チェーン抽象化のパノラマ：分類、階層、完全な実装

著者：Carlos Maximiliano Cano、 Ethan Francis, Particle Network; 翻訳：0xjs@GoldenFinance

はじめに

2024年チェーン抽象化バーティカルは指数関数的に成長しており、業界全体のチームが共通の目標に向かって取り組んでいます。それは、マルチチェーンで断片化されたエコシステムにおいて、Web3のユーザーエクスペリエンスを簡素化することです。

ブロックチェーンにおける断片化は、技術的、経済的、文化的なレベルで深く根付いています。その結果、チェーンの抽象化を単一の普遍的なソリューションによって全体的に実現することはできません。これは技術の初期段階でも明らかで、チェーンの抽象化に関する複数の標準、アプローチ、理解が存在し、そのすべてがチェーン間で異なる摩擦要素に対処しています。

本稿では、チェーンの抽象化手法の既存の分類を拡張します。そして、ユーザーエクスペリエンスの異なるレイヤーという概念を導入し、ユーザーの視点からチェーンの抽象化をより完全に実現する方法を説明します。また、異なるレイヤーのそれぞれの長所と短所を掘り下げ、チェーンの抽象化の完全な実装を作成するために、それらを組み合わせて利用する最善の方法を調べます。

レビュー：チェーンの抽象化に対するさまざまなアプローチ

チェーンの抽象化スタックに関する前回の調査では、Web3の断片化に対処することを目的としたすべてのソリューションを3つのアプローチに分類しました：

• Comprehensive approach:包括的なアプローチ。>複数のチェーン抽象化の課題に同時に取り組むインフラを含みます。これらの課題とは、チェーン間のコミュニケーション、ガスの抽象化、流動性の統一などです。統合的アプローチは、NEAR、Particle Network、PolygonのAggLayerなどのプロジェクトが先導している。このアプローチを採用するプロジェクトは、冒頭で定義した「チェーン抽象化の完全な実装」を目指している。

• オーケストレーション（Orchestration）：2番目のアプローチは、開発者が単一のユーザーレベルのシグネチャを通して、異なるチェーン操作の実行と管理を調整するアプリケーションを構築することを可能にします。Agoric、Skip、Socketなどがこのカテゴリーの革新的なプロジェクトである。AgoricやSkip、Socketはこのカテゴリの革新的なプロジェクトです。このアプローチをとるプロジェクトは通常、チェーン抽象化のアプリケーションレベルの実装を作成することを目的としています。LayerZeroやHyperlaneのようなプロトコルが探求しているそのような問題の1つは、ブロックチェーン間でオーケストレーションされた包括的なソリューションの実行を可能にするクロスチェーン・メッセージングです。

異なるチェーン抽象化手法

次に、SynthesisとOrchestrationソリューションがそれぞれの目標を達成するさまざまな方法と、（ユーザーの視点から）チェーン抽象化エクスペリエンスを作成するさまざまなレベルを探ります。また、異なるレベル間の関係や、異なるレベルがどのように相互運用し、相乗効果を見出すかについても掘り下げます。

マルチレイヤーモデルを紹介するのに便利なコンテキストを提供するため、CAKEフレームワークを簡単に振り返ってみましょう。

CAKEフレームワーク：チェーンの抽象化を重ねる

フロンティア・リサーチが開発したCAKEフレームワークは、チェーンの抽象化ソリューションを整理し、統一するための体系的なアプローチを提示しています。これは3つの主要なレイヤーで構成されています：ライセンスレイヤー、ソルバー（Solver）レイヤー、決済レイヤーです。

アプリケーション層には、チェーン抽象化スタック上に構築されたさまざまなアプリケーションが含まれます。ライセンシングレイヤーは、アカウント抽象化、インテント、鍵管理ソリューションなどのアカウントおよび実行レイヤーのテクノロジーを指します。ソルバー層は、インテントの分解とクロスチェーンロジックの実行、およびその他の関連機能を容易にします。最後に、決済レイヤーにはDAレイヤー、ブリッジ、プレディケーター、その他の基盤技術が含まれます。フレームワークの各レイヤーはチェーンの抽象化を促進し、完全な実装の集合的なプレゼンテーションを可能にします。

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連鎖抽象化のためのCAKEフレームワーク

CAKEフレームワークと連鎖抽象化を実装するさまざまな方法を組み合わせることで、ユーザーエクスペリエンスに対するさまざまなソリューションと相互関係を分類するためのメンタルフレームワークを作成できます。ユーザーエクスペリエンスとそれらの相互関係を分類するための精神的な枠組みを作ることができます。

チェーン抽象化の異なるレベル

チェーン抽象化ソリューションのユーザープロセスには、3つの異なるタイプがあります：

1. ブロックチェーンレベルのチェーン抽象化。開発者やエンドユーザーから最も遠いスタック。このレベルでは通常、セキュリティ、クロスチェーン・メッセージング/ブリッジング、その他の属性を共有することに合意したネットワークやチェーンの集まりが含まれ、ブロックチェーン間の移行を容易にしたり、場合によっては状態を共有したりすることができる。例としては、PolygonのAggLayerや、ある程度はIBCをサポートするCosmosエコシステムなどがある。

2.アカウントレベルのチェーン抽象化。アカウントレベルで適用されるチェーン抽象化は、ユーザーアカウントのチェーン全体にわたって状態（アカウント設定、残高など）を統一するための、共通の低リフトメカニズムを提供します。アカウントレベルのチェーン抽象化は、特にエンドユーザーを対象としており、アカウント抽象化に触発されています。

3.アプリケーションレベルのチェーン抽象化。純粋にアカウントレベルまたはブロックチェーンレベルのチェーン抽象化（場合によってはその両方）によってチェーン間でアカウント状態を共有しても、アプリケーション開発者の問題は解決しません。このレベルのチェーン抽象化によって、開発者はチェーン間のトランザクションとインテント実行を、dAppの単一の署名を通して直接シームレスに実装する柔軟性を得ることができます。

それでは、上記で取り上げたさまざまなレベルとその意味を詳しく見ていきましょう。

ブロックチェーンレベル チェーン抽象化 (包括的)

ブロックチェーンレベル チェーン抽象化は、チェーン自体の経験の基礎として、チェーンの抽象化を実装します。そのため、技術的にもユーザー的にも最も包括的なレベルです。

このタイプのチェーン抽象化には、セキュリティやブリッジなどの属性を共有するさまざまなオプトインブロックチェーンの集約が含まれます（たとえば、PolygonのAggLayerやIBC対応のCosmosブロックチェーンなど）。このアプローチの実装は、アカウントベースのチェーン抽象化など、スタックの上位部分を非常に容易にします。セキュリティ保証だけでなく、効率的なクロスチェーン・メッセージングを提供するからです。このため、このアプローチは同じエコシステム内のチェーンにとって理想的で、統一されたブリッジングソリューションとセキュリティ保証を持つことができる。 PolygonのAggLayerはブロックチェーンレベルのチェーン抽象化の一例であり、チェーングループからzkプルーフを集約し、決済のためにイーサに一律に提出する。

しかしながら、チェーン抽象化の主な課題の1つは、アーキテクチャ、経済性、セキュリティの違いにより、異なるエコシステム下のチェーン間で調和された通信やブリッジング標準がないことです。他のエコシステムは遅れているかもしれないが、CosmosエコシステムのIBCのようなプロトコルは、すでにそのような統一された通信を可能にしている。ブロックチェーンレベルのチェーン抽象化は、エコシステムを統一し、このピアリングの欠如に対処することを目指していますが、上記の理由から、複数の主要エコシステム（例えば、ソラナやイーサ）が同じソリューションで採用する可能性は低いでしょう。

ブロックチェーンレベルのチェーン抽象化は、チェーン抽象化の理想を実現するために必要なものではありませんが、上述のように、特にアカウントレベルのチェーン抽象化と組み合わせて使用される場合、ユーザーエクスペリエンスに大きく貢献します。以下の図は、ブロックチェーンレベルのチェーン抽象化における様々なチェーンの相互作用を表しています。

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ブロックチェーンレベルのチェーン抽象化の設計

アカウントレベルのチェーン抽象化（包括的）

ブロックチェーンレベルのチェーン抽象化は、ブロックチェーン間のピアツーピアインフラストラクチャの欠如を解決しますが、ブロックチェーンレベルのチェーン抽象化は、ブロックチェーン間のピアツーピアインフラストラクチャの欠如を解決します。の問題を解決し、完全なチェーン抽象化の基礎を築きますが、アカウントレベルのソリューションはユーザーレベルの断片化に対処します。

これらのソリューションは、シームレスなチェーン間の相互作用のための共通のメカニズムをユーザーに直接提供し、共有アカウント状態を実装し、エコシステム全体で資産を移転するさまざまな方法を提供します。Particle Networkのユニバーサルアカウントなど、アカウントレベルのチェーン抽象化の多くの実装は、すべてのユーザー間で残高とアドレスが一定のままであるため、所定のアプリケーションが構築されている基礎となるブロックチェーンが、ユーザーから独立したインフラストラクチャの詳細となるようなエクスペリエンスを生み出すことを目指しています。

アプリケーションはアカウントベースのチェーン抽象化を使用することを選択しなければなりませんが、一般的にプログラミングの拡張はほとんどありません。これらのソリューションは、クロスチェーンの移動と調整を個別に処理する傾向があり、特定のアプリケーションと相互作用するエンドユーザーのみに影響し、アプリケーション自体には影響しません。

アカウントベースのチェーン抽象化とブロックチェーンベースのチェーン抽象化の両方は、別々に、または互いに協調して、チェーン抽象化の重要な部分に対処する「統合」ソリューションと見なすことができます。しかし、先に述べたように、チェーン抽象化の完全な実装は、統合されたソリューションと中間的なソリューションの組み合わせによって近似することができる。これがアプリケーションレベルのチェーン抽象化の出番です。

アプリケーションレベルのチェーン抽象化

最後に、開発者に最も近いアプリケーションレベルのアプローチとして、アプリケーションチェーンの抽象化 (オーケストレーション) が存在します。Orchestrationは、開発者が複数のチェーンとエコシステムにまたがるアプリケーションをシームレスに(そして多くの場合、ユーザーの知らないうちに)構築できるようにすることで、このギャップに対処します。事実上、これは様々なチェーンにまたがって非同期で長時間実行されるビジネスロジックを実行し、オンチェーンコンポーネントのコンポーザビリティを最大化することを目的としている。 Agoric、Skip、Socketなどのプロジェクトは、アプリケーションチェーンの抽象化に焦点を当てています。

アプリケーションレベルのチェーン抽象化ツールの一例として、AgoricのOrchestration APIがあります。これは、エンドユーザーからの単一の署名でクロスチェーンのトランザクションフローを実行するためのコントラクトとAPIを開発者に提供します。これにより、複雑なクロスチェーンのワークフローや操作を追加することなく行うことができ、異なるブロックチェーンとやり取りするプロセスを簡素化された一連の呼び出しに抽象化することで、開発者のエクスペリエンスを簡素化します。

アプリケーションチェーン抽象化は、アカウントレベルチェーン抽象化とともに実装することもでき、開発者はこれらのソリューションの利点を単純化して、チェーン抽象化の完全な実装を作成することができます。

アプリケーションのためのチェーン抽象化ソリューションの設計

異なる階層間の関係

チェーン抽象化の完全な実装複数のチェーン間の摩擦を完全になくすためには、多階層のソリューションが一緒に機能する方法が必要です。これは必然的に層間のモジュール関係の形成につながります。

これらの関係は、アカウントレベルとアプリケーションレベルのチェーン抽象化の相乗効果によって、さらに理解することができます。上で紹介したソリューションを例にとると、開発者がParticle NetworkのソリューションとAgoricのソリューションの両方を使用することで、ユーザーが両方のツールから得られる機能を最大限に活用できることがわかります。

次の図は、チェーン抽象化の完全な実装を達成するために、これらのソリューションがどのように連携しているかを示しています:

アプリケーションレベルおよびアカウントレベルのチェーン抽象化を含む、チェーン抽象化への多層アプローチ

注意すべき点は以下のとおりです。このセットアップでは、ブロックチェーンレベルのチェーン抽象化はオプションになりますが、可能な限り実装する必要がある重要なソリューションになります。ブロックチェーンレベルのチェーン抽象化は、アカウントレベルとアプリケーションレベルの摩擦を減らすために存在し、それらが直接対処できない摩擦は、ブロックチェーンを統一することで解決できます。

レイヤードチェーン抽象化の実例：Agoric + Particle Network

前述のように、アカウントレベルのチェーン抽象化とアプリケーションレベルのソリューションは、複数のブロックチェーンにまたがるユーザーとのやり取りやトランザクションを抽象化するために密接に連携することができ、Web3の全体的なエクスペリエンスを向上させることができます。

ここで、Particle NetworkのCommon AccountとAgoric APIを使用して、ソリューションを構築する方法とその潜在的なユースケースを検証してみましょう。

• Particle Networkの共通アカウントは、エンドユーザーにとって主要なインターフェイスおよびインタラクションポイントとして機能します。ユーザーは、既存のウォレットに接続するだけで、これらのアカウントを作成し、アクセスすることができます。ユニバーサルアカウントでは、アプリケーションの基礎となるチェーンは、ユーザーとチェーンとの相互作用から独立しています。

• アゴリックのオーケストレーションAPIは、チェーン上の指示を管理する簡単なAPIコールを提供することで、開発者がアプリケーションレベルでシームレスなマルチチェーン取引シーケンスを簡単にプログラムできるようにします。これには、どのコントラクトとやり取りするか、どのメッセージを送信するか、その操作を管理するために必要な中間ステップを決定することが含まれます。

アプリケーションレベルのソリューションとアカウントレベルのソリューションの両方を使用することで、ユーザーはブロックチェーン操作の技術的な詳細よりも目標に集中することができ、開発者はクロスチェーン相互作用のニュアンスに対処するよりも、ユーザーへのサービスに特化したプロセスの構築に集中することができます。

この複合ソリューションは、以下のようなさまざまなユースケースに使用できます：

Multichain Asset Manager

Multichain Asset Managerは、取引所のような集中型プラットフォームの使用と同様に、ユーザーが複数のブロックチェーンにわたって資産とやり取りする方法を簡素化します。アカウントベースのチェーン抽象化とアプリケーションチェーン抽象化の適切な組み合わせは、完全にオンチェーンでの取引所のシームレスなエクスペリエンスを再現することができます。ユーザーの視点に立てば、複雑なマルチチェーンの取引フローや交換を実行したり、あらゆるブロックチェーン上でホストされているスマートコントラクトとやり取りしたりすることができるようになり、その代わりに、多面的なオンチェーン操作を実行するためのシンプルでWeb2のようなインターフェイスが表示されるようになります。

IBCでのログイン

アプリケーションチェーンとオフチェーンサービスの両方をカバーする、ブロックチェーン間通信プロトコル（IBC）エコシステムに合わせたシングルサインオンと認証モデルです。イーサネット改善提案4361とチェーン非依存改善提案122に触発されたこのようなソリューションは、IBCに接続されたアプリケーションまたはプロトコルのログインプロセスを簡素化し、統一されたアカウントベースのUIとユーザーフレンドリーな対話ポイントを提供する一方で、安全性と分散性を維持します。

これにより、ユーザーは自分のアカウントにログインし、アプリケーションチェーンの抽象化により再認証することなく、ジェネリックを使用してIBCエコシステム内の複数のアプリケーションに一度だけアクセスできるようになる。このコンセプトを拡張すると、セッション管理ロジックを実装して、異なるIBC対応ブロックチェーン上のアプリケーション間を移動する場合でも、ユーザーのログインを維持することができる。

DeFi アグリゲーター

運用の複雑さを最小限に抑えたアグリゲーターを構築することも可能で、ユーザーは複雑なロジスティクスの実行よりも収益の最大化に集中することができます。このアプローチは、異なるアセットとDeFiポリシーに対する単一のコントロールポイントを提供し、オタクがDeFiを使うのを躊躇させる技術的障壁を取り除くことで、ユーザーエクスペリエンスを向上させます。チェーン抽象化の両レベルを活用するため、この製品には複数のチェーンにまたがる複雑な取引戦略を組み込むこともできます。

例えば、DeFiアグリゲーターを使用すると、ユーザーは所定のチェーン上で交換を開始し、受け取った資産を別のチェーン上のプールに展開することができます。

最近Agoricによって提案されたモビリティクロスチェーンフロー。span>

マルチチェーン・ガバナンス・プラットフォーム

マルチチェーン・ガバナンス・プラットフォームは、複数のブロックチェーンにまたがるトークンの投票と誓約のための安全で透明なシステムを提供することができます。ユーザーの身元を確認するための強力なオンチェーン認証を保証し、オンチェーンおよびオフチェーンの投票への参加を容易にします。資産とIDをシームレスに管理するParticleのUniversal Accountと、効率的なクロスチェーン運用を実現するAgoricのOrchestration APIを組み合わせることで、開発者は、参加管理、投票の表示、提案の閲覧、ガバナンストークンの残高の追跡などを簡単に行えるユーザーフレンドリーなインターフェースを設計できます。

チェーン抽象化の完全な実装

この記事で詳述したように、チェーンの抽象化は、複数のアプローチ間、あるいは同じアプローチ内の異なるレベル間のコラボレーションと相乗効果を必要とする目標です。ここで紹介する分類モデルと、ParticleのUniversal AccountやAgoricのOrchestration APIなどのツールを組み合わせて生成したアプリケーションの例は、チェーンの抽象化によってもたらされる具体的な利点を例証するものです。

上記の調査は、より統一されたユーザーフレンドリーな環境を作るためのWeb3の進化と、クロスチェーンのユーザーエクスペリエンスを向上させるために使用できる戦略の多様性を最も重要な点として強調しています。それぞれの抽象化レイヤーは独自の機能を果たすだけでなく、他のレイヤーを補完し、ユーザーのやり取りが簡素化され、ブロックチェーンの相互運用性の根底にある複雑さが抽象化された、包括的なエコシステムを実現します。

この記事が、チェーンの抽象化、そのパノラマ、分類、レイヤー、完全な実装について理解を深める助けになれば幸いです。