ボンディング: まずチェーン A 上の 10 個の $ATOM をユーザーが使用できないようにロックし、ロック証明書を送信します。
ロックプルーフ (リレー): ロックプルーフを送信するために AB チェーン間にリレーがあります。
検証: チェーン A のブロックがチェーン B 上にあることを確認します。それらが正しい場合、10 個の $ATOM がチェーン B に作成されます。
このとき、チェーン B の $ATOM は本物の $ATOM ではなく、単なる証明書であるため、チェーン A にロックされている $ATOM は使用できませんが、チェーン B の $ATOM は正常に使用できます。ユーザーが B の資格情報を使用すると、A チェーン上のロックされた $ATOM も破棄されます。
**4) 実行層: **この層は OP スタック システム内の状態構造を定義し、エンジン API が派生からの入力を受け取ると、状態遷移がトリガーされます。この図から、OP スタックの下では実行層が EVM であることがわかります。ただし、わずかに変更されたバージョンでは、他のタイプの VM もサポートできるようになり、たとえば、Pontem Network は OP Stack を使用して Move VM L2 を開発する予定です。
トランザクションが公開され、対応するデータ可用性レイヤーで終了すると、トランザクションは OP スタック チェーンでも終了します。基礎となるデータ可用性レイヤーを破壊せずに変更または削除することはできなくなりました。決済層はトランザクション結果を検証できる必要があるが、トランザクション自体はすでに不変であるため、トランザクションがまだ決済層によって受け入れられていない可能性があります。
これは異種チェーンの仕組みでもあり、異種チェーンでは決済メカニズムが異なるため、OP Stack では決済層が読み取り専用となり、異種チェーンが OP スタックのステータスに基づいて意思決定を行うことができます。
この層では、OP スタックが OP ロールアップのフォールトプルーフを使用していることがわかります。提案者は、異議を唱える有効なステータスを提案することができ、一定期間内に誤りであることが証明されなかった場合、そのステータスは自動的に正しいと見なされます。
OP Stack は、この種の問題に対して共有ソーターのアイデアを提案しました。たとえば、ユーザーがクロスチェーンアービトラージを実行したい場合、チェーン A とチェーン B でシーケンサーを共有することで、トランザクションのタイミングについて合意に達することができます。手数料は、トランザクションがアップロードされた後にのみ支払われます。チェーンであり、両側のシーケンサーがリスクを共有します。
ZK Stack は各ハイパーチェーンでスマート コントラクトをサポートし、チェーン間で非同期に相互に呼び出しを行うため、ユーザーは追加コストを発生させることなく、トラストレスな方法で数分以内に資産を迅速に転送できます。たとえば、受信側ハイパーリンク B 上のメッセージを処理するには、送信側ハイパーリンク A は、A と B が共通する最も古いハイパーリンクまでステータスを確定する必要があります。したがって、実際には、Hyperbridge の通信遅延はわずか数秒であり、Hyperchain は 1 秒あたりのブロックを完了でき、コストも低くなります。
コスモス、ポルカドット VS レイヤー 2 スタックの章 (1)
＃＃ 導入
最近、ETH レイヤー 2 が率いる Optimism と、zkSync、Polygon、Arbitrum、StarkNet はそれぞれ独自のスタック ソリューションを立ち上げ、開発者が独自のレイヤー 2 をカスタマイズできるオープンソースのモジュラー コードのセットを構築することを目指しています。
ご存知のとおり、現在のイーサリアムは低パフォーマンスと高ガスで悪名高いですが、OP や zkSync Era などのレイヤー 2 の登場により、これらの問題は解決されました。ただし、EVM 仮想マシンにデプロイされるかレイヤ 2 にデプロイされるかにかかわらず、本質的に「互換性」の問題が存在します。これは、EVM と互換性がなければならない Dapp の基礎となるコードだけでなく、Dapp の主権でもあります。
最初の部分はコード レベルで、EVM はその上にデプロイされたさまざまな種類のアプリケーションを処理する必要があるため、あらゆる種類のユーザーを考慮して平均的なユーザー ケースに基づいて最適化されています。しかし、その上にデプロイされた Dapps にとってはそれほどフレンドリーではなく、たとえば、Gamefi アプリケーションは速度とパフォーマンスにさらに注意を払うでしょうが、Socialfi ユーザーはプライバシーとセキュリティにさらに注意を払う可能性があります。ただし、EVM のワンストップの性質により、Dapp はコードレベルの互換性という何かを放棄する必要があります。
2 番目の部分は主権レベルです。すべての Dapp がインフラストラクチャを共有しているため、アプリケーション ガバナンスと基盤となるガバナンスの 2 つの概念が浮上しました。アプリケーション ガバナンスは間違いなく基盤となるガバナンスの影響を受けます。一部の Dapp の特定のニーズには、基盤となる EVM を介したアップグレードが必要です。サポートするには、したがって、Dappには主権がありません。たとえば、Uniswap V4 の新機能では、基盤となる EVM が一時ストレージをサポートし、カンクンのアップグレードに追加される EIP-1153 に依存する必要があります。
前述のイーサリアム L1 の処理性能の低さと主権問題を解決するために、Cosmos (2019) と Polkadot (2020) が登場しました。両社は、独自のカスタマイズされたチェーンの開発と構築を支援し、ブロックチェーン Dapps が主権的自律性を習得し、高性能のクロスチェーン相互運用性を実現し、フルチェーン相互運用性ネットワークを実現できるようにしたいと考えています。
4 年後の今日、L2 は OP スタックから ZK スタック、ポリゴン 2.0、アービトラム オービットに至るまで、独自のハイパーリンク ネットワーク ソリューションを立ち上げ、最後に StarkNet も負けじとスタック コンセプトを立ち上げました。
フルチェーンネットワークのパイオニアCP（コスモスポルカドット）とL2の間で、どのような衝突や火花が起こるのか？包括的かつ詳細な視点を提供するために、3 回の記事シリーズを通じてこのトピックを深く掘り下げていきます。 **本記事では、連載の第1章として各社の技術ソリューションを整理し、第2章では各ソリューションの経済モデルや生態を整理し、レイヤー1とレイヤー1の違いをまとめます。スタックは考慮する必要がある特性を選択します。最後の章では、レイヤー 2 が独自のスーパー チェーンを開発する方法について説明し、一連の記事全体を要約します。 **
1. コスモス
Cosmos は、独立した並列ブロックチェーンの分散型ネットワークです。共通の開発フレームワーク SDK を提供することで、開発者は簡単に独自のブロックチェーンを構築でき、複数の独立した異なるアプリケーション固有のブロックチェーンが相互に対話できます。リンクは相互に通信し、相互運用性を形成します。スケーラブルなフルチェーン ネットワーク。
1. 構造的枠組み
前に述べたように、エコシステム内に大規模なアプリケーション チェーンがあり、各チェーンがトークンの通信と送信に IBC プロトコルを使用する場合、ネットワーク全体は蜘蛛の巣のように煩雑で整理が困難になります。
この問題を解決するために、コスモスは、ハブ (中央ハブ チェーン) とゾーン (地域チェーン) の 2 種類のブロックチェーンを含む階層化アーキテクチャを提案しました。
**ゾーンは従来のアプリケーション チェーンであり、ハブはゾーン間を接続するために特別に設計されたブロックチェーンであり、主にゾーン間の通信を提供します。 **ゾーンがハブとの IBC 接続を作成すると、ハブはそれに接続されているすべてのゾーンに自動的にアクセス (つまり、送受信) できるようになり、通信の複雑さが大幅に軽減されます。
なお、Cosmos と Cosmos Hub は全くの別物であり、Cosmos Hub は Cosmos エコシステム内に存在するチェーンの 1 つにすぎず、主に $ATOM の発行者および通信センターとして機能します。 **ハブはエコシステムの中心であると理解しているかもしれませんが、実際にはどのチェーンもハブになる可能性があります。ハブがエコシステムの中心になってしまうと、実はコスモスの本来の意図に反してしまいます。 **コスモスは基本的に各チェーンの自律性を重視し絶対的な主権を持っているため、ハブを権力の中枢として利用されると主権とは主権とは言えなくなります。したがって、Hub を理解するときは、この点に特に注意する必要があります。
2. 主要テクノロジー
2.1 IBC
クロスチェーン通信である IBC (Inter-Blockchain Communication) を使用すると、異種チェーン間でトークンとデータを相互に転送できます。 Cosmos エコシステムでは、SDK の基礎となるフレームワークは同じであり、Tendermint コンセンサス エンジンを使用する必要があります。ただし、フレームワーク内でチェーンの機能、使用例、実装の詳細が異なる可能性があるため、異種性は依然として存在します。
では、異種チェーン間の通信を実現するにはどうすればよいでしょうか?
コンセンサスレベルでのファイナリティのみが必要です。即時ファイナリティとは、バリデーターの 1/3 以上が正しい限り、ブロックはフォークされず、ブロックが生成されるとトランザクションが最終的なものになることを意味します。アプリケーションケースの違いや異種チェーン間のコンセンサスに関係なく、コンセンサスレベルがファイナリティを満たすことが保証されている限り、チェーン間の相互運用性は統一されたルールによって決定されます。
以下はクロスチェーン通信の基本的なプロセスであり、10 $ATOM をチェーン A からチェーン B に転送するとします。
このとき、チェーン B の $ATOM は本物の $ATOM ではなく、単なる証明書であるため、チェーン A にロックされている $ATOM は使用できませんが、チェーン B の $ATOM は正常に使用できます。ユーザーが B の資格情報を使用すると、A チェーン上のロックされた $ATOM も破棄されます。
ただし、クロスチェーン通信が直面する最大の課題は、あるチェーン上のデータを別のチェーンでどのように表現するかではなく、チェーンのフォークやチェーンの再編成などの状況にどのように対処するかです。
Cosmos の各チェーンは、独自の専用検証者を備えた独立した自律的な個別のチェーンであるためです。たとえば、チェーン A がチェーン B にメッセージを送信する場合、チェーンを信頼するかどうかを決定する前に、事前にチェーン B のバリデーターを検証する必要があります。
たとえば、図内の小さな赤い点が ETM トークンを表し、資産の転送はクロスチェーン通信を通じて実行されるため、ABC の 3 つのパーティションのユーザーはすべて EVMOS を使用してパーティション内で Dapps を実行したいと考えているとします。 ETM。
この時点で Ethermint パーティションが double-spend 攻撃を開始した場合、ABC パーティションも影響を受けることは間違いありませんが、影響を受けるのはこれに限られます。 ETMに関係のない残りのネットワークは攻撃を受けないことをコスモスが保証しており、たとえ悪意のある情報の送信があったとしてもネットワーク全体に影響を与えることはありません。
2.2 テンダーミント BFT
Cosmos は、Cosmos の基盤となるコンセンサス アルゴリズムとコンセンサス エンジンとして Tendermint BFT を使用しています。これは、ブロックチェーンの基盤となるインフラストラクチャとコンセンサス層を組み合わせてユニバーサル エンジン ソリューションにパッケージ化し、ABCI テクノロジを使用してあらゆるプログラミング言語のカプセル化をサポートします。基礎となるコンセンサス層とネットワーク。 **したがって、開発者は好きな言語を自由に選択できます。
2.3 Cosmos SDK
Cosmos SDK は、Cosmos が立ち上げたモジュラー フレームワークで、コンセンサス レイヤーで Dapps を構築する操作を簡素化します。開発者は、モジュールごとにコードを書き直すことなく、特定のアプリケーション/チェーンを簡単に作成できるため、開発プレッシャーが大幅に軽減され、EVM にデプロイされたアプリケーションを Cosmos に移植できるようになりました。
ソース：
さらに、Tendermint と Cosmos SDK を使用して構築されたブロックチェーンは、プライバシー チェーンの Nym、データの可用性を提供する Celestia など、業界の発展をリードする新しいエコシステムと新しいテクノロジーも生み出しています。 Cosmos が提供する柔軟性と使いやすさのおかげで、開発者は作業の重複を考慮することなくプロジェクトの革新に集中できます。
2.4 インターチェーンセキュリティアカウント
1) インターチェーンセキュリティ
Cosmos はイーサリアムのエコシステムとは異なり、L1 と L2 があり、Cosmos エコシステム内の各アプリケーション チェーンは同等であり、累進関係や上下関係はありません。ただし、この理由により、チェーン間のセキュリティはイーサリアムほど完全ではありません。イーサリアムでは、すべてのトランザクションのファイナリティはイーサリアムによって確認され、基礎となるセキュリティが継承されます。しかし、独自のセキュリティを構築する単一のブロックチェーンの場合、セキュリティはどのように維持されるべきでしょうか?
Cosmos は、多数の既存のノードを共有することで本質的に共有セキュリティを可能にする Interchain Security を開始しました。たとえば、モノリシック チェーンは一連の検証ノードを Cosmos Hub と共有して、モノリシック チェーン用の新しいブロックを生成できます。ノードは Cosmos Hub と単一チェーンの両方にサービスを提供するため、両方のチェーンから料金と報酬を受け取ることができます。
出典:/tokenomics-dao/token-use-cases-part-1-atom-of-true-saking-token-5 fd 21 d 41161 e
図に示すように、X チェーン内で元々生成されたトランザクションは、検証のために X のノードによって生成されます。 Cosmos Hub ($ATOM) とノードを共有する場合、X チェーン上で最初に生成されたトランザクションは、Hub チェーンのノードによって検証および計算され、X の新しいブロックが生成されます。
論理的に言えば、ハブ チェーンなど、多数のノードを持つ比較的成熟したチェーンを選択することが、共有セキュリティの最初の選択肢となります。なぜなら、そのようなチェーンを攻撃したい場合、攻撃者はプレッジ用に大量の $ATOM トークンを持っている必要があり、攻撃の難易度が高くなるからです。
それだけでなく、インターチェーン セキュリティ メカニズムにより、新しいチェーンの作成に対する障壁も大幅に軽減されます。一般的に、新しいチェーンが特に優れたリソースを持っていない場合、バリデーターの誘致とエコシステムの育成に多くの時間を費やす必要があるかもしれません。しかし、Cosmos では、バリデーターを Hub チェーンと共有できるため、新しいチェーンへのプレッシャーが大幅に軽減され、開発プロセスが加速されます。
2) インターチェーンアカウント
Cosmos エコシステムでは、各アプリケーション チェーンがそれ自体によって管理されるため、アプリケーションは相互にアクセスできません。したがって、Cosmos は、ユーザーが Cosmos Hub から IBC をサポートするすべての Cosmos チェーンに直接アクセスできるようにするクロスチェーン アカウントを提供します。これにより、ユーザーはチェーン A 内のチェーン B のアプリケーションにアクセスして、フルチェーンの対話を実現できます。
2.ポルカドット
Cosmos と同様に、Polkadot は、開発者が新しいチェーンを自由に展開し、チェーン間の相互運用性を実現できるインフラストラクチャの構築に取り組んでいます。
1. 構造的枠組み
1.1 リレーチェーン:
リレーチェーンは太陽系の太陽に相当するメインチェーンとも呼ばれ、ネットワーク全体の中核部分として、すべてのブランチチェーンがその周りを回ります。図に示すように、リレー チェーン (リレー チェーン) は、トランザクション チェーン、ファイル ストレージ チェーン、モノのインターネット チェーンなど、さまざまな機能を持つ多くのチェーンにリンクされています。
出典:/polkadot-network/polkadot-the-foundation-of-a-new-internet-e 8800 ec 81 c 7
これは Polkadot の階層拡張ソリューションであり、1 つのリレー チェーンが別のリレー チェーンに接続され、無制限のスケーラビリティを実現します。 (注: 今年 6 月末、Polkadot 創設者 Gavin は Polkadot 2.0 を提案しました。これは、Polkadot を理解する上で新たな視点を変えるかもしれません。)
1.2 パラチェーン:
リレー チェーンには複数のパラ チェーン スロットがあり、図に示すように、パラチェーンはこれらのスロットを介してリレー チェーンに接続されます。
出典:om/cn/learn/slot-auction-cn
ただし、スロットを取得するには、参加するパラチェーンは $DOT を賭ける必要があります。スロットを取得すると、パラチェーンはこのスロットを通じて Polkadot メインネットと対話し、セキュリティを共有できます。スロットの数は限られており、徐々に増加する予定であることに注意してください。当初は 100 スロットをサポートする予定であり、スロットはパラチェーン エコロジーの活動を維持するためのガバナンス メカニズムに従って定期的に再シャッフルされ、割り当てられます。
スロットを取得したパラチェーンは、Polkadot エコシステムの共有セキュリティとクロスチェーン流動性を享受できます。同時に、パラレル チェーンは、ネットワークのトランザクション処理の大部分を引き受けるなど、Polkadot メイン ネットワークに一定の利点と貢献を提供する必要があります。
1.3 並列スレッド:
パラスレッドもパラチェーンと似た処理機構ですが、パラチェーンにはスロットが 1 つずつあり、中断することなく継続的に実行できる専用のスロットがある点が異なります。ただし、並列スレッドとは、並列スレッド間でスロットを共有し、このスロットを順番に使用して実行することを指します。 **
並列スレッドがスロットの使用権を取得すると、一時的にパラチェーンのように動作し、トランザクションの処理やブロックの生成などを行うことができます。ただし、この期間が終了すると、他の並列スレッドが使用できるようにスロットを解放する必要があります。
したがって、並列スレッドは長期間資産を抵当にする必要がなく、各期間の取得時に一定の料金を支払うだけで済むため、スロットの使用量は従量課金制であると言えます。もちろん、パラスレッドが十分なサポートと投票を受け取った場合は、パラチェーンにアップグレードして固定スロットを取得できます。
並列スレッドはパラチェーンに比べてコストが低く、Polkadot への参入閾値も低いですが、スロットの使用権をいつ取得できるかは保証されず、安定していません。したがって、一時的な使用や新しいチェーンのテストにはどちらが適していますか? 安定して動作することを望むチェーンは、パラチェーンにアップグレードする必要があります。
1.4 アダプターブリッジ:
パラチェーン間の通信は XCMP (後で紹介します) を通じてのみ実現でき、パラチェーンはセキュリティと同じコンセンサスを共有します。では、それが異種チェーンの場合はどうなるでしょうか?
ここで注意しなければならないことの 1 つは、Substrate が提供するフレームワークにより、Polkadot エコシステムに接続されているすべてのチェーンが同形になりますが、エコシステムの発展に伴い、参加を希望する大規模なシステムを備えた成熟したパブリック チェーンが必然的に存在することです。生態学では。 Substrateだけで再デプロイしてくださいと言われても、基本的には無理です。では、異種チェーン間のメッセージ送信を実装するにはどうすればよいでしょうか?
**実際の例を見てみましょう。接続を介して Apple 携帯電話から Android 携帯電話にファイルを転送したい場合、ソケットが異なるため、接続するにはコンバータが必要です。これが転送ブリッジの実際の役割です。 **リレーチェーンとヘテロジニアスチェーン（外部チェーン）の間の仲介となるパラチェーンであり、パラレルチェーンとヘテロジニアスチェーンにスマートコントラクトが展開され、リレーチェーンが外部チェーンと相互作用し、クロスチェーンを実現します。チェーン機能。
2. 主要テクノロジー
2.1 ベイビーおじいちゃん
BABE (Blind Assignment for Blockchain Extension) は、Polkadot のブロック生成メカニズムです。簡単に言えば、新しいブロックを生成するバリデーターをランダムに選択し、各バリデーターは異なるタイムスロットに割り当てられます。このタイムスロット内では、このスロットに割り当てられたバリデータのみがブロックを生成できます。
追加の指示:
※タイムスロットとは、ブロックチェーンのブロック生成の仕組みにおける時系列の分割方法であり、ブロックチェーンを一定の間隔で出現するタイムスロットに分割します。各タイムスロットは固定ブロック時間を表します。
**つまり、特別な期間です。期間 1 では、この期間 1 に割り当てられたバリデータ 1 がブロックの生成を担当します。各バリデータには期間があり、ブロックを繰り返し生成することはできません。 **
この利点は、誰もが割り当てられるチャンスがあるため、ランダムな割り当てにより公平性が最大化されることです。また、時間帯がわかっているため、誰もが事前に準備することができ、予期せぬブロックが生成されることはありません。
このランダムに割り当てられたブロック生成方法により、Polkadot エコシステムの秩序ある公正な運用が保証されます。では、すべてのブロックが同じコンセンサスを採用するようにするにはどうすればよいでしょうか?次に、ポルカドットのもう一つの仕組み「おじいちゃん」を紹介します。
Grandpa は、BABE がブロックを生成するときに異なるコンセンサスによって発生する可能性のあるフォークの問題を解決できる、ブロックをファイナライズするためのメカニズムです。たとえば、BABE ノード 1 とノード 2 は異なるブロックを同時に生成し、フォークが発生しました。この時点でおじいちゃんが登場し、すべてのバリデーターに「どのチェーンが良いと思いますか?」と尋ねます。
検証者は両方のチェーンを調べ、より良いと思われる方に投票します。最も多くの票を獲得したチェーンが最終的におじいちゃんによって承認され、最終チェーンとなり、拒否されたチェーンは放棄されます。
したがって、おじいちゃんはすべてのバリデーターの「祖父」のようなもので、最終的な意思決定者の役割を果たし、BABE がもたらすフォークのリスクを排除します。これにより、ブロックチェーンは全員が同意するチェーンを完成させることができます。
要約すると、BABE はブロックをランダムに生成する責任を負い、おじいちゃんは最終的なチェーンを選択する責任を負います。この 2 つは連携して、Polkadot エコシステムが安全に動作できるようにします。
2.2 基板
Substrate は Rust 言語で書かれた開発フレームワークであり、FRAME によって提供される基盤となる拡張可能なコンポーネントを備えているため、Substrate はさまざまな異なるユースケースをサポートできます。 Substrate を使用して構築されたブロックチェーンは、Polkadot とネイティブ互換であるだけでなく、セキュリティを共有し、他の並列チェーンと並行して実行することができ、開発者が独自の排他的なコンセンサス メカニズム、ガバナンス モデルなどを構築することもサポートし、ニーズに応じて常に変更されます。開発者の。
さらに、Substrate は実行時に独立したモジュールであり、他のコンポーネントから分離できるため、自己アップグレード時に非常に便利です。したがって、機能を更新する場合、この実行モジュールを直接置き換えることができます。コンセンサスを共有するパラチェーンとして、ネットワークとコンセンサスがリレーチェーンと同期している限り、ハードフォークを必要とせずに動作ロジックを直接更新できます。
2.3XCM
XCM を一言で説明すると、次のようになります。 **異なるブロックチェーンの相互作用を可能にするクロスチェーン通信形式。 **
たとえば、Polkadot には多数のパラチェーンがあり、パラチェーン A がパラチェーン B と通信したい場合、情報を XCM 形式でパッケージ化する必要があります。 **XCM は言語プロトコルのようなもので、誰もがこのプロトコルを使用して通信すれば、障壁なく通信できます。 **
XCM 形式 (Cross-Consensus Message Format) は、Polkadot エコシステムのクロスチェーン通信に使用される標準メッセージ形式であり、そこから 3 つの異なるメッセージ配信方法が派生します。
※XCMP（クロスチェーンメッセージング）：開発中。メッセージは直接送信することも、リレー チェーンを介して転送することもできます。直接送信の方が高速で、リレー チェーンを介した転送の方が拡張性が高くなりますが、遅延が増加します。
たとえば、XCM 形式には、譲渡する資産の金額や受取口座など、さまざまな情報が含まれています。メッセージを送信するとき、HRMP チャネルまたはリレー チェーンはこの XCM 形式のメッセージを配信します。もう一方の並列チェーンはメッセージを受信すると、形式が正しいかどうかを確認し、メッセージの内容を解析して、指定されたアカウントへの資産の転送など、メッセージ内の指示に従って実行します。チェーンの相互作用が達成され、2 つのチェーンが成功します。
XCM のような通信ブリッジは、Polkadot のようなマルチチェーン エコシステムにとって非常に重要です。
Cosmos と Polkadot を理解すると、そのビジョンとフレームワークを理解できるようになると思います。それでは次に、ETH L2によって起動されるスタックソリューションとは何であるかを詳しく説明します。
＃＃三。 OPスタック
1. 構造的枠組み
公式ドキュメントによると、OP Stack は一連のコンポーネントで構成され、OP Collective によって維持されており、最初はメイン ネットワークの背後にあるソフトウェアの形で現れ、最終的には Optimism スーパー チェーンとそのガバナンスの形で現れます。 OP Stack を使用して開発された L2 は、セキュリティ、通信層、および共通の開発スタックを共有できます。また、開発者は、特定のブロックチェーンのユースケースに対応するためにチェーンを自由にカスタマイズできます。
この図から、OP スタックのすべてのハイパーチェーンが OP Bridge スーパー チェーン ブリッジを介して通信し、基礎となるセキュリティ コンセンサスとしてイーサリアムを使用してスーパー L2 チェーンを構築し、各ハイパーチェーンの内部構造を分割することがわかります。
**1) データ可用性レイヤー: **OP スタックを使用するチェーンは、このデータ可用性モジュールを使用して入力データを取得できます。すべてのチェーンはこのレイヤーからデータを取得するため、このレイヤーはセキュリティに重大な影響を及ぼし、そこから特定のデータを取得できない場合、チェーンを同期する方法が存在しない可能性があります。
この図からわかるように、OP Stack は Ethereum と EIP-4844 を使用しており、言い換えれば、基本的に Ethereum ブロックチェーンを使用してデータにアクセスします。
**2) シーケンス レイヤー: **シーケンサーは、ユーザー トランザクションを収集してデータ可用性レイヤーに公開する方法を決定します。データ可用性レイヤーは、OP スタック内の単一の専用シーケンサーを使用して処理されます。ただし、これによりソーターがトランザクションを長期間保持できなくなる可能性があるため、将来的には、OP Stack がソーターをモジュール化して、チェーンでソーターのメカニズムを簡単に変更できるようにする予定です。
この図には、単一のシーケンサーとマルチ シーケンサーが表示されます。単一のシーケンサーでは、いつでも誰でもシーケンサーとして機能できます (リスクが高くなります)。マルチ シーケンサーは、事前定義された参加可能なセットから抽出されます。次に、複数のシーケンサーを選択すると、OP スタックに基づいて開発された各チェーンを明示的に選択できます。
3) 導出層: この層は、データの可用性を確保するために生データの処理済み入力を処理し、イーサリアムの API を通じて実行層に送信する方法を決定します。写真からわかるように、OP Stack は Rollup と Indexer で構成されています。
**4) 実行層: **この層は OP スタック システム内の状態構造を定義し、エンジン API が派生からの入力を受け取ると、状態遷移がトリガーされます。この図から、OP スタックの下では実行層が EVM であることがわかります。ただし、わずかに変更されたバージョンでは、他のタイプの VM もサポートできるようになり、たとえば、Pontem Network は OP Stack を使用して Move VM L2 を開発する予定です。
**5) 決済層: **名前が示すように、ブロックチェーンからの資産の引き出しを処理するために使用されますが、そのような引き出しにはターゲットチェーンのステータスをサードパーティチェーンに証明し、その後、ブロックチェーンを処理する必要があります。ステータスに応じた資産。中心となるのは、サードパーティ チェーンがターゲット チェーンのステータスを理解できるようにすることです。
トランザクションが公開され、対応するデータ可用性レイヤーで終了すると、トランザクションは OP スタック チェーンでも終了します。基礎となるデータ可用性レイヤーを破壊せずに変更または削除することはできなくなりました。決済層はトランザクション結果を検証できる必要があるが、トランザクション自体はすでに不変であるため、トランザクションがまだ決済層によって受け入れられていない可能性があります。
これは異種チェーンの仕組みでもあり、異種チェーンでは決済メカニズムが異なるため、OP Stack では決済層が読み取り専用となり、異種チェーンが OP スタックのステータスに基づいて意思決定を行うことができます。
この層では、OP スタックが OP ロールアップのフォールトプルーフを使用していることがわかります。提案者は、異議を唱える有効なステータスを提案することができ、一定期間内に誤りであることが証明されなかった場合、そのステータスは自動的に正しいと見なされます。
**6) ガバナンス層: **図からわかるように、OP スタックのガバナンスにはマルチ署名 + $OP トークンが使用されます。通常、マルチ署名はスタック システム コンポーネントのアップグレードを管理するために使用され、すべての参加者が署名に参加するときに操作が実行されます。 $OP トークン所有者は、ガバナンスに参加するためにコミュニティ DAO に投票できます。
**OP StackはCosmosとPolkadotを組み合わせたようなもので、Cosmosのように専用チェーンを自由にカスタマイズでき、Polkadotのようにセキュリティやコンセンサスを共有することもできます。 **
2. 主要テクノロジー
2.1 OP ロールアップ
OP Rollup は、データ可用性の課題を通じてセキュリティを確保し、トランザクションの並列実行を可能にします。具体的な実装手順は次のとおりです。
ユーザーが L2 でトランザクションを開始します。
シーケンサーはバッチでパッケージ化して処理し、セキュリティ検証のために処理されたトランザクション データと新しい状態ルートを L1 にデプロイされたスマート コントラクトに同期します。シーケンサーがトランザクションを処理するとき、シーケンサーは独自のステート ルートも生成し、それを L1 に同期することに注意してください。
検証後、L1 はデータとステータスのルートを L2 に返し、ユーザーのトランザクション ステータスは安全に検証および処理されます。
この時点で、OP Rollup は Sequencer によって生成されたステート ルートを楽観的で正しいものとみなします。そして、シーケンサーによって生成されたステート ルートがトランザクションのステート ルートと一致するかどうかを検証者がチャレンジして検証するための時間枠が開かれます。
時間枠内に検証するバリデーターが存在しない場合、トランザクションは自動的に正しいとみなされます。悪意のある詐欺が確認された場合、トランザクションを処理するシーケンサーはそれに応じて罰せられます。
2.2 クロスチェーンブリッジング
a) L2 メッセージングと同じ
OP Rollupはフォールトプルーフを使用するため、トランザクションはチャレンジが完了するまで待つ必要があり、このプロセスに時間がかかり、ユーザーエクスペリエンスが低くなります。ただし、ZKP (ゼロ知識証明) は高価でエラーが発生しやすいため、バッチ ZKP の実装には時間がかかります。
**したがって、L2 OP ハイパーチェーン間の通信問題を解決するために、OP スタックはモジュール式証明を提案しました。同じチェーンに 2 つの証明システムを使用し、L2 スタックを構築する開発者は任意のブリッジ タイプを自由に選択できます。 **
現在、OP は以下を提供します:
※高セキュリティ、高遅延、障害防止（高安全ブリッジ標準装備）
開発者は、独自のチェーンのニーズに応じてブリッジングの焦点を選択できます。たとえば、高価値の資産の場合は、高セキュリティのブリッジングを選択できます...多様なブリッジング テクノロジにより、異なるチェーン間で資産とデータを効率的に移動できます。
b) クロスチェーン取引
従来のクロスチェーントランザクションは非同期で完了するため、トランザクションが完全に実行されない可能性があります。
OP Stack は、この種の問題に対して共有ソーターのアイデアを提案しました。たとえば、ユーザーがクロスチェーンアービトラージを実行したい場合、チェーン A とチェーン B でシーケンサーを共有することで、トランザクションのタイミングについて合意に達することができます。手数料は、トランザクションがアップロードされた後にのみ支払われます。チェーンであり、両側のシーケンサーがリスクを共有します。
c) ハイパーリンク トランザクション
イーサリアム L1 のデータ可用性は十分にスケーラブルではない (容量が制限されている) ため、スーパー チェーンにトランザクションを公開するのはスケーラブルではありません。
したがって、OP スタックでは、プラズマ プロトコルを使用して OP チェーンがアクセスできるデータ量を拡張し、DA (データ可用性) を置き換えて、より多くの L1 データを補足することが提案されています。トランザクション データの可用性はプラズマ チェーンにドロップされ、データ コミットメントは L1 にのみ記録されるため、スケーラビリティが大幅に向上します。
4. ZKスタック
1. 構造的枠組み
ZK Stack は、zkSync Era と同じ基盤テクノロジー (ZK Rollup) に基づいて構築された、オープンソースの構成可能なモジュラー コードのセットであり、開発者が独自の ZK 駆動の L2 および L3 ハイパーリンクをカスタマイズできるようにします。
ZK Stack は無料でオープンソースであるため、開発者は特定のニーズに合わせてハイパーリンクを自由にカスタマイズできます。 zkSync Era と並行して実行されるレイヤー 2 ネットワークを選択するか、その上で実行されるレイヤー 3 ネットワークを選択するかに関係なく、カスタマイズの可能性は広範囲に及びます。
Matter Labs によると、作成者は、データ可用性モデルの選択からプロジェクト独自のトークン分散型発注者の使用に至るまで、チェーンのあらゆる側面を完全に自主的にカスタマイズして形成することができます。
もちろん、これらの ZK ロールアップ ハイパーチェーンは独立して動作しますが、セキュリティと検証に関してはイーサリアム L1 のみに依存します。
出典: zkSync ドキュメント
図からわかるように、各ハイパーリンクは、セキュリティを共有するために zkSync L2 の zkEVM エンジンを使用する必要があります。複数のZKPチェーンが並行して実行され、ブロックプルーフはL1の決済層に集約され、ブロックを積み重ねるように継続的に拡張してL3、L4...を構築することができます。
2. 主要テクノロジー
1）ZK ロールアップ
ZK スタックの最下層はコア テクノロジーとして ZK ロールアップを使用しており、主なユーザー プロセスは次のとおりです。
ユーザーが独自のトランザクションを送信すると、シーケンサーはトランザクションを順序付けられたバッチに収集し、独自に有効性証明書 (STARK/SNARK) を生成し、ステータスを更新します。更新されたステータスは、L1 にデプロイされたスマート コントラクトに送信され、検証されます。検証に合格すると、L1層の資産ステータスも更新されます。 ZK Rollup の利点は、ゼロ知識証明による数学的検証を実行できることであり、技術とセキュリティの点でより高度です。
2) ハイパーリンクブリッジ
上記の構造フレームワークに示されているように、ZK スタックはワイヤレス拡張を実現し、L3、L4 などを継続的に生成できます。では、ハイパーリンク間の相互運用性はどのように達成されるべきでしょうか?
**ZK Stack はハイパーチェーン ブリッジを導入します。共有ブリッジのスマート コントラクトを L1 に展開することで、ハイパーチェーン上で発生するトランザクションのマークル証明を検証します。元の L2 から変更されていることを除いて、本質的に ZK ロールアップと同じです。 -L1.L3-L2になりました。 **
ZK Stack は各ハイパーチェーンでスマート コントラクトをサポートし、チェーン間で非同期に相互に呼び出しを行うため、ユーザーは追加コストを発生させることなく、トラストレスな方法で数分以内に資産を迅速に転送できます。たとえば、受信側ハイパーリンク B 上のメッセージを処理するには、送信側ハイパーリンク A は、A と B が共通する最も古いハイパーリンクまでステータスを確定する必要があります。したがって、実際には、Hyperbridge の通信遅延はわずか数秒であり、Hyperchain は 1 秒あたりのブロックを完了でき、コストも低くなります。
出典:ocs/reference/concepts/hyperscaling.html#l3s
それだけでなく、L3 は圧縮テクノロジーを利用できるため、証明がパッケージ化されています。 L2 はパッケージングをさらに拡張し、より大幅な圧縮係数と低コスト (再帰的圧縮) を形成し、トラストレスで高速 (数分以内) かつ安価 (単一トランザクションコスト) の国境を越えたトランザクションを実現できます。
5. ポリゴン 2.0
Polygon は、イーサリアムのサイドチェーンとしての特別な L2 ソリューション、技術的には L1 です。 Polygon チームは最近、Polygon 2.0 計画を発表しました。この計画では、開発者が ZK を使用して独自の ZK L2 チェーンを作成し、新しいクロスチェーン調整プロトコルを通じてそれらを統合し、ユーザーがネットワーク全体が 1 つのチェーンを使用しているように感じることができます。
Polygon 2.0 は、無制限の数のチェーンをサポートすることに尽力しており、追加のセキュリティや信頼の前提を必要とせずにクロスチェーンのインタラクションを安全かつ瞬時に実行できるため、無制限のスケーラビリティと統一された流動性が可能になります。
1. 構造的枠組み
出典: Polygon ブログ
Polygon 2.0 は 4 つのプロトコル層で構成されています。
1) プレッジ層
プレッジ層は、PoS (Proof of Stake) に基づくプロトコルであり、プレッジ $MATIC を使用して分散ガバナンスを実現し、バリデーターを効率的に管理し、マイナーの効率を向上させます。
図からわかるように、Polygon 2.0 では、プレッジ層でバリデータ マネージャーとチェーン マネージャーを提案しています。
ステーキング層は、各チェーンに対応するルールの基礎となる構造をすでに策定しているため、開発者は独自のチェーンの開発に集中するだけで済みます。
出典: Polygon ブログ
2) 相互運用性レイヤー
クロスチェーン プロトコルはネットワーク全体の相互運用性にとって重要であり、クロスチェーン メッセージングを安全かつシームレスに実行する方法は、すべてのハイパーチェーン ソリューションが継続的に改善する必要があるものです。
現在、Polygon はサポートのためにアグリゲーターとメッセージ キューという 2 つのコントラクトを使用しています。
ZK 証明がアグリゲータによって受け入れられると、受信チェーンはすべて ZK 証明を信じるため、楽観的にメッセージの受け入れを開始でき、シームレスなメッセージ配信などが実現します。
3) 実行層
実行レイヤーを使用すると、任意の Polygon チェーンで、ブロックとも呼ばれる順序付けされたトランザクションのバッチを生成できます。ほとんどのブロックチェーン ネットワーク (イーサリアム、ビットコインなど) は、同様の形式でブロックチェーンを使用します。
実行層には、次のような複数のコンポーネントがあります。
この層はコモディティ化されているが実装が比較的複雑であることを考慮すると、既存の高性能実装 (Erigon など) を可能な限り再利用する必要があります。
4) プルーフ層
プルーフ層は各ポリゴンのプルーフを生成します。これは、通常次のコンポーネントを備えた高性能で柔軟な ZK プルーフ プロトコルです。
2. 主要テクノロジー
出典: Polygon ブログ
1) zkEVM の有効性
Polygon 2.0 アップデートでは、チームは元の Polygon POS を保持したまま、zkEVM validium にアップグレードしました。
出典: Polygon ブログ
ここでの単純な普及科学の下では、Validium と Rollup は両方ともレイヤー 2 ソリューションであり、その目的はイーサリアムのトランザクション容量を拡大し、トランザクション時間を短縮することです。 2 つを比較してください:
Validium は低コストで拡張性の高いロールアップであることがわかります。ただし、バージョンアップ前の Polygon zkEVM (Polygon POS 機構) の動作原理は (ZK) Rollup であり、これでもかなりの成果が得られました。発売からわずか 4 か月で、TVL は 3,300 万米ドルに急上昇しました。
出典: デフィラマ
長期的には、Polygon PoS に基づいて zkEVM のプルーフを生成するコストが将来の拡張の障害となる可能性があります。 Polygon チームは Batch のコストを削減するために懸命に取り組んできましたが、コストは非常に印象的な数字まで削減されました。1,000 万トランザクションのコストはわずか 0.0259 ドルであることが証明されました。ただし、Validium の方がコストが低いので、使用しない手はありません。
Polygon が正式にドキュメントをリリースしました。将来のバージョンでは、**Validium は以前の POS の作業を引き継ぎながら、POS も保持します。POS 検証ツールの主な役割は、データの可用性を確保し、トランザクションを並べ替えることです。 **
アップグレードされた zkEVM Validium は、非常に高い拡張性と非常に低いコストを提供します。 Gamefi、Socialfi、DeFiなど、トランザクション量が多く、トランザクション手数料が低いアプリケーションに非常に適しているためです。開発者にとっては特に操作は必要なく、メインネットとともにアップデートするだけでValidiumのアップデートが完了します。
2) zkEVM ロールアップ
現在、Polygon PoS (間もなく Polygon Validium にアップグレード予定) と Polygon zkEVM Rollup が、Polygon エコシステムの 2 つのパブリック ネットワークです。これはアップグレード後も同様であり、一方は集約として、もう一方は検証として、最先端の zkEVM テクノロジーを使用する両方のネットワークの利点が追加されます。
Polygon zkEVM Rollup はすでに最高レベルのセキュリティを提供していますが、コストが若干高く、スループットが制限されます。ただし、高価値の DeFi Dapps など、高価値のトランザクションを処理し、セキュリティを優先するアプリケーションには適しています。
＃＃六。軌道決定
Arbitrum は現在最も重要な L2 パブリック チェーンであり、2021 年 8 月の立ち上げ以来、TVL は 51 億米ドルを超え、主要な L2 として市場シェアの 54% 近くを占めています。
Arbitrum は今年 3 月に Orbit バージョンをリリースしましたが、これに先立ち、Arbitrum は一連の環境に優しい製品をリリースしました。
今日はArbitrum Orbitに焦点を当てます。
1. 構造的枠組み
当初、開発者が Arbitrum Orbit を使用して L2 ネットワークを作成したい場合は、まず提案を発行し、Arbitrum DAO によって投票され、可決されれば新しい L2 チェーンが作成されます。ただし、L2 で L3、4、5... を開発するのに許可は必要ありません。カスタマイズされたチェーンを Arbitrum L2 にデプロイするための許可不要のフレームワークを誰でも提供できます。
出典:ホワイトペーパー
ご覧のとおり、Arbitrum Orbit は、開発者が Arbitrum One、Arbitrum Nova、Arbitrum Goerli などのレイヤー 2 に基づいて独自の Oribit L3 チェーンをカスタマイズできるように努めています。開発者はこのチェーンのプライバシー契約、ライセンス、トークン経済モデル、コミュニティ管理などをカスタマイズでき、開発者に最大限の自主性を与えます。
中でも注目すべき点は、Oribit が L3 チェーンの Token を料金決済単位として利用できるようにすることで、独自のネットワークを効率的に展開できることです。
2. 主要テクノロジー
1）AnyTrust をロールアップ
これら 2 つのプロトコルは、それぞれ Arbitrum One と Arbitrum Nova をサポートしています。前に紹介したように、Arbitrum One はコアのメイン ネットワーク ロールアップであり、Arbitrum Nova は 2 番目のメイン ネットワーク ロールアップですが、AnyTrust プロトコルに接続されています。「セキュリティ」を導入することで導入できます。 「仮定」(Trust Assumption) を使用して、決済を迅速化し、コストを削減します。
このうち、Arbitrum Rollup は OP Rollup であるため、これ以上の説明は省略して、AnyTrust プロトコルの詳細な分析を行います。
AnyTrust プロトコルは主にデータの可用性を管理し、DAC (データ可用性委員会) などの一連のサードパーティ組織によって承認されています。そして、「安全仮定」を導入することで、取引コストが大幅に削減されます。 AnyTrust チェーンは Arbitrum One 上でサイドチェーンとして実行され、コストが低くなり、トランザクション速度が速くなります。
では、「信頼の仮定」とは一体何なのでしょうか? なぜそれが存在することで取引コストが削減され、必要な信頼が少なくなるのでしょう?
Arbitrum の公式文書によると、AnyTrust チェーンはノード委員会によって運営されており、最小限の仮定を使用して委員会のメンバーの何人が正直であるかを決定します。たとえば、委員会が 20 人で構成されており、少なくとも 2 人のメンバーは正直であると仮定します。 2/3 メンバーが正直であることを要求する BFT と比較して、AnyTrust は信頼のしきい値を最小限に抑えます。
トランザクションでは、委員会がトランザクションデータを提供することを約束するため、ノードはL2トランザクションのすべてのデータをL1に記録する必要はなく、トランザクションバッチのハッシュ値のみを記録する必要があり、コストを大幅に節約できます。ロールアップの。これが、AnyTrust チェーンがトランザクション コストを削減できる理由です。
信頼の問題については、前述のように、20 人のメンバーのうち 2 人だけが正直であると仮定されており、その仮定は真実です。 20 人の委員のうち 19 人が取引の正しさを約束する署名をしている限り、取引は安全に実行されます。そうすると、たとえ署名しなかったメンバーが正直であっても、署名した19人のメンバーのうちの1人は正直でなければなりません。
メンバーが署名しなかったり、多数のメンバーが協力を拒否したりして、適切に機能しなくなった場合はどうすればよいでしょうか? AnyTrust チェーンは引き続き実行できますが、元のロールアップ プロトコルにフォールバックし、データは引き続きイーサリアム L1 で公開されます。委員会が適切に機能している場合、チェーンはより安価で高速なモードに戻ります。
Aribtrum は、Gamefi 分野など、高い処理速度と低コストを必要とするアプリケーションのニーズを満たすことを期待して、このプロトコルを開始しました。
2）ニトロ
Nitro は Arbitrum テクノロジーの最新バージョンであり、その主な要素は Prover であり、WASM コードを通じて Arbitrum 上で従来のインタラクティブな不正行為の証明を実行します。 Arbitrum は 2022 年 8 月末にアップグレードを完了し、既存の Arbitrum One を Aribitrum Nitro にシームレスに移行/アップグレードしました。
ニトロには次のような特徴があります。
Oribit のこれらの機能は、Arbitrum の L3 および L4 ユースケースに対する技術サポートを提供し、独自のカスタマイズされたチェーンを作成するためのカスタマイズ性を求める開発者を Arbitrum に引き付けることができます。
＃＃七。スタークネットスタック
StarkWareの共同創設者Eli Ben-Sasson氏は、パリで開催されたEthCCカンファレンスで、StarknetがまもなくStarknet Stackを立ち上げ、あらゆるアプリケーションが独自のStarknetアプリケーションチェーンをパーミッションレスで展開できるようになるだろうと述べた。
Starknet の STARK 証明、Cairo プログラミング言語、ネイティブ アカウント抽象化などの主要なテクノロジは、Starknet の迅速な開発を強力に保証します。開発者が Stack を使用して独自の Starknet アプリケーション チェーンをカスタマイズすると、スケーラブルで自由に構成できるため、ネットワーク スループットが大幅に拡張され、メイン ネットワークの輻輳が軽減されます。
Starknet は現時点では暫定的なアイデアにすぎませんが、正式な技術文書はまだリリースされていません。ただし、Madara Sequencer と LambdaClass は、Starknet への適応を高めるために、それぞれ Starknet 互換の Sequencer コンポーネントと Stack コンポーネントとして開発されています。当局者らは、完全なノード/実行エンジン/検証やその他のコンポーネントの開発を含め、今後の Starknet Stack にも熱心に取り組んでいます。
注目に値するのは、つい最近、StarkNet が、L2 の現在のシングルポイント操作シーケンサーの現状を変えることを期待して、「簡易分散プロトコル」提案を提出したことです。イーサリアムは分散化されていますが、L2s は分散化されておらず、その MEV 収入によりシーケンサーは悪くなっています。
StarkNet は、提案の中で次のようないくつかの解決策を列挙しました。
さらに、ZK 認証、L1 ステータスの更新などの計画があり、コミュニティが許可なく証明者コードを操作することをサポートするという以前の主要な取り組みと組み合わせることで、StarkNet の提案は、L2 の分散化の欠如を解決し、L2 のバランスをとろうとしています。ブロックチェーンの不一致、おそらく三角形の問題が非常に顕著です。
出典:esource/the-starknet-stacks-growth-spurt/
##8. 結論
この章では、CP と主要なレイヤ 2 スタックの技術的な説明を通じて、現在のレイヤ 2 スタック ソリューションがイーサリアムの拡張問題を効果的に解決できることを実際に知ることができますが、特に観点から見ると、一連の課題と問題ももたらします。互換性、性的関係。 L2 のスタック ソリューションの技術は CP ほど成熟していませんが、3 ～ 4 年前の CP の技術コンセプトであっても、現在の L2 から学ぶ価値はあります。したがって、技術レベルでは、現在の CP は依然としてレイヤ 2 よりもはるかに優れています。しかし、先進的な技術だけでは十分ではなく、次回の第2回では、CPスタックとL2スタックのそれぞれの長所、短所、特徴をトークン価値やエコロジー発展の観点から解説し、読者の視点を向上させたいと考えています。
参考文献:
/@eternal1 997 L
/polkadot-network/a-brief-summary-of-everything-substrate-and-polkadot-f1f21071499d
ocs/reference/concepts/hyperscaling.html#what-are-hyperchains
/オフチェーンラボ