モジュール性に関する記事：ブロックチェーンのパフォーマンス・ボトルネックに対するプラグイン可能なソリューション

Source:Gryphsis Academy

TL; DR

1. Monolithic blockchainは、データストレージからトランザクションの検証など、ネットワークのすべてのレベルを独立して引き受ける、その包括性で知られている。一方、モジュール型ブロックチェーンは、ブロックチェーンの異なる機能を独立したモジュールに分離することで、「不可能な三角形」の問題をある程度解決し、特定の機能においてパフォーマンスサポートとスムーズなユーザー体験を提供することができます。

2. イーサは、スマートコントラクトをサポートする最初のブロックチェーンプラットフォームとして、モジュール設計のための肥沃な土壌を提供しています。ブロックチェーン技術が進化するにつれ、ビットコインのエコシステムも、プライバシー保護の改善、より効率的なトランザクション処理、スマートコントラクト機能の強化など、より高度な機能を可能にする新しいモジュールを追加することで、モジュール化の可能性を模索し始めています。

3. モジュール技術は、より「強化された」プラグイン可能な製品の考え方を表しており、将来的には、レゴブロックのように簡単にサービスや機能をプラグインしたり、取り外したりできる、より柔軟でカスタマイズ可能なブロックチェーンソリューションが登場するでしょう。この柔軟性により、開発者は特定のアプリケーション・シナリオのニーズに基づいてブロックチェーン・ソリューションを迅速に構築し、展開することができます。="font-size: 14px;">source: celestia.org

   モジュラー・ブロックチェーンを探求する際には、まずモノリシック・ブロックチェーンの概念を理解することが重要です。ビットコインやイーサなどのモノリシックチェーンは、データの保存からトランザクションの検証、スマートコントラクトの実行に至るまで、ネットワークのあらゆる側面を独立して担う包括的なチェーンとして知られています。このプロセスにおいて、モノリシックチェーンはあらゆる側面に手を出すゼネラリストの役割を果たしています。

   イーサを例にとると、成熟したモノリシック・ブロックチェーンは、一般的に4つのアーキテクチャに大別できます：

   • Execution Layer（実行層）

   • Settlement（決済層Layer）

   • Data Availability Layer（DA Layer）

   • Consensus Layer（Consensus Layer）

   以下の図は、ブロックチェーン上の簿記を球技に例えて、各レイヤーを詳細に説明しています。

   

   このアナロジーによって、ブロックチェーンのさまざまなアーキテクチャがどのように連携しているかをより明確に理解することができます。モノリシック・ブロックチェーンは、同じチェーン上で実行されるすべての機能を集中管理するものであるのに対し、モジュラー・ブロックチェーンは、ブロックチェーンシステムを複数の専門化されたコンポーネントまたはレイヤーに分解し、それぞれがコンセンサス、データの可用性、実行、決済などの特定のタスクに対処する責任を負う、新しいタイプのブロックチェーンアーキテクチャです。

   モジュラー型ブロックチェーンは、それぞれの分野の深堀りや技術革新に注力する専門家集団のようなものです。この集中力により、モジュラー型ブロックチェーンは特定の機能において優れたパフォーマンスとユーザーエクスペリエンスを提供することができ、例えば、低コストでより高速なトランザクション処理を提供することができます。

   ノードアーキテクチャの観点から見ると、モノリシックチェーンは、ブロックチェーン全体のデータのコピーをダウンロードして処理しなければならないフルノードに依存しています。これは、ストレージとコンピューティング・リソースに高い要求を課すだけでなく、ネットワークが拡張できる速度も制限します。対照的に、モジュール型ブロックチェーンは、ブロックヘッダ情報を処理するだけでよいノードライト設計を採用しているため、取引速度とネットワーク効率が大幅に向上します。

   モジュラー型ブロックチェーンの大きな利点は、柔軟性と協調性です。非中核的な機能を他の専門家に委託することができ、相乗効果によって全体的なパフォーマンスが大幅に向上する。この設計思想はレゴブロックに似ており、開発者は異なるモジュールを自由に組み合わせて、プロジェクトのニーズに基づいて多様なソリューションを生み出すことができます。

   モノリシックチェーンは、グローバルな制御、セキュリティ、安定性という点で利点がある一方で、スケーラビリティ、アップグレードの難しさ、新たな需要への適応という課題も抱えている。一方、モジュラー型ブロックチェーンは、高い柔軟性とカスタマイズ性で際立っており、新しいブロックチェーンの作成と最適化のプロセスを簡素化します。

   しかし、モジュラー型ブロックチェーンは独自の課題にも直面しています。その複雑なアーキテクチャは、設計、開発、メンテナンスの面で開発者の負担を増加させます。新興技術であるモジュラー型ブロックチェーンは、まだ包括的なセキュリティテストや市場の変動を受けておらず、長期的な安定性と安全性をさらに検証する必要があります。

   2.なぜモジュラー型ブロックチェーンなのか

   なぜモジュラー型ブロックチェーン技術がこれほど注目され、「将来のトレンド」として予測されているのでしょうか？これは、ブロックチェーン分野で有名な「不可能三角形」理論と密接な関係があります。

   

   ソースはこちら。chainlink

   ブロックチェーンの「インポッシブル・トライアングル」とは、ブロックチェーン・ネットワークがセキュリティ、分散化、スケーラビリティという3つのコア属性を同時に最適化することの難しさを指しています。

   • スケーラビリティは、ネットワークが大量のトランザクションを処理する能力と、ユーザーとトランザクションの量が増えても効率的かつ費用対効果の高い運用ができる能力に関するものです。これは通常、TPS（1秒あたりのトランザクション）とレイテンシー（トランザクションが確認されるまでの時間）によって測定されます。

   • セキュリティは、ブロックチェーンネットワークを攻撃から守るためのコストと難易度に関連します。例えば、ビットコインのPOWメカニズムでは、攻撃者がネットワークの演算能力の51%以上を保持する必要があり、イーサのPOSメカニズムでは、ノードの!以上が共謀する必要があります。

   • 非中央集権は、ネットワークが単一の中央ノードに依存することなく、多数のノードにまたがって運営されていることを表しています。

   インポッシブル・トライアングルの核となる考え方は、ブロックチェーン・システムが3つの特性すべてを最適化することは非常に難しいということです。例えば、数あるパブリックチェーンの中でも、ビットコインとイーサは、その広いノード分布と十分なノード数により、分散化とセキュリティの点で際立っています。

   しかし、これらはある程度のスケーラビリティを犠牲にしているため、トランザクションが遅くなり、トランザクション手数料が高くなります。ビットコインのブロックアウト時間は約10分、イーサのTPSは約13、イーサのトランザクション手数料は、トランザクション量が急増すると数百ドルに達することもあります。

   このような背景から、モジュール型ブロックチェーン技術が登場しました。これは、異なる機能を専門モジュールに割り当てることで、従来のパブリックチェーンのスケーラビリティと取引コストの課題に対処するものです。例えば、ビットコインのライトニング・ネットワークやイーサのロールアップ技術は、いずれもモジュール化のアイデアを具現化したものです。

   モジュール型ブロックチェーンの利点は、各層を特定のニーズに合わせて最適化できるレイヤーアーキテクチャです。データレイヤーはデータの保存と検証に集中でき、実行レイヤーはスマートコントラクトのロジックを処理できます。この分離はパフォーマンスと効率を向上させるだけでなく、異なるブロックチェーン間の相互運用性を促進し、オープンで相互接続されたエコシステムを構築する基盤を提供します。

   まとめると、モジュラー型ブロックチェーン技術は、従来のパブリックチェーンの限界に対処する新しい方法を提供します。分散化とセキュリティを維持しながら、より高いスケーラビリティと低い取引コストを実現しており、ブロックチェーン技術の幅広い応用と長期的な発展にとって、広範な意義があります。

   3.Modular Blockchain Track-Project Analysis

   Modular Blockchainは、そのアーキテクチャーの特徴に基づいて、さまざまなタイプに分けることができます。これらのタイプのうち、データ可用性レイヤーとコンセンサスレイヤーは、その緊密な相互依存性のために、しばしば統一された全体として設計される。というのも、ノードが取引データを受け取ると、通常、同時に取引の順序も決定されるためであり、これがブロックチェーンのセキュリティと改ざん可能性の核心である。

   この設計原則に基づき、モジュール型ブロックチェーンのさまざまなプロジェクトを、それぞれ実行層、データ利用可能層、コンセンサス層と決済層という観点から理解することができます。

   

   3.1 実行レイヤー

   レイヤー2テクノロジーは、ブロックチェーンアーキテクチャにおける実行レイヤーの拡張として、モジュラーブロックチェーンのコンセプトを具現化したものです。これは、基礎となるブロックチェーンの上にオフチェーンのネットワーク、システム、またはテクノロジーを構築することで、メインチェーンのスケーラビリティを向上させるものです。

   レイヤー2のソリューションは、基盤となるブロックチェーンのセキュリティと分散型の性質を維持しながら、より高速でコスト効率の高いトランザクション処理を可能にします。0xning氏によって作成されたduneダッシュボードに基づくと、イーサリアムエコシステム上でレイヤー2の検証と清算に消費されるガスの割合は平均10%未満であり、ユーザーは取引コストを大幅に節約できることがわかります。

   

   ソース：https://dune.com/0xning/ethereum-gas-war

   Rollup technologyは現在、レイヤー2の最も主流なソリューションであり、そのコアコンセプトは「オフチェーンでの実行、オンチェーンでの検証」です。

   オフチェーン実行

   ロールアップモデルでは、トランザクションはオフチェーンで実行され、基礎となるブロックチェーンはスマートコントラクトの取引証明を検証し、元のトランザクションデータを保存する責任を負うだけです。この設計により、メインチェーンの計算負荷が大幅に軽減され、ストレージ要件が削減されるため、より効率的なトランザクション処理が可能になります。

   さらにコストを削減するために、Rollupはトランザクションのパッケージング技術を採用している。これは物流における商品の統合に例えることができ、各アイテムを個別に送ると高い輸送コストがかかります。ロールアップの技術は、複数のトランザクションを1つの「出荷」にまとめてパッケージ化することで、各トランザクションのコストを劇的に削減します。

   オンチェーン認証

   オンチェーン認証は、レイヤー2ネットワークのセキュリティの鍵であり、基礎となるブロックチェーン上の潜在的な不一致を解決するために暗号的証明を提供する必要があります。現在、2つの支配的な証明メカニズムはProof of ErrorとProof of Validityであり、それぞれOptimistic RollupsとZK Rollupsを支えています。

   Optimistic RollupsのProof of Error

   Optimistic Rollupsは、楽観的な仮定を使用します。ロールアップは、明確なエラーの証拠がない限り、デフォルトですべてのトランザクションが有効であるという楽観的な仮定を使用する。このモデルはチャレンジ期間中の不正の証明（詐欺の証明）に依存しており、ネットワーク参加者は誰でもスマートコントラクトの状態に異議を唱える証明を提出できるため、ネットワークの公平性と透明性が確保されます。

   L2BEATによると、現在、Arbitrum、OP、Base、Blastなど、Optimistic Rollupsメカニズムを使用する16のレイヤー2がある。

   

   Source.l2beat.com

   ZK Rollupsにおける有効性の証明

   Optimistic Rollupsとは異なり、ZK Rollupsは、すべての取引が受け入れられる前に有効性の証明を受けなければならないことを要求することで、より慎重なアプローチを取っています。この証明メカニズムは検証プロセスに似ており、レイヤー2ネットワーク内のすべてのトランザクションと計算が正確であることを保証します。

   要するに、有効性の証明はZK-Rollupsの要であり、トランザクションの各バッチが対応する証明を伴うことを要求し、その結果、基礎となるブロックチェーン上のスマートコントラクトが状態の変更を検証し承認できることを保証する。各トランザクションは厳格な有効性検証に合格しなければならないため、検証ノードに対して、ZK Rollupsはエラーゼロの決済メカニズムを提供します。

   L2BEATによると、現在、Linea、Starknet、zkSyncなど、ZK Rollupsメカニズムを使用する11のレイヤー2が存在する。

   

   Source.l2beat.com
   

   3.2データ・アベイラビリティ・レイヤーとコンセンサス・レイヤー

   3.2.1Celestia

   

   モジュール型ブロックチェーン分野のパイオニアであるCelestiaは、基本的にdAppsとRollupの開発に強固な基盤を提供するデータ可用性レイヤーです。Celestiaのデータ可用性とコンセンサスレイヤーにデプロイすることで、アプリ開発者は実行ロジックの最適化に集中し、データ可用性とコンセンサスメカニズムの複雑さはCelestiaに任せることができます。

   Celestiaのアーキテクチャは、モジュラースケーリングのための多様なソリューションを提供するように設計されており、3つの主要なアーキテクチャのタイプがあります。

   1. Sovereign Rollup:Celestiaは、次のように設計されています。データの可用性とコンセンサスレイヤーを提供し、決済レイヤーと実行レイヤーはそれぞれのソブリンチェーンによって独立して実装される。

   2. 決済ロールアップ（例：Cevmosプロジェクト）： Celestiaが提供するDAレイヤーとコンセンサスレイヤーをベースに、Cevmosは決済レイヤーのサービスを提供し、アプリケーションチェーンは実行レイヤーの役割を引き受けます。

   3. Celestium：データ可用性レイヤーはCelestiaによって処理され、コンセンサスと決済レイヤーはイーサネットの強力なネットワークに依存し、アプリチェーンは引き続き実行レイヤーに集中します。

   

   Celestia は、データストレージのコストを大幅に削減し、ストレージ効率を最適化する革新的なテクノロジーを数多く採用しています。

   消去コード技術

   Celestiaの革新的な技術の1つは、消去コードの使用です。ムスタファ・アルバサン（Celestiaの創設者の一人）とヴィタリック・ブテリン（Vitalik Buterin）が共著した論文「Data Availability Sampling and Fraud Proofing（データの可用性サンプリングと不正防止）」では、新しいアーキテクチャのアイデアが提案されており、フルノードがブロックの生成を担当し、ライトノードがブロックの検証を担当します。Corrective Coding技術は、データ転送プロセスに冗長性を導入することで、最大50％のデータ損失が発生した場合でも、元のデータブロックを完全に復元できることを保証します。

   このメカニズムは、ブロックデータの100パーセントの可用性を確保するために、ブロック生産者はブロックデータの50パーセントだけをネットワークに公開すればよいことを意味します。悪意のある生産者がブロックの1%を改ざんしようとした場合、実際には50%全体を改ざんする必要があり、そのコストは大幅に増加します。

   データ可用性サンプリング

   Celestiaは、データ可用性サンプリング（DAS）を導入することで、ブロックチェーンのスケーラビリティの問題に対処します。class=""list-paddingleft-2">

4. ランダム・サンプリング：ライトノードはブロックデータのランダム・サンプリングを複数回実行し、毎回ブロックデータの一部のみをリクエストします。

5. 信頼性を徐々に高める：ライトノードがサンプリングのラウンドを重ねるにつれて、データの可用性に対する信頼性が徐々に高まります。

6. 信頼度のしきい値に達する:ライトノードがサンプリングによってあらかじめ設定された信頼度（たとえば99%）に達すると、そのブロックのデータが利用可能であると仮定します。

このメカニズムにより、ライトノードはブロックのデータ全体をダウンロードすることなく、ブロックのデータの可用性を検証することができ、ブロックチェーンのデータの完全性と可用性を確保することができます。その結果、TPS（1秒あたりのトランザクション数）が大幅に増加しました。

3.2.2 EigenLayer

EigenDAはセキュアで高スループットの分散型データ可用性サービスであり、EigenLayerで開始された最初のアクティブ検証サービス（AVS）です。 AVSは、EtherNet上の何千ものノードオペレータの中から選ばれたノードオペレータのグループであり、自身の仕事（EtherNet上のコンセンサス検証の責任者）に加えて、追加のプライベートな仕事（コンセンサス検証の必要性があるロールアップのようなネットワークにサービスを提供する）を引き受け、EigenLayerによってコミュニティにサービスを提供するために使用されます。(コンセンサスバリデーションが必要なロールアップのようなネットワークにサービスを提供する)ことで、余分なお金を稼ぐことができます。

リプレースされたイーサの数が増え、将来的にさらに多くのAVSがEigenLayerのエコシステムに参加すれば、RollupsはEigenLayerのエコシステムにおいて、より低いトランザクションコストとより高いセキュリティコンポーザビリティを達成できるようになるでしょう。

EigenLayerはEtherベースのリペッジプロトコルであり、Etherコンセンサスレイヤーの誓約者をバリデーターとして活用します。同時に、イーサの信頼ネットワークを強化し、イーサの価値と影響力を高めます。

アーキテクチャの面では、EigenDAはレイヤー2が提出した状態データを検証するためにZK技術を使用し、コンセンサスを保証するためにETHをRestakingすることで安全性を確保したEigenDAネットワークが最終的な確実性を担い、最終的にレイヤー2の状態データがメインのEtherNetに提出・保存されます。このように、EigenDAはCelestiaのような競争相手ではなく、メインのEtherNet上のDAサービスの検証および最終的な決定性の側面の下請け業者に相当します。

3.2.3 Avail

Avail は、2023年6月にPolygonチームによって発表された、モジュール式のブロックチェーンプロジェクトです。モジュラー・ブロックチェーン・プロジェクトで、今年3月にPolygonから独立し、別の事業体として運営されています。Availは現在テストネット上で稼働しており、少し前にドラゴンフライとサイバーファンドが共同主導する4300万ドルのシリーズAラウンドの資金調達を終えたばかりです。

Availのコアアーキテクチャは、Avail DA、Avail Nexus、Avail Fusionで構成されています。Avail Fusionは、Celestiaのような各ブロックチェーンにDAサービスを提供するモジュール式のデータ可用性レイヤであり、Avail Nexusは、CosmosのIBCプロトコルに似た標準化されたクロスチェーンのメッセージングプロトコルです。Avail Nexusは、CosmosのIBCプロトコルに似た標準化されたクロスチェーン・メッセージング・プロトコルで、クロスチェーン間での相互運用性などを提供します。Avail Fusionは、Availネットワーク全体で安全なコンセンサスを提供することを目標に、マルチアセット誓約のためのPOSコンセンサスを導入します。

技術面では、Avail DAはケイト多項式約束を使用し、不正な証明を回避し、ノードの大半が正直であると仮定する必要がなく、データを利用可能にするためにノードのフルセットに依存しません。これは、不正な証明に基づいているCelestiaのアーキテクチャとは異なるため、技術的な側面が根本的に異なります。

Celestia、Avail、その他のモジュール型データ利用可能ブロックチェーンプロジェクトの出現により、モジュール型DA戦争はますます激化し、イーサのDAレイヤーとしての機能は流用され、将来的には「一超多強」の競争パターンが見られる可能性が高い。

3.3 決済レイヤー

3.3.1 Dymension

Dymension はCosmosベースのモジュラー型ブロックチェーンです。Cosmosベースのモジュール式ブロックチェーンプラットフォームは、組み込みの拡張性集約技術でRollApp開発のためのクリーンなフレームワークを提供します。

Dymensionのアーキテクチャでは、開発者はビジネスロジックの実装に集中し、Rollup Development Kit（RDK）と専用の決済レイヤーを活用してアプリケーション固有のRollupを迅速に展開することができます。

Dymensionのアーキテクチャは、RollAppとDymension Hubの2つのコアコンポーネントで構成されています。

RollAppはCosmosベースのモジュール式ブロックチェーンプラットフォームで、拡張可能な集約技術を組み込んだRollApp開発のためのシンプルなフレームワークを提供します。

RollAppはRollupとAppを融合させたもので、Dymension上の特定のアプリケーションに特化した高性能なモジュラーブロックチェーンです。 RollAppは、DeFiプラットフォーム、Web3ゲーム、NFTマーケットプレイスなどの分散型アプリケーションのための専用のレイヤー2ソリューションに限らず、さまざまな形態として提示することができます。

RollAppでは、シーケンサーがローカルトランザクションの検証、ソート、処理において重要な役割を果たします。ブロックがパッケージ化されると、このデータはピアツーピアのフルノードに渡され、CelestiaなどのRollAppが選択したデータ利用可能ネットワークにチェーン上で公開されます。 Celestiaからの応答を受け取ると、シーケンサーはコンセンサス形成と決済のためにDymension Hubにその状態ルートを送信します。

Dymension Hubはエコシステムの中心として機能し、コンセンサスと決済レイヤーの機能を担う。DymensionハブはRollAppsからステートルートを受け取り、RollAppsに最終的なトランザクションの確認と決済サービスを提供する。

この設計により、Rollupはコンセンサスと決済のタスクをDymension Hubに、データの保存と検証をCelestiaのようなDAネットワークに委任することができる。このようにして、Rollupはアプリケーション自体の実行効率とユーザーエクスペリエンスの向上に集中しながら、両方のネットワークの経済的セキュリティを共有することができます。

3.3.2 Cevmos

Cevmos という名前は、Celestia、EVMos、Cosmos を組み合わせたものです。CosmOSを組み合わせたもので、EVM互換のロールアップのための決済レイヤーを提供することを目的としています。

Cevmosはそれ自体がロールアップであるため、その上に構築されるすべてのロールアップはまとめて決済ロールアップと呼ばれ、それぞれが既存のロールアップコントラクトとアプリケーションをイーサ上に再展開し、Cevmosロールアップへの最小限の双方向トラストブリッジを通じて移行の労力を削減します。Cevmos上のロールアップはCevmosにデータを公開し、Cevmosはデータをバッチ処理してCelestiaに公開します。Etherと同様に、Cevmosはロールアップのプルーフィングを実行する決済レイヤーとして機能します。

4.ビットコインエコシステムにおけるモジュラーブロックチェーン

オルディナルスプロトコルのインスクリプションによる富の創出効果とビットコインETFの承認により、複数のポジティブな要素が収束し、ビットコインエコシステムに新たな息吹が吹き込まれました。市場の注目は急速にビットコインエコシステムに集まり、機関投資家は資本をこの空間に殺到させ、ビットコインエコシステムの将来の発展に対する自信と期待を示しています。

このような状況の中、ビットコインのレイヤー2技術はブームを迎え、数多くの技術ソリューションが登場し、多様でダイナミックな技術エコシステムを形成しています。さまざまな革新的ソリューションが登場し、それらが一体となってビットコインネットワークの拡大と最適化を推進しています。

業界ではビットコインレイヤー2の正確な定義についてまだコンセンサスが得られていませんが、この記事ではイーサのモジュール型ブロックチェーンの概念を利用し、モジュール性の観点からビットコインレイヤー2を構築する可能性と方法を探ります。

4.1 なぜビットコインにモジュール性が必要なのか？

イーサリアムネットワークは、チューリング完全なスマートコントラクト機能で知られており、複雑な分散型アプリケーション（DApps）をサポートするために過去の状態を保存し、検証することができます。これとは対照的に、ビットコインネットワークはステートレスで非スマートコントラクトネットワークであり、システム設計の不完全さは主に2つの分野に起因しています。

1.UTXOアカウントシステムの限界

ブロックチェーンの世界では、アカウント/残高モデルとUTXOモデルという、主に2種類の記録保持方法があります。ビットコインが使用するUTXOモデルは、イーサが使用するアカウント/残高モデルと対照的です。

ビットコインシステムでは、ユーザーはウォレットで自分のアカウント残高を見ることができますが、サトシ・ナカモトが設計したビットコインシステムには、実際には残高は含まれていません。いわゆる「ビットコイン残高」は、実際にはUTXO（Unspent Transaction Outputの略）に基づいてウォレットアプリケーションが導き出した概念であり、ビットコイン取引の生成と検証の中心にある。

各ビットコイン取引は入力と出力で構成され、各取引は1つ以上の入力を消費（送信）し、新しい出力を生成します。これらの新しく生成された出力は、将来のトランザクションによって消費されるのを待っている新しいUTXOとなります。

資産移転および決済技術のための最小限のアーキテクチャとして、UTXOモデルは、スマートコントラクトのような複雑な機能をサポートするために拡張することは困難です。

2.非チューリング完全なスクリプト言語

ビットコインのスクリプト言語は、ループや条件付き制御文がないため、あらゆる種類の計算をサポートしておらず、非チューリング完全となっています。この特徴は、ハッキングを減らし、ネットワークのセキュリティを向上させるのに役立つ一方で、ビットコインが複雑なスマートコントラクトを実行する能力を制限しています。

ビットコインシステムの設計が不完全であるため、より複雑な機能については外部のモジュール式拡張に依存しており、現時点では、ビットコインが必要とするモジュール性はイーサよりも急務であることは間違いありません。そのエコシステムにおける実行レイヤー、データ可用性レイヤー、コンセンサスレイヤー、クロスチェーン相互運用性レイヤーなどの機能はすべて、モジュール化によってカプセル化され、拡張される必要があります。

4.2>ビットコインエコシステムのモジュラープロジェクト分析

4.2.1実行レイヤー - ビットコインレイヤー2

マーリン

現在ビットコインレイヤー2のトラックでは、マーリンチェーンが最も高いTVLを持ち、その額はすでに数十億ドルに達しており、ビットコインエコシステムで最も注目を集めているプロジェクトであることは間違いありません。ビットコインレイヤー2ネットワークとして、マーリンチェーンは幅広いネイティブビットコイン資産をサポートする一方で、EVMとも互換性があり、ビットコインとイーサリアムの両方のエコシステムに対する二重のアプローチを示しています。

ソースはこちら。https://defillama.com/chain/Merlin

Merlin の機能は、分散型予言マシンのネットワークであるZK-Rollupネットワークとオンチェーン詐欺防止を中心に展開されています。

ZK-Rollupネットワーク

ZK-Rollupsの中核は、ゼロ知識証明の使用です。ゼロ知識証明は、暗号技術における暗号手法の1つとして、ある当事者（証明者）が別の当事者（検証者）に対して、声明が正しいという証明以上の情報を明かすことなく、声明が正しいことを証明することを可能にします。

マーリンチェーンは、ビットコインネットワークの高い取引手数料とネットワークの混雑を避け、オフチェーンで取引を処理・計算します。同時に、ZK-rollupは複数のトランザクション証明をバッチに圧縮することができ、ビットコインのメインチェーンは複数のトランザクションをパッケージ化した単一の証明を検証するだけでよく、メインチェーンの作業負荷を大幅に軽減し、トランザクション効率を向上させます。

分散型予測ネットワーク

Merlinの分散型予測ネットワークは、DAC（データ利用可能性委員会）に相当する役割を果たし、シーケンサーが完全なDAデータを忠実にチェーンの下にポストしたことを確認します。ネットワークの非中央集権的な性質は、POSの形式をとっていることであり、十分な資産を誓約することで誰でも予言ノードを運営することができる。この誓約の仕組みは非常に柔軟で、BTCやMERLなどの資産や、Lidoのような代理誓約をサポートしています。

オンチェーン詐欺防止

MerlinはBitVMのアイデアを紹介していますが、これも「楽観的ZKロールアップ」メカニズムを使用しています。これは単純に、すべてのZKプルーフが信頼されるという考え方がデフォルトであり、エラーが発生した場合にのみオペレーターにペナルティを課すと理解することができます。検証はメインのビットコインネットワーク、ビットコインチェーン上で行われるため、技術的な制約によりZK Proofの全体を検証することはできず、特別な場合にのみZK Proofの計算の特定のステップを検証することができる。その結果、オフチェーンの検証プロセスにおけるZKPの計算ステップの1つに誤りがあることを指摘し、不正な証明によってそれに挑戦するという選択肢が残されます。

4.2.2データ可用性層とコンセンサス層

B²ネットワーク

B²ネットワークは、実行のためのロールアップ層(ZK-Rollup)、データを保存するためのデータ・アベイラビリティ層(B² Hub)、オフチェーン検証のためのB²ノード、そして最終的な決済層がメインのビットコインネットワークであるモジュール設計です。

B²ネットワークのZK-Rollup層は、ネットワークの第2層内でユーザートランザクションを実行し、関連する証明を出力するためにzkEVMソリューションを使用します。Rollup層はユーザートランザクションを提出および処理し、DA層は集約されたデータのコピーを保存し、関連するゼロ知識の証明を検証します。

ソースはこちら：https://docs.bsquared.network

B² Hubはデータサンプリング機能をサポートするオフチェーンDAネットワークであり、モジュール式ビットコイン・スケーリング・ソリューションのパイオニアとみなされています。 Celestiaの設計を参考に、B² Hubはデータサンプリングと修正コーディング技術を導入しています。B² HubはCelestiaから設計のヒントを借り、新しいデータが多数の外部ノードに迅速に配布されることを保証し、データ保持のリスクを最小限に抑えるために、データサンプリングと削除技術を導入しています。さらに、B²ハブのコミッターは、DAデータのストレージインデックスとデータハッシュをビットコインチェーンにアップロードし、一般に公開します。

ソース：https://blog.bsquared.network

B² Networkの将来計画によると、EVM互換のB² Hubは複数のビットコイン・レイヤー2のオフチェーン検証およびDAレイヤーとなり、ビットコインチェーン下の機能拡張レイヤーを形成すると予想されている。ビットコインがそれ自体で多くのアプリケーションシナリオをサポートできないことを考えると、機能拡張レイヤーをオフチェーンで構築するというアプローチは、レイヤー2のエコシステムにおいてますます一般的な現象になるでしょう。

B²ハブは、ビットコイン初のモジュール式サードパーティDAレイヤとして、他のビットコイン・レイヤ2が最終決済レイヤとしてビットコイン・メインチェーンを活用し、ビットコインのセキュリティを継承するのを助けることができます。

5.まとめ

「モジュラーは未来」というスローガンは、概念から現実へと徐々に移行しつつあります。柔軟性と拡張性を備えたモジュラーブロックチェーン技術は、次世代の分散型アプリケーションを構築するための強固な基盤を提供します。この技術により、開発者は特定のニーズに応じてさまざまなモジュールを選択し、組み合わせることができるため、より効率的で安全かつメンテナンスが容易なブロックチェーン・ソリューションを構築することができます。

モジュラー型ブロックチェーンの台頭は、プラグイン可能な製品に対する、より「スープアップされた」アプローチを象徴しています。この考え方では、ブロックチェーンはもはやクローズドなシステムとしてではなく、サービスや機能をレゴブロックのように簡単に抜き差しできるオープンで拡張可能なプラットフォームとして捉えられています。この柔軟性により、開発者は特定のアプリケーションシナリオのニーズに基づいてブロックチェーン・ソリューションを迅速に構築し、展開することができます。

イーサリアムエコシステムに端を発し、ビットコインエコシステムで存在感を示したモジュラー技術は、暗号通貨業界のさまざまなトラックでその存在感を示してきました。

例えば、「リレーショナル・データベース」技術を採用したモジュラー型パブリックチェーンであるChromiaは、「My Neighbor Alice」、「Chain of Alliance」、その他ゲーム分野のゲームと提携している。RWA回路では、ChromiaはLedger Digital Asset Protocolを作成し、すでにいくつかのプロジェクトで採用されている。

AI分野では、CARVはAIおよびWeb3ゲーム用のモジュール式データレイヤーの構築を専門としており、Trusted Execution Environments（TEE）やProof of Zero Knowledgeなどの技術を活用することで、データ処理中のプライバシーとセキュリティを確保しています。

モジュラー型ブロックチェーン技術が成熟を続け、応用分野が拡大するにつれて、この技術がさまざまな業界にさらなる革新的な可能性をもたらすと考えるのは妥当なことです。ビットコインの誕生から今日のモジュラー型ブロックチェーンの普及に至るまで、私たちはブロックチェーン技術が単一のデジタル通貨アプリケーションから、複雑で多様なアプリケーションをサポートするエコシステムへと進化したことを目の当たりにしてきました。今後も、モジュラー型ブロックチェーンは技術的進歩を推進し、よりオープンで柔軟かつ安全なデジタル世界を構築するための基盤を築いていくでしょう。

参考文献

[1]https://www.panewslab.com/zh/articledetails/qn9zbgmj.html

[2]https://www.chaincatcher.com/article/2115788

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