イーサリアムの最終目的: モジュール性

Endgame の記事で、Vitalik 氏は、Rollups と DA で構築された新しい Ethereum の説明に多くのスペースを費やし、Ethereum の究極の形であると信じているものについて説明しました。

元記事: Codex Labs による「ブレークスルーの探求 - ブロックチェーンのモジュール化」

レビュー: ECN

Vitalik Buterin が「ブロックチェーンのトリレンマ」を提唱してから 5 年が経ちました。 ETH コア コミュニティと他のパブリック チェーンの開発者は、次世代のブロックチェーンを解き放つ鍵を見つけようとしてきました。

Endgame の記事で、Vitalik 氏は、Rollups と DA で構築された新しい Ethereum の説明に多くのスペースを費やし、Ethereum の究極の形であると信じているものについて説明しました。これは間違いなく、今後 10 年間の Ethereum のブレークスルーへの道、つまりモジュール性をある程度示しています。

ご存知のとおり、イーサリアムと新しいパブリックチェーンはすでに独自のモジュール化の旅を始めていますが、その「答え」は異なり、まったく異なる技術ルートを形成しています。

1. ブロックチェーンの階層化

実際、イーサリアム自体はブロックチェーンを複数のレイヤーに分割していますが、1.0 の時代では、ノードがすべてのレイヤーの責任を負っていました。 Ethereum の考え方に従って、ブロックチェーンを 4 つのレイヤーに分割することができます。

• コンセンサス層: ノード間のトランザクションの順序、有効性、一貫性を決定します

• データ可用性レイヤー: トランザクションデータが使用可能であることを保証する (保存、検証可能性、可用性を保証する)

• 決済レイヤー: ステータスコミットメントの決済

• 実行層: 状態遷移の計算

イーサリアムが「世界コンピュータ」であるという物語の論理に戻り、ブロックチェーンのモジュールをコンピュータ構造と比較すると、次のようになります。

• ブロックチェーンのコンセンサス層⇒分散コンピュータクラスタの一貫性アルゴリズムを維持する

• ブロックチェーンの実行層 ⇒ コンピュータのオペレーティングシステム（実際に命令を実行する環境）

• ブロックチェーンのDA層 ⇒ コンピュータのメモリ（短期的なデータ保存とアクセス用）

• ブロックチェーンの決済層 ⇒ コンピュータのCPU（ハードウェアは命令実行の正確性を保証する）

EigenLayr プロジェクトがコンセンサス レイヤーをさらに革新的に分割したことは注目に値します。彼は、PoS コンセンサス レイヤーの役割は、分散システムの一貫性を維持し、ステーキングなどのメカニズムを通じてネットワークの信頼基盤を維持することであると理解しています。これにより、さらに 2 つのサブレイヤーが作成されます。

• 信頼層: 最下位レベルのバリデータノード、つまり Ethereum ネットワークに参加することが約束されているハードウェア エンティティで構成されます。

• 一貫性レイヤー: 各ノードを接続して、この巨大な分散システムの一貫性を維持します。

これらのレベル (モジュール) の区別が、ブロックチェーンのモジュール開発の基礎となり、メインチェーンのさまざまな分解スキームを生み出します。

2. プロジェクトマッピング

上で述べた階層化ロジックでは、コンセンサス（信頼）側から実行層へと信頼が徐々に移行され、分離モジュールの核心的な出発点は、元の信頼システムをできるだけ損なわずにメインネットワークの負担を軽減することです。

2.1 セキュアロールアップ

明らかに、分解される最初のレイヤーは、信頼システムの最後の実行レイヤーです。その結果、Ethereum をベースにしたさまざまなロールアップが誕生しました。不正証明に基づく楽観的ロールアップであれ、有効性証明に基づく zk-Rollups であれ、既存のソリューションは実行レイヤーをオフチェーンに引き渡し、決済、DA、コンセンサスはレイヤー 1 に引き渡されて継続して実行されます。もちろん、これは最も直感的な解決策です。

私たちはこれを Secured Rollups と呼んでいます。これは、レイヤー 1 で保護されたロールアップとして理解できます。この名前は、公式 Ethereum ドキュメントの Scaling の説明に由来しています。

一部のソリューションでは、レイヤー 2 インスタンスはそれらをグループにまとめてからレイヤー 1 に固定し、その後レイヤー 1 によって保護されて変更できなくなります。これを実行する方法の詳細は、レイヤー 2 のテクノロジと実装によって大きく異なります。

しかし、「分解」すると「接続」の問題が表面化してしまうことも少なくありません。現在、主流のロールアップのほとんどすべてに、トランザクションのシーケンスを集中管理する機能が備わっています。もちろん、実行層とメインネットワークを接続する重要なコンポーネントとして、シーケンサーの集中化はシステム効率の向上に確実に役立ちます。しかし、トランザクションシーケンシングパワーの集中によって形成される「暗い森」は、人々が必然的にMEV攻撃に対する懸念に陥る原因となります（Shutter Networkは、しきい値暗号化技術を導入することで、シーケンサーを信頼できないものにすることに取り組んでいます）。

2.2 ソブリンロールアップ

Ethereum の現在のロールアップは、ブリッジ コントラクトとも呼ばれる EVM ベースのスマート コントラクトにブロックを直接公開します。この契約は、ブロック ヘッダーを受信し、不正または有効性の証明を処理する Rollup のオンチェーン ライト クライアントを効果的に実装します。

このモデルでは、Ethereum は Rollup の結合された決済レイヤーと見なされ、Rollup は独自の権利を持つ独立したチェーンではなく、Ethereum の「ベビー チェーン」であると考えられます。

不適切な例えをすると、実行レイヤーのみを分離する Ethereum Rollups は、最終的なゲーム (決済) に参加する権利を持たず、「レンガを動かす」(計算) だけの「労働者」のようなものです。レンガをどのように、どのような順序で積み重ねるかについては、依然として L1 が最終決定権を持ちます。

セレスティアのデザインは明らかにロールアップのパワーを高めています。これは、モジュールをセグメント化する新しい方法である Sovereign Rollups を定義します。

Celestia の Sovereign Rollups は、ブロックをスマート コントラクトに公開するのではなく、生データとして直接チェーンに公開します。 Celestia コンセンサスおよびデータ可用性レイヤーは、Rollup ブロックの計算を解釈または実行せず、Rollup のオンチェーン ライト クライアントも実行しません。

2.3 ダンクシャーディング

Danksharding であれ、オリジナルのデータ シャーディング ソリューションであれ、本質は DA レイヤーの問題を解決することです。モジュラーブロックチェーンの文脈では、Danksharding は明らかに Ethereum メインネットのデータ可用性レイヤーを処理する能力を向上させます。

Danksharding は、Data Availability Sampling (DAS) テクノロジーを使用して「分散型バリデーター」を実装しますが、これは Celestia のソリューションと非常によく似ています。

ただし、イーサリアムのコンセンサス レイヤーの最終的な形態では、決済とデータの可用性の責任が依然として残ることはわかっています。しかし、DAS 技術によって実現された検証作業の分散化により、ネットワーク検証への参加コストが大幅に削減され、メインネットワークのパフォーマンスがさらに向上しました。

Danksharding フォーク後、Ethereum メインネットはデータの可用性を確認する権限の一部を引き継ぎ、Rollups は実行レイヤーの本来の責任に加えて、DA レイヤーの権限も引き継ぎます。

2.4 固有レイヤー

上で、EigenLayr はコンセンサス レイヤーをさらに細分化したものだと述べました。これは、Ethereum の信頼レイヤーをネットワーク全体から分離し、信頼レイヤー上に独立したレイヤーである EigenLayer を構築しようとします。このレイヤーは、イーサリアムトラストレイヤーネットワーク（またはイーサリアムの巨人

大規模な担保資本により、インフラストラクチャ/ミドルウェア サービス プロバイダーが自由にコンセンサスとアプリケーションを構築できるプラットフォームを提供します。

その中で、Ethereum トラストレイヤーと EigenLayer をどのように接続するかが全体の設計の鍵となります。 EigenLayr は、Restaking という新しいコンセプトを巧みに提案しました。 Ethereum 上のステーキングノードは、自発的に EigenLayr に参加することを選択できます。一方、より高いパフォーマンス要件を持つミドルウェア/インフラストラクチャ サービス プロバイダーは、EigenLayr 上に独自のネットワークを構築することもできます。

EigenLayr の分離ソリューションは、Ethereum のクレジット (コンセンサス) 基盤を「借用」するだけです。これを基に、新たな主権チェーンの構築であれ、インフラネットワークの構築であれ、無限の連携を展開することができます。これらの可能性の背後には、イーサリアム メインネットの巨大な信用基盤があります。

2.5 アルウィーブ

イーサリアムのモジュール化が進む近い将来、メインネットワークは依然としてコンセンサス レイヤーの制御を維持しなければならないことがわかります。言い換えれば、コンセンサス レイヤーはイーサリアムの魂として、参加者と価値を結び付ける「聖杯」なのです。

モジュラー ブロックチェーンである Arweave は、Ethereum の物語的なロジックから脱却し、ストレージのコンセンサスに基づいた設計パラダイムを構築するという点で明らかにユニークです。

Arweave の設計では、メイン ネットワークはチューリング マシン全体の紙テープとして機能し、これらの状態と各状態を変更するトランザクションを最下層で記録し、ストレージとコンピューティング リソースの分離を実現します。

Arweave はモジュール式セグメンテーションを再定義すると言えます。 DA レイヤーを使用してコンセンサスを確保し、実行と決済はチェーンの外部に委ねられます。

もちろん、その代償として、最新のステータス データの有効性保証を得るために、ユーザーはすべての履歴ステータス データをダウンロードし、オフチェーン計算をローカルで実行する前に検証計算を実行する必要があり、明らかに効率の問題が生じます (KYVE Network は、この作業部分によって引き起こされる非効率性の問題を解決することに取り組んでいます)。

3. まとめ

ブロックチェーンのモジュール化の探求を見ると、さまざまなアプローチがあるものの、まだ追跡すべき痕跡が残っています。本質的に、異なるルート選択の原動力は、多くの場合、市場の需要に対する異なる理解から生じます。

DeFi によって推進されたこの一連の強気相場により、Ethereum のスケーラビリティとさまざまなチェーンの構成可能性に対する緊急の需要が生まれました。まさにこうしたニーズに基づいて、メイン ネットワークへの負荷を軽減するためのソリューションが数多く登場しました。将来のブロックチェーン ネットワークの物語のロジックが依然として金融プリミティブに基づいて構築されている場合、おそらく Rollups を中核とする ETH2.0 がモジュール化への道の目に見える終着点となるでしょう。

中央集権的な金融環境の制約から脱却し、ブロックチェーンのより幅広い応用を想像してみるとどうなるでしょうか?大規模なゲーム、現実世界の資産取引、分散型ソーシャル ネットワークなどでは、各モジュールのパフォーマンスを最大限に引き出すために、新しいモジュール ソリューションが必要になる場合があります。

一方、パブリックチェーン自体の発展においては、コンセンサスがパブリックチェーンの中核価値となります。上で述べたように、イーサリアムがどのように発展しても、パフォーマンスと引き換えにコンセンサス レイヤーを放棄することはありません。

ブロックチェーンのモジュール化への道は、パフォーマンスを盲目的に拡張するだけではありません。さらに重要なのは、ブロックチェーン自体の特性に立ち返り、コンセンサスから価値を得て、価値を通じてコン​​センサスをフィードバックし、より強いコンセンサスを構築していくことです。