Maven11 研究: モジュラリティの定義、進化、将来が暗号通貨の世界にとって重要な理由

序文

私たちが LazyLedger (現在は Celestia と呼ばれています) に投資した 2019 年当時、モジュール性という言葉はブロックチェーン設計の観点から普及していませんでした。そしてここ 1 年で、この用語は多くの KOL や L2 チーム、そしてもちろん、合意と施行の分離に関する最初のブログ投稿でこの用語を生み出した Celestia Labs チームによっても普及しました。

そのため、Celestia への投資に関する最新の概要をご紹介できることを嬉しく思います。これは、私たちが思い描くモジュール式の世界、そのようなエコシステム内のさまざまなレイヤーとプロトコル、そしてそれが提供する潜在的な機能に私たちが興奮している理由についての洞察を提供します。

建築

現在、ほとんどのパブリックチェーンはモノリシックチェーンです。つまり、ブロックチェーンネットワークはデータの可用性、決済、実行の 3 つの機能層 (以下、機能層と呼びます) を同時にカバーしています。ただし、イーサリアム ロールアップやモジュラー コンポーネントを備えた Avalanche のサブネットワークなど、これらのモノリシック チェーンも進化しています。ただし、これらは実際にはモジュール式ブロックチェーンとは異なります。

誤解のないように「モジュール性」の意味を定義しましょう。モジュール化について話すとき、私たちはブロックチェーン ネットワークの機能層が分離されていることを意味します。つまり、ブロックチェーン ネットワークの 3 つの機能層のうちの 1 つが分離されているため、実行層またはコンセンサス層、またはデータの可用性が分離されています。層。つまり、ロールアップは実行のみを担当するため、モジュール性の現れであると言えます。しかし、イーサリアム全体としては、その他すべてを処理します。

Celestia を例にとると、Celestia はデータの可用性とコンセンサスのみを担当するため、モジュール型であると言えます。代わりに、決済と実行を他のレイヤーに委任します。これらの層は、3 つの主要な機能コンポーネント自体の一部のみを処理するという点でもモジュール式です。これは、イーサリアムをモジュール式ブロックチェーンと呼ぶことができないことを意味します。これらのロールアップ ネットワークは独自のネットワークのトランザクション実行のみを担当し、イーサリアム自体もトランザクションを実行します。つまり、現在の実装ではイーサリアムはまだモノリシック チェーンであることを意味します。それにもかかわらず、イーサリアムは依然として理想的な決済レイヤーであり、最も分散化された安全なパブリック チェーンでもあります。

では、Polkadot と Avalanche はどうなるのでしょうか? Avalanche の場合、モジュール式ではなく、各サブネットには 3 つの主要な機能コンポーネントがあります。これは、モジュール式に拡張することはできず、他のモノリシック チェーンを水平に使用することによって拡張できることを意味します。 Polkadot のパーチェーンは、コンセンサスとデータの可用性を確保するためにブロックをリレー チェーンに送信しながら、ロールアップと同様に実行を担当します。ただし、リレー チェーンはトランザクションの正当性を保証します。

時間の経過とともに、モノリシック チェーンの成長により、大規模な混雑と非効率が発生する可能性があります。より多くの人を運びたい場合、これら 3 つの機能を担うモノリシック チェーンだけに依存することはまったく不可能です。エンドユーザーに非常に高いコストと遅延を強いるからです。これが、チェーンを分割することを決定するチェーンがますます増えている理由です。イーサリアムをPoSチェーンに移行するという伝説的な合併については誰もが聞いたことがあるでしょう。ただし、最終的にはシャーディングに移行する予定です。シャーディングとは、ブロックチェーンをいくつかの部分に水平に分割することを指します。これらのシャードはデータの可用性のみを処理します。

シャーディングとロールアップは、イーサリアム コミュニティがスケーラビリティの問題を解決することを計画している方法です。他に方法はありますか?もちろん、Avalanche がサブネットのモジュール化に向かって進んでいることもわかりますが、前に説明したように、Avalanche を完全なモジュール化として分類することはできません。

さまざまな「モジュール式」アーキテクチャがそれぞれどのように機能するかをよりよく理解するために、それらの違いをより詳しく説明するために図を描いてみましょう。

アーキテクチャの比較

まず、イーサリアムの現在のアーキテクチャと、将来シャーディングが有効になった後のアーキテクチャがどのようになるかを見てみましょう。

現在、イーサリアムはすべての機能層を担当していますが、一部のトランザクション実行を L2 ロールアップに分離し、トランザクションをバッチで処理してメイン ネットワーク上で決済します。将来シャーディングが有効になった後、イーサリアムのアーキテクチャは次のようになります。

これによりイーサリアムは統合された決済レイヤーとなり、シャードがデータの可用性を担うことになります。つまり、シャードはロールアップがデータを送信するための単なる DA 環境になります。シャードでは、バリデーターはネットワーク全体ではなく、検証しているシャードのデータのみを保存する必要があります。シャーディングにより、最終的には Celestia と同様に軽量ノードで Ethereum を実行できるようになります。

Avalanche の場合、主なスケーリング提案は、簡単に作成できるサブネットによるものです。 Avalanche のアーキテクチャは次のようになります。

サブネットには、独自のネットワークを独立して検証する新しいバリデーターのセットがあります。すべての Avalanche サブネットワークは、コンセンサス、データの可用性、および実行を独自に担当します。各サブネットには、バリデーターによって指定された独自の Gas トークンもあります。現在稼働しているサブネットの例は、JEWEL を Gas トークンとして使用する DefiKingdoms サブネットです。

Celestia のアーキテクチャに進む前に、Cosmos を見てみましょう。 Celestia は Cosmos から多額の借入を行っており、Cosmos SDK と Tendermint のバージョンである Optimint も使用して構築されているため、IBC を通じて多くの操作を行うことになります。 Cosmos アーキテクチャは、仮想マシンを提供するのではなく、dApp をブロックチェーン自体のアプリケーションとして使用できるため、他の現在のアーキテクチャとは大きく異なります。つまり、ソブリン Cosmos SDK チェーンは、コンセンサス エンジンとして Tendermint に依存しながら、必要なトランザクション タイプと状態の伝統を定義するだけで済みます。 Cosmos チェーンは、ブロックチェーンのアプリケーション部分を分割し、ABCI を使用してネットワーク (p2p) とコンセンサスに接続します。 ABCI は、ブロックチェーンのアプリケーション部分を、コンセンサスとネットワーク メカニズムを提供する Tendermint 状態レプリケーション エンジンに接続するインターフェイスです。そのアーキテクチャは通常次のように宣伝されます。

それでは、Celestia のアーキテクチャを見てみましょう。

これが Celestia の初期の生態です。 Celestia は、モジュラー スタック内で動作するすべての種類のロールアップ間の共有コンセンサスおよびデータ可用性レイヤーとして動作します。決済レイヤーは、その上のさまざまなロールアップ間のブリッジと流動性を促進するために存在します。また、決済レイヤーなしで独立して動作するソブリンロールアップも目にすることになるでしょう。

さまざまなレベルのモジュール性、その仕組み、外観を確認したところで、Celestia のような純粋にモジュール化されたブロックチェーンのユニークな機能と機能をいくつか見てみましょう。

共有セキュリティ

モノリシック チェーンの利点の 1 つはセキュリティの共有です。では、モジュラー スタックではどうなるでしょうか?

それは実際には非常に単純で、Celestia はブロックチェーン ネットワーク上で共有セキュリティを確立するために必要な基本的な機能、つまりデータの可用性を提供します。これは、Celestia を使用する各ネットワーク層が、データが実際に利用可能であることを証明するために、すべてのトランザクション データをデータ可用性層に渡す必要があるためです。これは、ブロックチェーン ネットワークが簡単に接続、監視、相互運用できることを意味します。ハード フォークとソフト フォークも、基礎となる DA 層のセキュリティを常に確保することで非常に簡単になります。これについては後で説明します。

同様に、Celestia では、共有データ可用性レイヤーの利点を維持しながら、さまざまなタイプの実験的実行レイヤーを、決済レイヤーから独立してでも同時に実行できます。これは、ユーザー数に比例して反復速度が増加する可能性があることを意味します。したがって、実行とデータの可用性が分離されているため、実行層に単一のハブを設けるという制約がないため、時間が経つにつれて実行層の複合的な改善につながるというのが私たちの主張です。モジュール性の許可のない性質により、実験が可能になり、開発者に柔軟な選択が与えられます。

データの可用性のサンプリングとブロックの検証

Celestia のブロック検証は、ブロックがサブリニア時間で検証できるため、他の現在のブロックチェーンとは大きく異なります。これは、スループットがコストに比例して増加するのではなく、コストに対して非直線的に増加することを意味します。図を見ると、より直観的に理解できます。

Celestia のライト クライアントはトランザクションを検証せず、各ブロックのコンセンサスをチェックし、データの可用性をブロックするだけであるため、これが可能になります。

Celestia では、上の図に示すように、ブロックのコンセンサスとデータの可用性のみをチェックするため、トランザクションの有効性をチェックする必要がありません。

Celestia ライトノードは、ブロック全体をダウンロードするのではなく、ブロック内からランダムなデータ サンプルをダウンロードします。すべてのサンプルが利用可能であれば、ブロック全体が利用可能であることが証明されます。基本的に、ブロックからランダムなデータをサンプリングすることで、ブロックが実際に完了していることを確率的に検証できます。

これは、Celestia がブロック検証の問題をデータ可用性検証に軽減することを意味します。データ可用性サンプリングを使用してサブリニアコストで効率的に検証する方法を私たちは知っています。

DA プルーフとは、送信されるブロックを要求するときにイレイジャー コーディングを実行する必要があることを意味します。これは、元のブロック データが 2 倍になり、新しいデータが冗長データとしてエンコードされることを意味します。 Celestia のイレイジャー コーディングではブロック サイズが 4 倍に増加します。ブロックの 25% がオリジナル データ、75% がコピー データです。したがって、不正行為を行いたい場合は、不正な動作をするシーケンサーなどに、ブロックの 75% 以上のデータを差し控えるよう要求します。

したがって、軽量クライアントは、ブロックの一部をダウンロードするだけ (DA サンプリング) だけで、ブロックのすべてのデータが公開されたことを非常に高い確率で確認できます。サンプリングの各ラウンドは、すべてのデータが利用可能であることが確実になるまで、データが利用できない可能性を減らします。これは、すべてのノードがすべてのブロックをダウンロードするのではなく、多くの軽量ノードがすべてのブロックの一部をダウンロードするため、非常に効率的ですが、安全性の保証は以前と同じです。これは、データの可用性をサンプリングする十分なノードがある限り、サンプリング ノードの数が増加するにつれてスループットを向上させることができることを意味します。ブロックチェーンを使用したことがなくても、BitTorrent などのプロトコルを使用することで、この種のネットワーク (DA プルーフ) については日常生活でよく知っているでしょう。

スケーラビリティ

スケーラビリティについて話すとき、ほとんどの人の頭に浮かぶのは通常、TPS です。ただし、これはスケーラビリティに関する実際の議論ではありません。プロフェッショナル DA レイヤーのスケーラビリティについて語るとき、克服すべき主な障害となるのは TPS ではなく mb/s であるべきです。トランザクションのサイズはさまざまであるため、Mb/s は TPS ではなくチェーンの容量の客観的な尺度になります。 Celestia は、DA レイヤーを廃止し、データ可用性サンプリングを利用してシステムが処理できる mb/s 数を増やすため、これをうまく実行します。

これは、ブロックチェーンが処理できるトランザクション数の実際の制限は入力と出力に基づいていることを意味します。したがって、データの可用性を入出力プロセスから切り離すことで、Celestia はモノリシック チェーンよりもはるかに高い mb/s を生成できるようになります。

それはすべて、データの可用性の問題から生じています。つまり、提案されたブロックでは、ソーターなどで検証できるデータの量は、基礎となる DA 層のデータ スループットによって制限されます。フルノードを利用するモノリシックブロックチェーンの場合、この問題に対処する通常の手順は、フルノードのハードウェア要件を増やすことです。しかし、そうするとフルノードが減り、それに伴ってネットワークの分散化も揺らいでしまいます。

したがって、ブロック検証セクションで前述した手法を利用することで、ノード要件を増やすことなくスケーラビリティを向上させることができ、DA サンプリングを通じてフル ノードをライト ノードと同等にすることができます。これにより、DA サンプリングの結果、追加されるライト ノードの数に比例するサブリニアな増加が生じるため、ノードの増加によりスループットが向上します。モノリシック チェーン設計では、ブロック サイズが増加するとネットワーク検証のコストも増加しますが、Celestia ではこれは当てはまりません。

ただし、イーサリアムは、新しいタイプのトランザクションである BLOB トランザクションを可能にする EIP-4844 を通じて、いくつかのスケーラビリティの問題を解決したいとも考えています。これには、EVM の実行ではアクセスできない大量のデータが含まれますが、イーサリアムでは引き続きアクセスできます。現在、イーサリアム上のロールアップ トランザクションは、トランザクションを実行するために簡単に利用できる呼び出しデータに依存しているため、これが行われます。シャーディングも役立ちますが、まだかなり先の話ですが、BLOB トランザクションを有効にすると、ロールアップ用にブロックごとに約 16 MB のデータが得られるはずです。ただし、BLOB トランザクション スペースをめぐる競争がどれほど熾烈になるかはまだわかりません。ただし、スケーラビリティのパズルの 1 つを解決すると、別のパズルが現れる可能性があります。したがって、モジュール構造に移行することで、スタックのさまざまな部分を、最適に利用できる特定のリソース専用にできるようになります。

フォーク

ほとんどの場合、モノリシック チェーンがハード フォークすると、実行環境が同じセキュリティを共有しないため、基礎となるセキュリティが失われます。新しいフォークにはコンセンサス層のデータ可用性とセキュリティがないため、多くの場合、ハード フォークは実現不可能であり、望ましくありません。ブロックチェーン コードに変更を送信できると言うときも同じ考えですが、変更に同意するように全員を説得する必要があります。ビットコインを例に考えてみましょう。ビットコインのコードは変更するのが簡単ですが、変更について全員の同意を得るのは難しい部分です。モノリシック チェーンをハードフォークする場合は、コンセンサス層もフォークする必要があります。これは、元のチェーンのセキュリティが失われることを意味します。失われるセキュリティの量は、新しい正規チェーンを検証しなかったマイナーまたはバリデーターの数によって異なります。ただし、すべてのバリデーターが同じフォークにアップグレードしても、セキュリティは失われません。モジュール式ブロックチェーンでは、これは当てはまりません。決済層または実行層をフォークしたい場合でも、基礎となるコンセンサス層のセキュリティが維持されるからです。この場合、実行環境はすべて同じセキュリティを共有しているため、フォークが可能です。ただし、決済レイヤーは新しく追加されたブロックの信頼のソースとして機能するため、決済レイヤーのロールアップではこれは不可能です。

実行環境の場合、ハード フォークは無限であり、簡単に実現できます。その理由は、大胆なアイデアをテストして試すことができるからです。また、ベースレイヤーのセキュリティを失うことなく、他の人の成果物を基にして構築することも可能になります。自由市場という考えについて考えると (これに同意しない人もいるかもしれません)、多くの場合、より良い結果につながる競合する実装が作成される可能性があります。

モジュラースタック

モジュラースタックはCelestia独自のコンセプトです。これは、ブロックチェーンのすべての異なるレイヤーを独立したレイヤーに分離することを指します。したがって、スタックと言うときは、すべてのレイヤーが連携して動作することを意味します。

では、どのような層が存在するのでしょうか?言うまでもなく、コンセンサスおよびデータ可用性レイヤー Celestia がありますが、他にもあります。ここでは特に決済層を指します。決済層はチェーンにすることができ、このチェーン上のロールアップには、統一された流動性とロールアップ間の橋渡しのための信頼を最小化したブリッジがあります。これらの決済層にはさまざまなタイプがあります。たとえば、単純なブリッジと契約の解決に基づくロールアップのみを許可する制限付き決済レイヤーを設定できます。ただし、独自のアプリケーションやロールアップを含む決済レイヤーを作成することもできます。決済層に依存せず、Celestia 独自の機能のみに依存する他のタイプのロールアップもありますが、これらはソブリン ロールアップと呼ばれ、次の章で説明します。

現在、実行レイヤーがブロック データを決済レイヤーに直接公開せず、Celestia に直接公開するスタックを持つことも可能です。この場合、実行層はブロックヘッダーを決済層に公開するだけで、決済層は特定のブロックのすべてのデータが DA 層に含まれているかどうかを確認します。これは、Celestia からトランザクション データのマークル ツリーを受け取る決済層のコントラクトを介して行われます。これがデータ証明と呼ばれるものです。

モジュラースタックのもう 1 つの大きな利点は、その主権です。モジュラースタックでは、他のアプリケーションと重複することなく、ガバナンスを特定のアプリケーションおよびレイヤーに分割できます。問題が発生した場合、ガバナーはクラスター内の他のアプリケーションに影響を与えることなく問題を修正できます。

ソブリンロールアップ

ソブリン ロールアップ (ソブリン ロールアップ) は、決済レイヤーとは独立して動作するロールアップです。これは、スマート コントラクト機能 (状態の更新と証明の提供) を備えた決済レイヤーに依存するのではなく、純粋に Celestia 上の名前空間を通じて機能することを意味します。通常、ロールアップは、ロールアップ スマート コントラクト (解析コントラクト) を持つイーサリアムなどのエコシステム内で機能します。ロールアップ スマート コントラクトは、決済層とロールアップの間に信頼を最小限に抑えたブリッジも提供します。ただし、イーサリアムでは、すべてのロールアップが貴重な通話データをめぐって競合します。そのため、新しいトランザクション タイプである BLOB トランザクションを提供する EIP-4844 の開発が進められています。これにより、ブロック サイズも増加します。ただし、BLOB トランザクションであっても、決済をめぐる熾烈な競争は今後も続く可能性があります。

ほとんどのモノリシック チェーンはスマート コントラクトを処理できます。イーサリアムを例にとると、状態ルート (ロールアップの現在の状態のマークル ルート) を処理するオンチェーン スマート コントラクトがあります。このコントラクトは、以前の状態のルートが現在のルートのロールアップ バッチと一致するかどうかを常にチェックします。そうである場合、新しいステート ルートが作成されます。ただし、Celestia ではスマート コントラクトを処理しないため、これは不可能です。

Celestia では、代わりにソブリン ロールアップがデータを Celestia に直接公開します。ここでのデータは計算や決済されず、ブロック ヘッダーに保存されるだけです。ブロックヘッダーはブロックチェーン上の特定のブロックを識別するものであり、各ブロックは一意です。このブロック ヘッダーには、すべてのハッシュされたトランザクションで構成されるマークル ルートが存在します。

それで、それはどのように機能するのでしょうか？ロールアップには、フル ノードとライト ノードの両方がブロックをダウンロードする独自のピアツーピア ネットワークがあります。ただし、すべてのロールアップ ブロック データが Merkle ツリー経由で Celestia に送信され、順序付けされていることも検証します (したがって、データ可用性という用語が生まれます)。したがって、チェーンの正規履歴は、ロールアップのトランザクションが正しいことを検証するローカル ノードによって設定されます。これが意味するのは、どのノードでも正しい状態を追跡できるように、ソブリン ロールアップはデータ可用性レイヤー上のすべてのトランザクションを公開する必要があるということです。したがって、ロールアップ名前空間のオブザーバーであるフル ノード (名前空間をロールアップのスマート コントラクトと考えてください) も、ライト ノードにセキュリティを提供できます。これは、Celestia ではライト ノードがフル ノードとほぼ同等であるためです。

名前空間についてもう少し説明しましょう。 Celestia では、マークル ツリーは名前空間によってソートされているため、Celestia 上のロールアップは、他のロールアップのデータを無視して、そのチェーンに関連するデータのみをダウンロードできます。名前空間マークル ツリー (NMT) を使用すると、ロールアップ ノードは、Celestia またはロールアップ チェーン全体を解析することなく、クエリするすべてのロールアップ データを取得できます。さらに、バリデーターノードは、すべてのデータが Celestia に正しく含まれていることを証明できます。

では、なぜソブリンロールアップがユニークな見通しなのでしょうか?イーサリアムでの実装など、以前のロールアップ実装は制限されており、イーサリアム ノードがすべての機能を処理するため、実行関連の状態を保存する必要があります。ただし、モジュラー設計では、さまざまな目的に専用のノードを使用できるため、ネットワークの運用コストが大幅に安くなるはずです。したがって、ネットワークの実行コストは、フル ノードではなくライト ノードのコストに比例します。これは、前に説明したように、ライト ノードはフル ノードと同等であるためです。

いくつかのロールアップ実装がソブリン ロールアップとしてどのように機能するかを見てみましょう。まず、さまざまなロールアップ プルーフ システムが Celestia でどのように動作するかを説明する価値があります。

楽観的なロールアップは不正行為の証明に依存します。不正証明は、ロールアップのフル ノードとライト ノードを介して顧客間でポイントツーポイントで拡散されます。この実装についてはさらに調査していきます。ソブリン ロールアップは、不正証拠の配布方法を変えます。決済層コントラクトで検証されるのではなく、ロールアップ ピアツーピア ネットワーク全体に分散され、ローカル ノードによって検証されるようになりました。 Celestia の Sovereign Optimistic Rollups により、チャレンジ期間も最小限に抑えられる可能性があります。これは、現在の OR の主なハードルの 1 つを解決することを意味します。これは、現在、イーサリアムでの紛争ウィンドウが非常に保守的であるためです。これが可能となるのは、現在、すべての不正なインタラクションがイーサリアムの非常に競争の激しいブロックスペースでオンチェーンで発生しており、ファイナリティが長期間に及ぶためです。ただし、ソブリン ロールアップでは、誠実なフル ノードに接続されている場合、ライト ノードはフル ノードのセキュリティを備えているため、不正なやり取りはより高速になるはずです。

ZK ロールアップは、有効性証明 (zksnarks など) に依存します。ソブリン ロールアップとしての ZK ロールアップは、現在の実装とほぼ同様に機能します。ただし、ZK 証明をスマート コントラクトに送信する代わりに、ノードが検証するためにロールアップのピアツーピア ネットワークに配布されます。ソブリン ZK ロールアップは、統合決済層の ZK ロールアップによく似ており、トランザクションが Celestia によって解釈されないため、さまざまな実行ランタイムが相互にソブリン チェーンとして動作できるようになります。ここで、ZK ロールアップ上のランタイムはさまざまな方法で動作できます。プライバシーを保護するランタイム、アプリケーション固有のランタイムなどが存在する可能性があります。これはフラクタル スケーリングと呼ばれます。

ソブリン ロールアップの概念を確立し、それが Celestia でどのように実装されるかについてのアイデアが得られたので、2 つの異なるロールアップ アーキテクチャがどのように見えるかを見てみましょう。

では、なぜ彼らはセレスティアを必要とするのでしょうか？楽観的ロールアップでは不正の証拠を検出するために DA が必要ですが、ZK ロールアップではロールアップ チェーンの状態を知るために DA が必要です。

何かを見たときに常に後ろ向きに考えることも重要です。そうしないと、自分の信念に盲目になってしまうことが多いからです。このセクションでは、ソブリンロールアップの欠点のいくつかについて説明します。

ソブリン ロールアップは、その上に構築された新しいエコシステム (dApp など) に大きく依存します。ただし、ロールアップ自体がすでに確立されており、dApp がオープンソースであれば、これを行うのがはるかに簡単です。それでも、流動性は依然として克服すべき大きな課題です。流動性は通常、ソブリンロールアップとそれに基づくランタイムに分けられます。そのため、ロールアップは、他のソブリン ロールアップや決済レイヤーなど、他のレイヤーへの安全で信頼を最小限に抑えたブリッジに大きく依存します。考えられる実装については後ほど説明します。さらに、ソブリン ロールアップの実装は、そのさまざまな機能をサポートするために構築されているインフラストラクチャに大きく依存しています。

楽観的なロールアップの実装

このセクションでは、ソブリン オプティミスティック ロールアップの実装例がどのように機能するかを説明します。

OR の不正証明を構築するユニークな方法の 1 つは、フル ノードとライト ノードを使用してロールアップでゲームをプレイすることです。ゲームは 2 つのノード間で行われ、1 つは挑戦者、もう 1 つは回答者になります。チャレンジャーは、バリデータとして機能する 3 番目のノードを通じてレスポンダーにクエリを送信します。このクエリに対する応答者の応答は、同じチャネルを通じて行われます。チャレンジを受信すると、検証者はクエリをレスポンダに転送し、レスポンダは検証者とチャレンジャーに送り返される応答を生成します。バリデーターは、両者の間に不一致がないこと、および悪意がないことを確認するために一貫してチェックを実行します。検証者のアクションは、レスポンダーが間違ったマークル ツリーを送信していないことを確認することであり、チャレンジャーのアクションは、レスポンダーが正しいルートをたどることを確認することです。対応者が自分自身を守ることができれば、ゲームは通常どおり続行されます。このゲームでは、正直な挑戦者が常に勝ち、正直な応答者が常に勝ちます。

Celestia はデータ可用性レイヤーとして機能し、X は決済レイヤーとして機能します。

Celestia に純粋に接続された決済層をブリッジングのために使用したり、ソブリン ロールアップ機能を使用したりすることもできません。 Celestia は基盤となる DA レイヤーに共有セキュリティを提供するだけであるため、Celestia が利用可能なトランザクション データのマークル ルートを決済レイヤー コントラクトに送信できる限り、任意の決済レイヤーを使用できます。これは、必要に応じて、任意の決済レイヤーをロールアップに使用できることを意味します。では、なぜ彼らはこんなことをしているのでしょうか？イーサリアムなどの既存の決済層の多くは、すでに繁栄したエコシステムを持っています。つまり、流動性とそれを利用できるユーザーがすでに存在しているのです。これは、エコシステム全体を最初から構築することに依存したくないロールアップにとって特に有益です。さて、これは決済層としてのイーサリアムに限定されません。たとえば、Mina を ZK ロールアップとして使用することもできます。これは、トランザクション データを Celestia に送信しながら、同時に状態の更新と ZK プルーフを Mina に送信できることを意味します。これを行うことで、デフォルトで有効性を証明する決済層がすでに完成しています。

他のブロックチェーン上の流動性とユーザーを活用したいと考えているロールアップオペレーターにとって、このタイプのソリューションは非常に魅力的です。プラグ アンド プレイ タイプのロールアップ オペレーターである場合もあります。さまざまなソーターをさまざまな決済レイヤーに接続できます。たとえば、ZK ロールアップ シーケンサーは、Mina に接続して、状態の更新と有効性の証明を提供できます。そして、別の ZK ロールアップの別のソーターをイーサリアムに接続して、Quantum を介して決済することができます。これらに共通しているのは、すべてのトランザクション データを Celestia に送信し、その後 Celestia が決済層でスマート コントラクトまたは同様のコントラクトを操作し、利用可能なデータ (認証) のマークル ツリーを送信することです。

ZK ロールアップを例として、アーキテクチャ的にどのように実装されているかを見てみましょう。

価値の獲得

Celestia 自体の収入源は、送信されたさまざまなトランザクション バッチからのトランザクション手数料になります。 Celestia の取引手数料は、イーサリアムの現在の EIP-1559 と非常によく似た仕組みとなるため、バーン メカニズムとなります。これは、消費される動的な基本料金と、バリデーターが特定のトランザクションをより速く進めるための「ヒント」が存在し、これらのバリデーターは新しいブロック後のトークン発行からも価値を得るということを意味します。ただし、これは Celestia のバリデーターの観点からのものなので、ユーザーの観点からはどう見えるでしょうか?まずは自分のレベル（L1またはL2）に応じた手数料を理解してから、ユーザーエクスペリエンスがどのようなものになるかを理解しましょう。

ロールアップを実行するための料金体系は、主に運用コストと DA 発行コストになります。ロールアップが利益を生み出すためには、諸経費も発生する可能性があります。つまり、ユーザーは、これら 3 つの側面に加えて混雑料金を含む料金を支払うことができます。ただし、混雑が少ないため、この料金ははるかに低くなる可能性があります。

決済層の収入源は、ロールアップが決済するために支払う決済契約料です。さらに、決済層を通じて、ロールアップ間の信頼を最小限に抑えたブリッジも行われるため、ブリッジ料金を請求することもできます。

では、決済レイヤーのないソブリンロールアップはどうなるでしょうか?ソブリン ロールアップでは、ユーザーはロールアップの計算にアクセスするためにガス料金を支払う必要があります。このロールアップでは料金が設定されますが、おそらくガバナンスによって決定され、混雑料金の支払いも必要になる場合があります。ロールアップのこれらの料金には、Celestia にデータを投稿するコストと、ロールアップ バリデーターのわずかなオーバーヘッドが含まれます。決済手数料を免除できるため、エンドユーザーの手数料が非常に安くなります。

最後に、さまざまな料金がエンドユーザーに与える影響を理解するために料金体系を作成できます。モジュラースタックのエンドユーザーは定額料金で 3 つを入手できますが、4 つも可能です。 DA公開手数料、決済契約手数料、ロールアップ実行手数料です。 4 番目に考えられる料金は、混雑時の混雑料金です。ユーザーは実行レイヤーに対して 1 つの料金を支払うだけで、モジュラー スタック内のすべてのレイヤーのコストがカバーされます。それでは、ユーザーの観点から料金体系がどのように見えるかを見てみましょう。

では、これは将来にとって何を意味するのでしょうか？

Celestia が、分散化と共有セキュリティを提供しながら、ロールアップ向けのより安価で高速なデータ可用性レイヤーであることが証明されれば、ロールアップでデータ可用性のためにこれがますます使用されるようになる可能性があります。現在、イーサリアムのセキュリティを使用するためにロールアップにかかるコストを考慮すると、Celestia でのロールアップの方がコストが安くなります。ただし、イーサリアムの輻輳の問題は、主に BLOB トランザクション、ステーキング、シャーディングなどで解決されようとしています。

MEVについてはどうですか？現在、ロールアップはソーターを利用してメモリプール内のユーザーのトランザクションを収集およびソートし、それらを実行して DA レイヤーに公開します。これは MEV に関する質問です。現在の実装では、発注者はほとんど集中化されているため、検閲に耐性がありません。現在の解決策はソーターを分散化することであり、これは現在のロールアップ計画の多くが行っていることですが、これには独自の問題が伴います。この問題を何らかの形で解決するもう 1 つの方法は、バリデーター リストとトランザクション リストの順序を分離することです。

まとめると、モジュラー スタックの各層は、トランザクション値を通じて収益を獲得します。ユーザーはネットワーク層でのトランザクションから価値を受け取り、トランザクション手数料を支払います。

橋渡し

前に説明したように、ロールアップに決済レイヤーがある場合、この決済レイヤーを介して他のロールアップへの信頼が最小化されたブリッジが設定されます。しかし、それがソブリン ロールアップである場合、または別のクラスターにブリッジしたい場合はどうなるのでしょうか?ロールアップ間の通信を見てみましょう。

通信を希望する 2 つのソブリン ロールアップの場合、実際には IBC と非常によく似たライト クライアント テクノロジを使用できます。ライト クライアントは、2 つのロールアップからブロック ヘッダーと、ロールアップで使用されるプルーフを p2p ネットワーク経由で受信します。これは、ロックとミント メカニズム (IBC など) またはリレーラーのバリデータの両方を通じて実現できます。 Cosmos SDK を使用してチェーンを構築すると、IBC と ICS を最大限に活用できるため、Tendermint または optimmint を使用してブリッジされたチェーンがよりシームレスになります。ただし、これには、両方のチェーンが互いのステート マシンを含み、ブリッジされたチェーンのバリデーターがトランザクションをログアウトする必要があります。他の通信手段も存在する可能性があります。たとえば、一部のライト クライアントで動作する 3 番目のチェーンを想像できます。上記では、ブリッジしたい 2 つのチェーンは、ブロック ヘッダーをデータ ストリームとしてストリーミングし、その後 2 つの決済層の関数としてストリーミングできます。あるいは、Cosmos チェーンを「クラスター間ロールアップ ハブ」として機能させ、チェーンのバリデーターがロールアップ条件に基づいてブリッジを操作できるようにすることもできます。 Axelar などのさまざまなサービスとしてのブリッジ チェーンもあります。

ただし、ブリッジングを容易にする最も簡単な方法は、同じ決済レイヤーを使用してロールアップを実行することです。これは、そのレイヤー上に信頼を最小限に抑えたブリッジングコントラクトがあるためです。

層間のブリッジは均一な流動性を可能にするため、非常に重要です。次に、共有状態を通じてプロトコルとレイヤーが相互に構成できるようにすることで、新たなレベルの相互運用性を実現します。状態共有とは、あるチェーンが別のチェーンを呼び出す機能を指します。これは特に興味深いものであり、特に ICS-27 のインターチェーン アカウントを使用できる機能です。

したがって、IBC のような相互運用性標準にはライト クライアントが不可欠であると結論付けることができます。したがって、Celestia ライト クライアントは、さまざまなクラスターでより安全なチェーン間の相互運用性を可能にします。 Celestia と IBC の接続に関しては、ガバナンスを利用して Celestia に接続されている特定のチェーンをホワイトリストに登録し、状態の爆発を制限する予定です。

エンドユーザー認証

過去数年間のさまざまなモノリシックおよびモジュラー設計アプローチは革新的であり、その構築に投入された才能の量は驚異的です。トレードオフの中には、私たちの分野にかなり長い間存在してきた根本的な問題があります。この問題の中心は、エンド ユーザーとそのニーズの認証であると私たちは考えています。

さまざまな設計のさまざまなトレードオフについて、際限なく議論することができます。しかし、最終的には、エンドユーザー認証の可能性が重要かどうかという問題に帰着するでしょう。多くの設計上のトレードオフ (ブロック サイズなど) はフル ノードを実行する利便性を中心に展開されており、DAS はライト クライアントをフル ノードと同等の「第一級市民」にします。

このように考える基本的な前提は、ユーザーが「第一級国民」であることを重視しているということです。ユーザーはライト クライアント/フル ノードを実行することでチェーンを簡単に検証できますが、それは検証することを意味するものではありませんし、その機能を評価することも意味しません。

このアプローチを支持する議論は非常に単純です。ユーザーが検証を気にしないのであれば、一元化されたデータベースを実行した方がよいでしょう。分散化は効率性を犠牲にすることが多いため、常に効率的になります。したがって、私たちが暗号プロトコルを構築する理由は、エンドユーザーが計算を検証できるようにするためです。

反論は、ネットワークが十分に分散化されている限り、エンドユーザーの検証自体は問題ではない、というものです。ユーザーエクスペリエンスが良ければ、ユーザーはそれを気にしません。エンドユーザー認証がどれほど重要であるかについて、明確な答えはありません。しかし、エンドユーザーがブロックチェーン ネットワークを検証できることは価値のある目標であり、多くの人がこの分野で構築を進めている理由であると私たちは信じています。

モジュラースタックの未来

このセクションは、Celestia 上に構築されたモジュラー スタックが将来どのようになるかを想像する方法を目的としています。モジュラースタックの見方と、表示される可能性のあるレイヤーの種類について、アーキテクチャの概要を説明します。

以下は、モジュラースタックで機能できる多くの可能なレイヤーの図です。これらはすべて Celestia を使用してデータを取得するという共通点があります。 OR ロールアップや ZK ロールアップなど、決済層の機能を持たないさまざまなソブリン ロールアップが登場する可能性があります。 Cevmos を決済層として使用するロールアップや、さまざまなアプリケーション チェーンも登場する可能性があります。他のタイプの決済層が出現する可能性もあります。これらの決済層は制限されている場合があります。つまり、ブリッジングとロールアップのためだけに契約を事前に設定するか、ガバナンスに依存して契約をホワイトリストに登録します。

図の右側には他の非ネイティブ決済チェーンがあり、一部のロールアップはその流動性と決済機能を利用することもできますが、決済レイヤーにトランザクション データの認証を提供するために Celestia に依存しています。

これらすべてのクラスターは、さまざまなブリッジング サービスを通じて接続されます。

ここに表示されていないのは、RPC エンドポイントや API など、Celestia のさまざまな機能に簡単にアクセスできるように構築されるすべてのインフラストラクチャです。