イーサリアムの進化: レイヤー 2 スケーリングとワンクリック マルチチェーンの無限の可能性

著者: YBB Capital 研究者 Ac-Core コンパイラ: 0xjs@金财经

TLDR：

• 統一された標準が存在せず、ブロックチェーンごとにアーキテクチャやコンセンサスメカニズムが異なるため、クロスチェーン資産転送プロセスは複雑でコストがかかります。既存のサードパーティ製ブリッジは信頼性とセキュリティの課題に直面しており、集中型ブリッジは流動性を維持してコストをユーザーに転嫁する必要があります。ワンクリックチェーン発行はトリレンマの解決に似ており、資産ブリッジングの妥協案です。

• 市場の成熟度は OP Stack と Superchain によって牽引されており、Base はその成功例です。 AggLayer はイーサリアムとネイティブ互換性があり、より容易に受け入れられますが、集約プロセスの安全性と信頼性を確保する必要があります。 Elastic Chain の成功は ZKSync の開発にかかっています。私たちは短期的には OP、長期的には ZK について楽観的です。

• 業界のイノベーションが不十分であることを背景に、DeFi は依然としてロールアップの主要なアプリケーション シナリオです。現時点では、DePIN、RWA、および大規模な GameFi プロジェクトがロールアップに表示される可能性は低く、一方、SocialFi および NFT 市場が表示される可能性がありますが、市場の人気は不確実です。ブロックチェーン全体がマシュー効果を示しており、ロールアップの無制限発行の傾向は、トップレベルでは長期的に注目に値し、中位レベルと下位レベルでは短期的に注目に値します。

1. 列島をつなぐ：橋の問題

チェーン間で資産を転送する場合、各ブロックチェーンには独自のアーキテクチャ、コンセンサスメカニズム、状態証明、状態遷移があり、統一された標準と相互運用性が欠如しているため、複雑なクロスチェーン通信とデータ交換が発生します。これらの検証プロセスは、オンチェーンで実行するにはコストが高すぎることがよくあります。この制限により、他のチェーンの状態を確認するための複数の当事者による署名委員会が急増しました。したがって、すべてのブロックチェーン間の相互運用性を実現できる普遍的な分散型標準やプロトコルは存在せず、異なるブロックチェーン間の資産の自由な流れが制限されます。

クロスチェーン資産転送を実現するために、多くのサードパーティ ブリッジが登場しましたが、これらのブリッジは信頼問題に関連するネットワーク セキュリティの重大な課題に直面しています。たとえ集中型ブリッジが完全なセキュリティを確保できたとしても、これらの運用コストをユーザーに転嫁するために、統合された各チェーンで十分な流動性を維持する必要があります。現在、ネイティブの分散型アセット ブリッジングとサードパーティ ブリッジを信頼するという困難に対処することができません。そのため、ZKsync、Polygon、Optimism は、ローカライズされたマルチチェーン拡張を実現するために、Elastic Chain、AggLayer、Superchain Explainer などのよりネイティブなソリューションを立ち上げています。 。

2、ZKsync3.0：弾性チェーン

画像ソース: zksync.mirror

2023 年、ZKsync の背後にある主要な開発会社である Matter Labs は、開発者が ZKsync テクノロジーに基づいて独自のブロックチェーンを構築できるツールキットである ZK Stack をリリースしました。基本的に、これらのカスタム チェーンは Elastic Chain を通じて相互接続され、ZKsync 3.0 を単一の Ethereum L2 から Elastic Chain に変換します。

2024 年 6 月 7 日にリリースされた ZKsync 3.0 プロトコル コア アップグレードは、これまでの ZKsync の最も複雑なアップグレードです。 ZKsync L1 ブリッジを共有ルーター コントラクトに再構成して、相互運用可能な ZK チェーンの拡大するネットワークをサポートします。 ZK Stack フレームワークは、チェーン間のネイティブ、トラストレス、低コストの相互運用性を可能にします。

Matter Labsは、「Elastic ChainはZK Chain（ロールアップ、バリディウム、ボリション）で構成される無限にスケーラブルなネットワークであり、数学的検証手法を通じてセキュリティを確保し、統一された直感的なユーザーエクスペリエンスの下でシームレスな相互運用性を実現するように設計されています」と述べています。 ZKsync エコシステム内でよりスムーズかつ効率的になります。」

2.1 弾性チェーンのアーキテクチャ

Elastic Chain は ZK テクノロジーに完全に依存しているわけではなく、他の非 ZK マルチチェーン システムに ZK プルーフの「パッチ」を単純に追加することもできません。全体として、そのネットワークは、ZK ルーター、ZK ゲートウェイ、ZK チェーンの 3 つのコンポーネントを通じて実装されています。

1. ZKルーター：

• コア ルーティング メカニズム: ZK Router は、ZKSync 3.0 アーキテクチャの主要なルーティング コンポーネントであり、ネットワーク内のさまざまなチェーンとノード間の通信とデータ送信の管理と調整を担当します。

• クロスチェーン通信: ZK Router は、効率的なクロスチェーン通信プロトコルを使用して、異なるチェーン間の高速かつ安全なデータ送信を保証し、ネットワーク全体の相互運用性とパフォーマンスを強化します。

2. ZKゲートウェイ：

• 入口ノードと出口ノード: ZK ゲートウェイは、ZKSync 3.0 ネットワークの入口ノードと出口ノードとして機能し、外部ブロックチェーン (イーサリアム メインネットなど) と ZKSync ネットワーク間の対話を処理します。

• アセットブリッジング: 外部ブロックチェーンと ZKSync ネットワーク間のアセットブリッジングと転送を担当し、異なるチェーン間のアセットの安全かつ効率的なフローを確保します。

• トランザクション集約: ユーザートランザクションをバッチに集約し、ゼロ知識証明を生成して検証のために外部ブロックチェーンに送信することで、オンチェーンのデータ負荷とトランザクション手数料を削減します。

• ミドルウェア: ZK チェーン間の包括的な相互運用性を実現するために、イーサリアムと ZK チェーンの間に展開されるミドルウェアとして理解できます。

3. ZK チェーン: ゼロ知識証明を生成および検証し、ロールアップと調整のために結果を ZK ルーターに送信することで、トランザクションの有効性とセキュリティを確保します。これらは ZK ゲートウェイを介して L1 スマート コントラクトと相互接続されており、完全に独立しており、カスタマイズ可能で、ZK スタックを使用して構築されています。

ZKsyncによると、ゲートウェイはエラスティックチェーンの重要なコンポーネントであり、ZKチェーンからイーサリアムへのシームレスな決済を可能にします。ゲートウェイを介して証拠とデータをイーサリアムに送信すると、次の利点が得られます。

• クロスバッチおよびクロスチェーンの証明合成: L1 検証コストを削減します。

• ステートフル デルタ圧縮: ゲートウェイに送信されるデータの小さなバッチを圧縮し、それらを大きなバッチとして L1 に効率的に転送します。

• ファイナリティの高速化: チェーン プルーフを検証し、多数のバリデーターからのステーキングによって強化された低レイテンシーのクロスチェーン ブリッジングによる競合を防止します。 Z K チェーンは他のチェーンを信頼する必要はありません。

• アクティビティ: 各 ZK チェーンのアクティビティは、そのバリデーターによって独立して管理されます。ゲートウェイはそのアクティビティに影響を与えません。チェーンはゲートウェイから自由に離れることができます。

• 検閲耐性: クロスチェーン強制トランザクションは、通常の L1 検閲耐性トランザクションよりも安価になり、すべてのユーザーにとって使いやすくなります。

ZK チェーンは ZK ゲートウェイを使用する必要がなく、イーサリアムに直接決済でき、チェーンのセキュリティに影響を与えることなく ZK ゲートウェイ ネットワークから離れることを自由に選択できます。 ZK ゲートウェイの使用とイーサリアムへの直接設定を切り替えることができます。 ZK ゲートウェイは、ネットワークの復元力と信頼性を確保するために、バリデーターの分散型トラストレス クラスターによって運用されます。この分散型検証プロセスに参加するには、ERC20 トークンが必要です。 ZKSync ネットワーク ガバナンスは、この目的のためにトークン (おそらく ZK トークン) を指定します。

バリデーターには、ブリッジ料金と、ZK ゲートウェイに公開された状態デルタ データのバイトごとの料金が請求されます。これにより、オンチェーントランザクションの価値が増加するにつれてバリデーターの収入が飛躍的に増加する可能性があるため、ZK Gateway に参加するようバリデーターに動機付けられます。さらに、バリデーターによって提供される再圧縮サービスのおかげで、ZK ゲートウェイを介してデータを決済する方が、イーサリアム ネットワーク上で直接決済するよりも安価になります。これがおそらく、ほとんどの ZK チェーンが参加することを選択する理由です。

3、ポリゴン 2.0：アグライヤー

画像ソース: Polygon Agglayer

3.1 Agglayer デザインの起源

OP Stack や ZK Stack と同様に、Polygon CDK を使用して作成されたブロックチェーンは Agglayer に直接統合でき、統合ブリッジングおよびセキュリティ サービスを活用して他のブロックチェーンとの相互運用性を実現します。これが Polygon 2.0 のコア アーキテクチャを形成します。

Agglayer の核となるアイデアは、Umbra Research が提案した Shared Validity Sequencing 設計に由来しています。この設計は、複数のオプティミスティック ロールアップ間でアトミックなクロスチェーン相互運用性を実現することを目的としています。共有シーケンサーを使用することにより、システムはトランザクションの順序付けと複数のロールアップのステート ルート パブリッシュを均一に処理し、アトミック性と条件付き実行を保証できます。

これを実現するには、次の 3 つの要素が必要です。

• 共有シーケンサー: クロスチェーン トランザクション リクエストを受信して​​処理します。

• ブロック構築アルゴリズム: 共有シーケンサーは、クロスチェーン操作を含むブロックを構築し、そのアトミック性を保証します。

• 共有不正防止: 関連するロールアップ間で共有不正防止メカニズムを実装し、クロスチェーン操作を実行します。

既存のロールアップにはすでにレイヤー 1 とレイヤー 2 間の双方向メッセージング機能があるため、Umbra はこれら 3 つのコンポーネントを補うために MintBurnSystemContract (Burn および Mint) を追加するだけでした。

作業過程：

• チェーン A の書き込み操作: 任意のコントラクトまたは外部アカウントから呼び出すことができ、成功後に burnTree に記録されます。

• チェーン B の Mint 操作: シーケンサーによる実行が成功した後、mintTree に記録されます。

不変条件と一貫性:

• マークル ルートの一貫性: チェーン A の burnTree とチェーン B の mintTree のマークル ルートは、クロスチェーン操作の一貫性とアトミック性を確保するために、まったく同じである必要があります。

システム操作:

• 共有シーケンサーは、トランザクション バッチと両方のロールアップの宣言された状態ルートをイーサリアムに公開する責任を負います。集中型または分散型 (Metis など) も可能です。シーケンサーはトランザクションを受信し、ロールアップ A および B のブロックを構築します。 A 上のトランザクションが MintBurnSystemContract と正常に対話すると、対応する Mint トランザクションを B 上で実行しようとします。 Mint トランザクションが成功すると、A の Burn トランザクションと B の Mint トランザクションの両方が含まれます。失敗した場合は、両方のトランザクションが除外されます。

3.2 Agglayer コアコンポーネント:

Polygon 2.0 の Agglayer では、Unified Bridge と Pessimistic Proofs がそのコア コンポーネントです。

1. ユニファイドブリッジ

技術的枠組み:

• クロスチェーン通信: Unified Bridge の中核は、異なるチェーン間のシームレスな通信を実現し、クロスチェーン通信プロトコルを介して、異なるレイヤー 2 ソリューションとイーサリアム メイン ネットワーク間のデータと資産の転送を実現することです。

• 流動性の集約: ブリッジはさまざまなレイヤー2ソリューションからの流動性を集約し、ユーザーが流動性の断片化を心配することなくチェーン間で資産を自由に移動できるようにします。

実装ロジック:

• メッセージ パッシング: Unified Bridge は、メッセージ パッシング メカニズムを通じてクロスチェーン通信を実装します。メッセージには関連するトランザクション情報が含まれており、ブリッジ プロトコルを通じてチェーン間で受け渡されます。

• アセットのロックとリリース: ユーザーが特定のチェーン上のアセットをロックすると、Unified Bridge はターゲット チェーン上の同じ価値のアセットを解放します。このプロセスでは、スマート コントラクトを使用してセキュリティと透明性を確保します。

• 相互運用性プロトコル: 異なるチェーン間の相互運用性を確保するために、Unified Bridge は標準化された相互運用性プロトコルを使用します。これらのプロトコルは、クロスチェーン トランザクションの処理方法、トランザクションの有効性の検証方法、および潜在的な競合の解決方法を定義します。

出典: 集合ブロックチェーン: 新しい論文

2. 悲観的な証拠

技術的枠組み:

• セキュリティ: 悲観的証明は、不正な取引を防ぐために設計されたセキュリティ対策です。すべてのトランザクションが有効であることを確認するために、トランザクション検証中に追加の検証手順が導入されます。

• 遅延検証: 楽観的な証明とは異なり、悲観的な証明はトランザクションが悪意のあるものである可能性があり、確認前に完全に検証されることを前提としています。

実装ロジック:

• 事前検証: トランザクションが送信されると、システムは基本的なトランザクション情報、署名の有効性などのチェックを含む事前検証を直ちに実行します。

• 詳細な検証: 予備検証に合格した後、トランザクションは詳細な検証段階に入り、システムは一連のスマート コントラクトを呼び出して、トランザクションの複雑さと潜在的なリスクをチェックします。

• 紛争解決: 検証プロセス中に問題が見つかった場合、システムは紛争解決メカニズムをトリガーします。これにより、ユーザーとバリデーターは追加の証明を提出して紛争を解決し、トランザクションの最終的な正当性を保証することができます。

Agglayer は、Unified Bridge と Pessimistic Proofs を統合することにより、安全性が高く、スケーラブルで相互運用可能なブロックチェーン環境を提供します。これらのコンポーネントはシステムのセキュリティを強化するだけでなく、クロスチェーントランザクションを簡素化し、ユーザーがチェーン間でやり取りしやすくします。詳細については、YBB Capital の以前の記事「From Modularity to Aggregation: Exploring the Agglayer Core of Polygon 2.0」を参照してください。

4. 楽観主義: スーパーチェーンの説明者

2023 年、オプティミズムは、ワンクリック展開への道を先導する先駆者となり、統合ネットワークの標準を確立した OP Stack でした。 OP Stack は、イーサリアムのスケーリング ソリューションである Optimism Superchain の起動プラットフォームであり、OP Stack を使用して構築されたすべての L2 間の対話とトランザクションのハブです。

Optimism Superchain は、共通の OP Stack 開発スタック、ブリッジング、通信層、セキュリティを共有し、個々のチェーンが連携して 1 つのユニットとして動作できるようにします。この構造は 5 つの異なるレイヤーに分割でき、それぞれに特定の目的と機能があります。

• データ可用性レイヤー: OP スタックに基づいて、主にイーサリアム DA を通じて、チェーンへの生の入力の主なソースを決定します。

• 順序付けレイヤー: ユーザー トランザクションの収集および転送方法を制御し、通常は単一の順序付け者によって管理されます。

• 派生レイヤー: 主にロールアップ テクノロジを使用して、元のデータを実行レイヤーの入力に処理します。

• 実行層: イーサリアム仮想マシン (EVM) を中心モジュールとして、システム状態の構造と変換機能を定義します。

• 決済層: 外部ブロックチェーンが証明ベースの障害検証を通じて OP スタック チェーンの有効な状態を確認できるようにします。

Elastic Chain や Agglayer と比較すると、Optimism Superchain が最初に市場に参入し、かなりのシェアを占めました。注目に値するのは、その高いオンチェーン活動を反映して、それに基づいて打ち上げられた基地が毎日のガス支出の大部分を占めていることです。

出典: Dune Optimism — スーパーチェーンのオンチェーン データ

5. ワンクリックリンク掲載についての主観

5.1 AggLayer、スーパーチェーン、エラスティックチェーンの競合分析

(このセクションの内容は著者の個人的な見解のみを表しています。)

上記の 3 つの拡張計画は、それぞれのロールアップ拡張の物語を継続しています。市場の成熟度の観点から見ると、OP Stack と Superchain が市場を占有し、その中で最も成功した代表者が Base です。

AggLayer にはネイティブ互換性という利点があり、基礎となるプロトコルに大幅な変更を加えることなく、既存のイーサリアム ネットワーク上で直接実行できます。これにより、既存のイーサリアムユーザーや開発者がよりアクセスしやすくなります。課題は、重合プロセスの安全性と信頼性を確保することです。

Elastic Chain の予備的な判断は、ZKsync エコロジーの発展とコミュニティ構築に依存します。ZKsync 自体が発展できない場合、Elastic Chain は開発者を惹きつけ、コミュニティの熱意を維持するという課題に直面する可能性があります。市場とテクノロジーの両方の観点から見て、それは有望です。 OP、私は長期的にはZKについて楽観的です。

ただし、これら 3 つのソリューションに固有の問題は、ロールアップの比較的集中的な性質です。最近、ロールアップ ベースのスケーリング ソリューションが潜在的な競合相手として浮上しています。シーケンサーをイーサリアム自体である L1 に直接移動するため、追加のシーケンサーや L2 の複雑な検証手順が不要になります。 MEV には潜在的な問題がいくつかありますが、このよりネイティブな拡張アプローチは将来の開発において注目に値します。

出典: ZKsync — Elastic Chain の紹介

5.2 ロールアップの今後の動向と応用革新

全体として、「ワンクリックチェーンパブリッシング」の推進により、イーサリアムの主要な拡張ソリューションとしてロールアップの数は増加し続けるでしょう。たとえビットコインエコシステムが2023年に繁栄したとしても、その非ネイティブ拡張は多くのイーサリアム拡張コンセプトを借用することになるでしょう。市場の革新が制限されている場合、ロールアップ アプリケーションの革新と影響は制限される可能性があります。

各 VM チェーンにとって、市場がどのように変化しても TVL は重要な指標であるため、初期のアプリケーションはさまざまな DeFi プロトコルである可能性があります。さらに、SocialFiプロトコルやNFT取引市場も出現する可能性があります。

他の分野では、DePIN はロールアップと L1 での発展に苦戦する可能性があり、ソラナでリーダーが現れる可能性があります。 RWA コンセプトは L1 で発展する可能性が高くなりますが、ロールアップではあまり自信がありません。 GameFi も上昇しますが、大規模なゲームには GameFi を核としたロールアップでのみチャンスがあります。したがって、現在最も確実なアプリケーションは DeFi 関連です。

しかし、ブロックチェーン業界におけるマシュー効果は明ら​​かであり、マルチチェーン時代の到来により、トッププロジェクトにリソースが集中し、強いものは引き続き強くなり、弱いものは淘汰されていきます。

YBBキャピタル調査レポートのオリジナルリンク