコインステーキングと PoS チェーンを照合し、EOTS キーの登録と更新などのステーキングと検証情報を追跡します。

• PoS チェーンのファイナリティ署名を記録します。

BTC をステーキングすることで、ユーザーは PoS チェーン、DA レイヤー、オラクル、AVS などの検証サービスを提供できます。Babylon は、Altlayer、Nubit などのサービスも提供できるようになりました。

参考文献

写真：

文章：

謝辞

この新たなインフラストラクチャパラダイムにはまだ多くの研究と作業が必要であり、この記事で取り上げていないこともたくさんあります。関連する研究トピックに興味がある場合は、 Chloeまでご連絡ください。

この記事に対する洞察力に富んだコメントとフィードバックをくださったSeverusとJiayiに心より感謝いたします。

元のリンク

モジュール式ブロックチェーン: Web3 パズルの最後のピース

I.はじめに

2. モジュラーブロックチェーンの先駆者 - Celestia

3. ブロックチェーンエコシステムのモジュラーソリューションを探索する

1. 実行層のモジュール化

1.1 イーサリアム レイヤ 2: 将来の拡張ソリューションの構築

1.2 B² ネットワーク: ビットコイン ZK ロールアップの作成

2. DA層のモジュール化

2.1 EigenDA: 強力なロールアップ テクノロジー

2.2 Nubit: ビットコインにおける初のモジュラー DA ソリューション

3. その他の解決策

3.1 EthStorage - 動的分散ストレージ

3.2 AltLayer - モジュール式カスタマイズ サービス

3.3 Dymension - フルスタックのモジュール化

4. マルチエコロジーモジュール型ブロックチェーンの比較

5. 総括と展望

6. 詳細資料: プロトコルの再ステーキング - 異種混合エコシステムへのネイティブ セキュリティの導入

1.EigenLayer: 分散型イーサリアム再取得プロトコル

2. Babylon: Cosmos およびその他の PoS チェーンにビットコインのセキュリティを提供

1.1 イーサリアムレイヤ 2: 将来の拡張ソリューションの構築

2.1 EigenDA: 強力なロールアップテクノロジー

3.2 AltLayer - モジュール式カスタマイズサービス

6. 詳細資料: プロトコルの再ステーキング - 異種混合エコシステムへのネイティブセキュリティの導入