学生著者| @twilight\_momo講師| @CryptoScott\_ETH開始時刻 | 2024.6.131. 単一のブロックチェーンは包括的であり、データの保存からトランザクションの検証など、ネットワークのさまざまな側面を独自に担当しています。一方、モジュラー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割することで、特定の機能でパフォーマンスのサポートとスムーズなユーザーエクスペリエンスを提供することができ、ある程度「不可能な三角保ち合い」の問題を解決します。2. 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、イーサリアムはモジュール化の設計に肥沃な土壌を提供しています。ブロックチェーン技術の発展に伴い、ビットコインエコシステムもモジュール化の可能性を探求しており、新しいモジュールを追加して改良されたプライバシーガード、より効率的な取引処理、強化されたスマートコントラクト機能などを実現しています。3. モジュール化技術は、より「ソウル化」されたプラグアンドプレイ製品の考え方を表しており、将来は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ことになります。あらゆる種類のサービスや機能はレゴブロックのように簡単に挿入および取り外しが可能です。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要件に基づいて、迅速にブロックチェーンソリューションを構築および展開することができます。モジュラーブロックチェーンを探究する際には、まずモノリシックブロックチェーン（Monolithic Blockchain）という概念を理解する必要があります。ビットコインやイーサリアムなどのモノリシックチェーンは、その包括性で知られており、データの保管から取引の検証、そしてスマートコントラクトの実行まで、ネットワークのあらゆる側面を独立して担当しています。この過程で、モノリシックチェーンはすべての分野に精通した多面手（generalist）の役割を果たしています。イーサリアムを例にとると、成熟した単一の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まかに分けることができます。*実行層(ution層)*決済レイヤー*データ可用性レイヤー/DAレイヤー* 共识层 (コンセンサス層)下の図は、ブロックチェーン上での会計をサッカーゲームに例えて、各レイヤーの役割を詳しく説明しています。この比喩を通じて、私たちはブロックチェーンの各アーキテクチャがどのように協力して動作するかをより明確に理解することができます。単一のブロックチェーンはすべての機能を1つのチェーン上で実行するのに対し、モジュラーブロックチェーン（Modular Blockchain）はブロックチェーンシステムを複数の専門コンポーネントやレイヤーに分解し、それぞれのコンポーネントが特定のタスク（コンセンサス、データ可用性、実行、決済など）を処理する新しいタイプのブロックチェーンアーキテクチャです。モジュラーブロックチェーンは、一群の専門家がそれぞれの領域での深い探求と技術革新に注力するようなものです。このような注力により、モジュラーブロックチェーンは特定の機能で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ます。例えば、より低いコストでより高速なトランザクション処理速度を提供することができます。ノードアーキテクチャでは、シングルチェーンはフルノードに依存しており、これらのノードはブロックチェーン全体のデータコピーをダウンロードして処理する必要があります。これはストレージおよび計算リソースに対して高い要件を提示するだけでなく、ネットワークの拡張速度を制限します。それに対して、モジュラーブロックチェーンはライトノード設計を採用しており、ブロックヘッダー情報のみを処理する必要があります。これにより、トランザクション速度とネットワーク効率が大幅に向上します。モジュラーブロックチェーンの顕著な利点の1つは、その柔軟性と協調性にあります。それらは非コア機能を他の専門家に外部委託し、協力効果を生み出し、全体のパフォーマンスを著しく向上させることができます。この設計哲学はレゴブロックに似ており、開発者がプロジェクトの要件に応じて異なるモジュールを自由に組み合わせ、多様なソリューションを生み出すことを可能にします。尽管単体チェーンは全体的な制御、セキュリティ、安定性の面で優位性がありますが、拡張性、アップグレードの難しさ、新しい要求に適応することに直面しています。モジュラーブロックチェーンはその高い柔軟性とカスタマイズ性により、新しいブロックチェーンの作成と最適化プロセスが簡素化されています。しかし、モジュラーブロックチェーンも独自の課題に直面しています。その複雑なアーキテクチャは、開発者による設計、開発、およびメンテナンスの作業量を増加させています。新興技術であるモジュラー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による試練を経験していません。その長期的な安定性とセキュリティは、さらなる検証が必要です。なぜモジュラーブロックチェーン技術が広く注目され、「未来のトレンド」と予言されているのか？これは、ブロックチェーン領域で有名な「不可能な三角保ち合い」理論と密接に関連しています。ソース:チェーンリンクブロックチェーンの「不可能三角」は、ブロックチェーンネットワークが同時にセキュリティ、非中央集権性、拡張性の3つの主要な属性すべてで最適な状態に達することが困難であることを指します。* **可扩展性**は、ネットワークが大量の取引を処理し、ユーザーと取引量が増加する際に効率的かつ低コストに動作する能力に焦点を当てています。通常、TPS（トランザクション/秒）と遅延（取引確認にかかる時間）で測定されます。* **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保護するためのコストと難しさに関連しています。例えば、BTCのPOWメカニズムでは、攻撃者は全体の51%以上のコンピューティングパワーを保持する必要があり、イーサリアムのPOSメカニズムでは、1/3以上のノードが共謀する必要があります。* **去中心化性**は、ネットワークの動作が単一の中心ノードに依存せず、複数のノードに分散していることを示しており、ノードの数が多く、地理的に広く分布しているほど、ネットワークの去中心化度が高くなります。「不可能なトリレンマ」の核心的な視点は、ブロックチェーンシステムがこれらの3つの特性をすべて最適化することは困難であるということです。例えば、多くのパブリックチェーンの中で、ビットコインとイーサリアムは広範なノードの分布と十分なノードの数を持っており、分散化とセキュリティの面で優れたパフォーマンスを発揮しています。しかしながら、それらは一定の拡張性を犠牲にしており、取引速度が遅く、手数料が高くなっています。ビットコインのブロック生成時間は約10分で、イーサリアムのTPSは約13です。取引量が急増すると、イーサリアムの取引手数料は数百ドルに達する可能性があります。正にこのような背景の下、モジュラーブロックチェーン技術が登場し、異なる機能を専用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が拡張性と取引コストの課題を解決しました。例えば、BTCのライトニングネットワークやイーサリアムのRollup技術は、モジュラー思想の具現化です。モジュラーブロックチェーンの利点は、レイヤー構造によるもので、各レイヤーは特定のニーズに合わせて最適化されます。データレイヤーはデータの保存と検証に焦点を当て、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。このような分離は、性能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、オープンでインターコネクトされたエコシステムの構築に基盤を提供します。総括すると、モジュラーブロックチェーン技術は、従来のパブリックチェーンの制約を解決する新たな手段を提供しています。それは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より低い取引コストを実現し、ブロックチェーン技術の幅広い適用と長期的な発展に重要な意義を持っています。モジュラーブロックチェーンのアーキテクチャ特性に基づいて、異なるタイプに分類することができます。これらのタイプの中で、データの可用性層とコンセンサス層は密接に依存しているため、通常は統一された一体として設計されます。これは、ノードがトランザクションデータを受け取ると同時にトランザクションの順序も決定することが一般的であり、これがブロックチェーンのセキュリティと改ざんできない性質の核心です。この設計原則に基づいて、モジュラーブロックチェーンの異なるプロジェクトを実行レイヤー、データの可用性レイヤー、コンセンサスレイヤー、決済レイヤーの3つの側面から理解することができます。レイヤー2技術は、ブロックチェーンアーキテクチャの実行レイヤーとしての拡張であり、モジュラーブロックチェーンの概念の一例です。レイヤー2は、ベースレイヤーの上に構築されたオフチェーンネットワーク、システム、またはテクノロジーを通じて、メインチェーンのスケーラビリティを向上させることを目指しています。Layer 2 解決方案は、より迅速でコスト効果の高い取引処理を可能にし、同時に基礎となるブロックチェーンのセキュリティと分散化の特性を維持します。@0xning によって作成されたデューンのダッシュボードによると、イーサリアムエコシステム上でのLayer 2の検証と清算にかかるガスの割合は平均で10%未満であり、ユーザーの取引コストを大幅に削減しています。源：Rollup 技術は現在、レイヤー2の最も主流なソリューションであり、その核心理念は「链下执行，链上验证」であり、計算などを链下で実行し、その後に calldata データをメインネットにアップロードすることです。**オフチェーン执行**Rollup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トランザクション証明を検証し、元のトランザクションデータを保存するだけです。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、ストレージ要件が減少し、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パッキング技術を採用しています。それは物流の貨物集荷と同じように考えることができます。個々の貨物を単独で送ると高額な運賃がかかりますが、Rollup技術は複数のトランザクションを一緒にパッキングすることで、一度の「輸送」のみで、トランザクションごとのコストを大幅に削減します。**オンチェーン検証**オンチェーンの検証は、レイヤー2ネットワークのセキュリティにとって重要です。レイヤー2ネットワークは、基礎となるブロックチェーン上の潜在的な分岐を解決するために暗号化された証明を提供する必要があります。現在、2つの主流の証明メカニズムは、「誤り証明」と「有効性の証明」であり、それぞれOptimistic RollupsとZK Rollupsをサポートしています。**オプティミスティック ロールアップのエラー証明**Optimistic Rollupsは、すべての取引がデフォルトで有効であるという楽観的な仮定に基づいており、明確な証拠がない限り、エラーが存在すると見なされます。このモデルは、チャレンジ期間中のエラー証明（詐欺証明）に依存しており、ネットワーク参加者はスマートコントラクトの状態に挑戦するための証拠を提出して、ネットワークの公正性と透明性を確保しています。L2BEATのデータによると、Optimistic Rollupsメカニズムを採用しているLayer 2は合計16つあります。例えば、Arbitrum、OP、Base、Blastなどです。出典:l2beat.com**ZKロールアップの有効性の証明証明**Optimistic Rollups とは異なり、ZK Rollups はより慎重な方法を採用しており、すべてのトランザクションは受け入れられる前に有効性の証明を必要とします。この証明メカニズムは、Layer 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する検証プロセスに似ています。要するに、有効性証明はZK-Rollupsの基盤であり、それによって各トランザクションバッチに対する証明が必要とされ、これにより基盤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変更を検証し承認できるようになります。検証ノードにとって、ZK Rollupsはゼロエラーの決済メカニズムを提供します。なぜなら、各取引は厳格な有効性検証を通過しなければならないからです。L2BEATのデータによると、現在、ZKロールアップメカニズムを採用しているLayer 2は合計11つあります。例えば、Linea、Starknet、zkSyncなどです。出典:l2beat.comCelestia は、モジュラーブロックチェーン領域の先駆者として、本質的にはデータ可用性レイヤーであり、dAppsとRollupの開発に堅実な基盤を提供しています。Celestiaのデータ可用性レイヤーとコンセンサスレイヤーに展開することで、アプリケーション開発者は処理ロジックの最適化に集中し、データの可用性とコンセンサスメカニズムの複雑さをCelestiaに任せることができます。Celestia のアーキテクチャデザインは、モジュラーな拡張に多様なソリューションを提供し、そのアーキテクチャは主に次の3種類のタイプを含んでいます：* 主権ロールアップ：Celestiaはデータ可用性層と共識層を提供し、清算層と実行層は各々の主権チェーンで独自に実装されます。* 決済 Rollup（例：Cevmos プロジェクト）：Celestia が提供する DA およびコンセンサス レイヤーの基盤の上で、Cevmos が決済レイヤーサービスを提供し、アプリケーション チェーンが実行レイヤーの役割を果たします。* Celestium: データの可用性レイヤーは、Celestiaが担当し、共通レイヤーと決済レイヤーはEthereumの強力なネットワークを利用しています。アプリチェーンは引き続き実行レイヤーに注力しています。Celestia は、多くの革新的なテクノロジーを採用し、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しています。イレイジャーコーディング技術Celestia の革新の一つは消去コーディング（Erasure Codes）の適用です。Mustafa Albasan（Celestia の共同創設者の一人）とVitalik Buterin が共著した論文『データの利用可能性のサンプリングと詐欺証明』では、新しいアーキテクチャの考え方が提案されており、フルノードがブロックの生成を担当し、軽ノードがブロックの検証を担当するとされています。消去コーディング技術は、データ転送中に冗長性を導入することで、最大50%のデータ損失でも元のデータブロックを完全に復元できるようにします。このメカニズムは、ブロックデータの100%の利用可能性を確保するために、ブロックプロデューサーはブロックデータの50%をネットワークに公開するだけで十分であることを意味します。悪意のあるプロデューサーがブロックデータの1%を改ざんしようとする場合、実際には50%のデータ全体を改ざんする必要があり、これにより悪意のある者のコストが大幅に増加します。**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）技術を導入することで、ブロックチェーンのスケーラビリティ問題を解決しています。DASのワークフローには、次の重要なステップが含まれます。1. ランダムサンプリング：軽いノードはブロックデータに対して複数のランダムサンプリングを実行し、毎回ブロックデータの一部分だけをリクエストします。2. 信頼性を徐々に向上させる：ライトノードがさらにサンプリングを行い、データの利用可能性に対する信頼性が徐々に高まります。3. 信頼閾値に達する：軽ノードがサンプリングを通じて事前に設定された信頼水準（例：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見なします。このメカニズムにより、ライトノードはブロックデータ全体をダウンロードせずに、ブロックデータの有効性を検証し、ブロックチェーンデータの完全性と利用可能性を確保することができます。 Celestia は、実行状態ではなくデータの利用可能性に焦点を当てており、これによりブロックの生産性が向上し、各ブロックにはより多くのスペースがあり、サンプリングデータをより多く含むことができ、それによりTPS（取引処理量）が大幅に向上します。**EigenDA** は、安全でスループットが高く、分散化されたデータ可用性サービスであり、EigenLayerで立ち上げられた最初のアクティブ検証サービス（AVS）です。AVSは、ノード運用業者と見なすことができ、イーサリアム上の何千ものノード運用業者の中から選ばれたものであり、本職の仕事（イーサリアム共通の検証に責任を持つ）に加えて、いくつかのロールアップなどのネットワークで共通の検証が必要なサービスを追加し、追加収益を得ることができます。再ステーキングされるイーサリアムの量の増加と、将来的にEigenLayerエコシステムにより多くのAVSが参加することにより、RollupsはEigenLayerエコシステム内でより低い取引コストとより高いセキュリティおよび組み合わせ可能性を実現できます。EigenLayer は、イーサリアムに基づく再ステーキングプロトコルであり、イーサリアムの共通層のステーキング者を検証者として利用し、イーサリアムの一部のセキュリティを活用することで、中央集権型サービスプロバイダーまたは独自のトークンに対する信頼リスクを回避し、他のプロジェクト側の開発のハードルを下げています。同時に、イーサリアムの信頼ネットワークを強化し、イーサリアムの価値と影響力を高めています。EigenDAは、アーキテクチャにおいて、ZK技術を使用してLayer2から提出された状態データを検証し、再ステーキングETHによってコンセンサスの安全性を保証するEigenDAネットワークが最終的な決定を担当し、最後にLayer2の状態データを提出してEthereumメインネットに保存します。したがって、EigenDAは、EthereumメインネットのDAサービスにおける検証と最終決定段階のサブパッカーであり、Celestiaのような競合他社ではありません。Avail は、2023年6月に発表されたモジュラーブロックチェーンプロジェクトで、Polygonチームによって2023年に発表されました。今年3月にPolygonから分離して独立したエンティティとして運営されています。現在、Availはテストネット上で稼働しており、最近、DragonflyとCyber Fundが共同リードし、4300万ドルのシリーズA資金調達を完了しました。Availのコアアーキテクチャは、Avail DA、Avail Nexus、Avail Fusionの3つの要素で構成されています。Avail DAはモジュール化されたデータアベイラビリティレイヤーであり、Celestiaと同様に各ブロックチェーンにDAサービスを提供します。Avail Nexusは標準化されたクロスチェーンメッセージパッシングプロトコルであり、CosmosのIBCプロトコルに類似しており、クロスチェーン間の相互操作を提供します。Avail Fusionは、POS共通証明書のマルチアセットステーキングを導入し、Availネットワーク全体に安全な共通証明書を提供することを目指しています。技術的な側面では、Avail DAはKateの多項式コミットメントを使用しており、詐欺証明を回避し、多くのノードが正直であることを仮定する必要はなく、データを利用するためにフルノードに依存しません。これはCelestiaのアーキテクチャとは異なり、Celestiaは詐欺証明に基づいているため、技術的には本質的な違いがあります。CelestiaやAvailなどのモジュール化されたデータ利用可能性ブロックチェーンプロジェクトの台頭に伴い、モジュール化されたDA Warの競争はますます激しくなるでしょう。イーサリアムはDAレイヤーの機能としても分散され、将来的には「一超多強」の競争状況が現れる可能性があります。DymensionはCosmosベースのモジュラーブロックチェーンプラットフォームであり、内蔵されたスケーラビリティアグリゲーションテクノロジーにより、RollAppの開発にシンプル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、特定のアプリケーションに対して迅速に展開するために、Rollup開発キット（RDK）と専用の決済レイヤーを活用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つの中核部分で構成されています。RollApp は、Rollup と App の融合体であり、Dymension 上で特定のアプリケーション向けの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 取引市場などの分散化アプリケーション向けの専用レイヤー2ソリューションとして様々な形式で表示できます。RollAppでは、シーケンサ（Sequencer）が重要な役割を果たしており、ローカルトランザクションの検証、ソート、処理を担当しています。ブロックのパッキングが完了すると、これらのデータはピアフルノードに送信され、Celestiaなどの選択したデータ可用性ネットワークにオンチェーンで公開されます。Celestiaからの応答を受け取った後、シーケンサはその状態ルートをDymension Hubに送信し、コンセンサス形成と決済を実現します。Dymension Hubは、エコシステム全体の中心として、コンセンサス層と決済層の機能を担っています。それはRollAppから状態ルートを受け取り、RollAppに対して最終的な取引確認と決済サービスを提供します。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のタスクを Celestia などの DA ネットワークに委託することができます。これにより、Rollup はこれら2つのネットワークの経済的なセキュリティを共有しつつ、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することができます。Cevmosという名前は、Celestia、EVMos、およびCosmOSを組み合わせて、EVM互換ロールアップの決済レイヤーを提供します。Cevmos自体がロールアップであるため、Cevmosの上に構築されたすべてのロールアップは決済ロールアップと呼ばれています。各ロールアップは、Cevmosロールアップとの最小限の双方向信頼ブリッジを介して、既存のイーサリアムのロールアップ契約とアプリケーションの再展開を実現し、移行作業を削減します。Cevmos上のロールアップはデータをCevmosに公開し、Cevmosがデータを一括処理してCelestiaに公開します。イーサリアムと同様に、Cevmosはロールアップの証明を決済レイヤーとして実行します。Ordinalsプロトコルによるインスクリプションの富裕化効果と、ビットコインETFの承認により、複数の良い要因が集まり、ビットコインエコシステムに新しい活力が注入されています。市場の注目はビットコインエコシステムに向けられ、機関投資家の資金もこの分野に流入しており、ビットコインエコシステムの将来の発展に対する信頼と期待を示しています。このような背景の下、ビットコインのレイヤー2技術は繁栄の兆しを見せ、様々な技術案が競い合い、多様性に富み、活力ある技術生態系を形成しました。さまざまな革新的なソリューションが次々と登場し、ビットコインネットワークの拡張と最適化を共に推進しています。現在、ビットコインのLayer 2についての正確な定義はまだ一般的な合意に達していませんが、本文ではイーサリアムのモジュラーブロックチェーンの理念を参考にし、モジュラリティの観点からビットコインのLayer 2を構築する可能性と方法について探求します。イーサリアムネットワークは、その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、歴史的な状態を保存および検証し、複雑な分散型アプリケーション（DApps）をサポートしています。一方、ビットコインネットワークは、状態を持たない非スマートコントラクトネットワークであり、そのシステム設計の不完全さは主に2つの側面に由来しています。**1. UTXO アカウントシステムの限界**区块链の世界では、主に2つのレコード保存方法が存在します：アカウント/残高モデルとUTXOモデル。ビットコインはUTXOモデルを採用しており、一方でイーサリアムはアカウント/残高モデルを採用しており、これらははっきりと対照をなしています。ビットコインシステムでは、ユーザーはウォレット内の口座残高を見ますが、実際には、サトシナカモトサトシによって設計されたビットコインシステムには残高の概念が含まれていません。 いわゆる「ビットコイン残高」は、実際にはUTXOに基づくウォレットアプリから派生した概念です。 UTXO未使用トランザクション出力の略で、ビットコイントランザクションの生成と検証の中核です。ビットコインの各取引は、入力と出力から成り立っており、各取引は1つ以上の入力を消費し、新しい出力を生成します。これらの新しい出力はすぐに新しいUTXOとなり、将来の取引で消費されるのを待ちます。簡単な資産転送および決済技術構造として、UTXOモデルは、スマートコントラクトなどの複雑な機能をサポートするために拡張することが困難です。2. チューリング完全ではないスクリプト言語ビットコインのスクリプト言語はすべての種類の計算をサポートしていないため、ループや条件制御文がないため、チューリング完全ではありません。この特徴はハッカー攻撃を減らし、ネットワークの安全性を向上させるのに役立ちますが、同時に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も制限されています。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、外部のモジュール拡張に依存する必要があります。その点では、ビットコインはイーサリアムよりもモジュール化への要求がますます高まっています。エコシステムの実行レイヤー、データ可用性レイヤー、コンセンサスレイヤー、クロスチェーンインタラクションレイヤーなどの機能は、すべてモジュール化されて封装および拡張される必要があります。**マーリン**目前、BitcoinのLayer 2の競争では、Merlin ChainのTVLが最も高く、数十億ドルに達しており、Bitcoinエコシステムで最も注目されているプロジェクトと言えます。Bitcoin Layer 2ネットワークとして、Merlin Chainは複数のネイティブBitcoin資産をサポートすると同時に、EVMにも対応しており、BitcoinエコシステムとEthereumエコシステムの両方を考慮しています。ソース：Merlinの機能は、ZK-Rollupネットワーク、分散型オラクルマシンネットワーク、およびオンチェーン防止詐欺に焦点を当てています。**ZK-Rollupネットワーク**ZK-Rollupsの核心は、ゼロ知識証明を使用することです。ゼロ知識証明は、暗号学の一種であり、一方（プルーバー）が別の一方（検証者）に、ある主張が正しいことを証明することができるようにするために使用されます。このプロセスでは、証明者は主張が正しいことを証明するために必要な情報以外は何も開示しません。Merlin Chain は取引をオフチェーンで処理および計算し、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ます。同時に、ZK-rollup は複数の取引証明をバッチに圧縮でき、ビットコインメインチェーンは複数の取引を含む1回の証明を検証するだけで済むため、メインチェーンの作業量が大幅に削減され、取引効率が向上します。**分散型オラクル网络**Merlinの分散型オラクルネットワークは、DAC（Data Availability Committee）の役割を果たし、オフチェーンで完全なDAデータを正確に公開するようにオーダラーを検査および確認します。オラクルネットワークの分散化は、POSの形式を取ることによって実現されており、誰もが十分な資産をステークすれば、オラクルノードを実行できます。このステークメカニズムはBTC、MERLなどの資産、またLidoのような代理ステーキングもサポートしています。**オンチェーン詐欺防止**Merlin 引入 BitVM 的思路，同様に「楽観的 ZK-Rollup 」メカニズムを採用しており、すべての ZK Proof をデフォルトで信頼できるものとしています。エラーが発生した場合にのみ、運営者に対して罰則を科します。検証はビットコインメインネット上で行われるため、ビットコインチェーン上では、技術的制約により ZK Proof を完全に検証することはできず、特定の場合においてのみ ZK Proof の特定の計算手順を検証することができます。そのため、人々は ZKP がオフチェーン検証プロセスで特定の計算手順に誤りがあることを指摘し、詐欺証明によって挑戦するしかありません。**B²ネットワーク**B² Networkは、モジュール化された設計を採用しており、Rollupレイヤー（ZK-Rollup）が実行を担当し、データ可用性レイヤー（B² Hub）がデータを格納し、B²ノードがオフチェーンの検証を行い、最終的な決済レイヤーはビットコインのメインネットです。B² NetworkのZK-Rollup層はzkEVMソリューションを採用し、2層ネットワーク内のユーザートランザクションを処理し、関連する証明を出力します。Rollup層はユーザートランザクションの提出と処理を担当し、DA層は集計データのコピーを保存し、関連するゼロ知識証明を検証します。源：B² Hubは、オフチェーンで構築され、データサンプリング機能をサポートするDAネットワークで、モジュラーなビットコイン拡張ソリューションの先駆とされています。B² Hubは、Celestiaの設計思想を参考にし、データサンプリングと消去コーディング技術を導入しています。これにより、新しいデータを外部の多くのノードに迅速に配布し、データの保留リスクを最小限に抑えることができます。また、B² HubのCommitter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、一般の人々がアクセスできるようにしています。源：B² Networkの将来の計画に基づいて、EVMと互換性のあるB² Hubは、複数のBTC Layer 2のオフチェーン検証層およびDA層になる可能性があり、BTCのオフチェーンの機能拡張層を形成します。BTC自体が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慮し、オフチェーンで機能拡張層を構築する方法がLayer 2エコシステムでますます一般的になるでしょう。B² Hubは、最初のビットコインモジュール化されたサードパーティDAレイヤーとして、他のビットコインLayer 2がビットコインメインチェーンを最終決済層として利用し、ビットコインのセキュリティを受け継ぐことができ、ビットコインネットワークの拡張を促進し、そのアプリケーションの多様性を高めるのに役立ちます。"モジュラーブロックチェーンは未来です"というスローガンは、徐々に理念から現実へと変わりつつあります。モジュラーブロックチェーン技術は、その柔軟性と拡張性により、次世代の分散化アプリケーションの構築に堅固な基盤を提供しています。この技術により、開発者は特定のニーズに基づいて異なるモジュールを選択して組み合わせることができ、より効率的で安全かつメンテナンスしやすいブロックチェーンソリューションを作成することができます。モジュラーブロックチェーンの台頭は、より「ソウル化」されたプラグアンドプレイ製品の考え方を表しています。この考え方では、ブロックチェーンはもはや閉じたシステムと見なされるのではなく、オープンで拡張可能なプラットフォームとして位置付けられ、さまざまなサービスや機能がレゴブロックのように簡単に挿入および取り外しができます。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要件に基づいて、迅速にブロックチェーンソリューションを構築および展開できます。イーサリアム生態系から始まり、ビットコイン生態系でも活躍し、モジュール化技術は暗号資産業界のさまざまな競技場で活躍しています。例えば、ゲーム分野で My Neighbor Alice、Chain of Alliance などのゲームとの連携を含むモジュラーブロックチェーン Chromia が「リレーショナルデータベース」技術を採用しています。RWAトラックでは、Chromia はLedger Digital Asset Protocol（Ledger 数位资产协议）を作成し、数件のプロジェクトがこのプロトコルを採用しています。AI領域では、CARVはAIとWeb3ゲームのためにモジュラーデータレイヤーを構築することに特化しており、Trusted Execution Environment（TEE）やZero-Knowledge Proof（ゼロ知識証明）などの技術を活用して、データ処理のプライバシーとセキュリティを確保しています。モジュラーブロックチェーン技術の成熟と応用領域の拡大に伴い、我々はこの技術がさまざまな産業に革新をもたらす可能性を期待しています。ビットコインの誕生からモジュラーブロックチェーンの広範な利用まで、私たちはブロックチェーン技術が単一のデジタルマネー応用から複雑で多様な応用をサポートする生態系に発展する過程を目撃してきました。これからもモジュラーブロックチェーンは技術の進歩を推し進め、よりオープンで柔軟かつ安全なデジタル世界の構築に基盤を築くでしょう。参照[1][2][3][4][5]/アーキテクチャー[6][7][8][9][10][11]
モジュール化の詳細な解説：プラグアンドプレイでブロックチェーンのパフォーマンスボトルネックを解決する
学生著者| @twilight_momo
講師| @CryptoScott_ETH
開始時刻 | 2024.6.13
モジュラーブロックチェーンを探究する際には、まずモノリシックブロックチェーン（Monolithic Blockchain）という概念を理解する必要があります。ビットコインやイーサリアムなどのモノリシックチェーンは、その包括性で知られており、データの保管から取引の検証、そしてスマートコントラクトの実行まで、ネットワークのあらゆる側面を独立して担当しています。この過程で、モノリシックチェーンはすべての分野に精通した多面手（generalist）の役割を果たしています。
イーサリアムを例にとると、成熟した単一の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まかに分けることができます。
*実行層(ution層) *決済レイヤー *データ可用性レイヤー/DAレイヤー
下の図は、ブロックチェーン上での会計をサッカーゲームに例えて、各レイヤーの役割を詳しく説明しています。
この比喩を通じて、私たちはブロックチェーンの各アーキテクチャがどのように協力して動作するかをより明確に理解することができます。単一のブロックチェーンはすべての機能を1つのチェーン上で実行するのに対し、モジュラーブロックチェーン（Modular Blockchain）はブロックチェーンシステムを複数の専門コンポーネントやレイヤーに分解し、それぞれのコンポーネントが特定のタスク（コンセンサス、データ可用性、実行、決済など）を処理する新しいタイプのブロックチェーンアーキテクチャです。
モジュラーブロックチェーンは、一群の専門家がそれぞれの領域での深い探求と技術革新に注力するようなものです。このような注力により、モジュラーブロックチェーンは特定の機能で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ます。例えば、より低いコストでより高速なトランザクション処理速度を提供することができます。
ノードアーキテクチャでは、シングルチェーンはフルノードに依存しており、これらのノードはブロックチェーン全体のデータコピーをダウンロードして処理する必要があります。これはストレージおよび計算リソースに対して高い要件を提示するだけでなく、ネットワークの拡張速度を制限します。それに対して、モジュラーブロックチェーンはライトノード設計を採用しており、ブロックヘッダー情報のみを処理する必要があります。これにより、トランザクション速度とネットワーク効率が大幅に向上します。
モジュラーブロックチェーンの顕著な利点の1つは、その柔軟性と協調性にあります。それらは非コア機能を他の専門家に外部委託し、協力効果を生み出し、全体のパフォーマンスを著しく向上させることができます。この設計哲学はレゴブロックに似ており、開発者がプロジェクトの要件に応じて異なるモジュールを自由に組み合わせ、多様なソリューションを生み出すことを可能にします。
尽管単体チェーンは全体的な制御、セキュリティ、安定性の面で優位性がありますが、拡張性、アップグレードの難しさ、新しい要求に適応することに直面しています。モジュラーブロックチェーンはその高い柔軟性とカスタマイズ性により、新しいブロックチェーンの作成と最適化プロセスが簡素化されています。
しかし、モジュラーブロックチェーンも独自の課題に直面しています。その複雑なアーキテクチャは、開発者による設計、開発、およびメンテナンスの作業量を増加させています。新興技術であるモジュラー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による試練を経験していません。その長期的な安定性とセキュリティは、さらなる検証が必要です。
なぜモジュラーブロックチェーン技術が広く注目され、「未来のトレンド」と予言されているのか？これは、ブロックチェーン領域で有名な「不可能な三角保ち合い」理論と密接に関連しています。
ソース:チェーンリンク
ブロックチェーンの「不可能三角」は、ブロックチェーンネットワークが同時にセキュリティ、非中央集権性、拡張性の3つの主要な属性すべてで最適な状態に達することが困難であることを指します。
「不可能なトリレンマ」の核心的な視点は、ブロックチェーンシステムがこれらの3つの特性をすべて最適化することは困難であるということです。例えば、多くのパブリックチェーンの中で、ビットコインとイーサリアムは広範なノードの分布と十分なノードの数を持っており、分散化とセキュリティの面で優れたパフォーマンスを発揮しています。
しかしながら、それらは一定の拡張性を犠牲にしており、取引速度が遅く、手数料が高くなっています。ビットコインのブロック生成時間は約10分で、イーサリアムのTPSは約13です。取引量が急増すると、イーサリアムの取引手数料は数百ドルに達する可能性があります。
正にこのような背景の下、モジュラーブロックチェーン技術が登場し、異なる機能を専用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が拡張性と取引コストの課題を解決しました。例えば、BTCのライトニングネットワークやイーサリアムのRollup技術は、モジュラー思想の具現化です。
モジュラーブロックチェーンの利点は、レイヤー構造によるもので、各レイヤーは特定のニーズに合わせて最適化されます。データレイヤーはデータの保存と検証に焦点を当て、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。このような分離は、性能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、オープンでインターコネクトされたエコシステムの構築に基盤を提供します。
総括すると、モジュラーブロックチェーン技術は、従来のパブリックチェーンの制約を解決する新たな手段を提供しています。それは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より低い取引コストを実現し、ブロックチェーン技術の幅広い適用と長期的な発展に重要な意義を持っています。
モジュラーブロックチェーンのアーキテクチャ特性に基づいて、異なるタイプに分類することができます。これらのタイプの中で、データの可用性層とコンセンサス層は密接に依存しているため、通常は統一された一体として設計されます。これは、ノードがトランザクションデータを受け取ると同時にトランザクションの順序も決定することが一般的であり、これがブロックチェーンのセキュリティと改ざんできない性質の核心です。
この設計原則に基づいて、モジュラーブロックチェーンの異なるプロジェクトを実行レイヤー、データの可用性レイヤー、コンセンサスレイヤー、決済レイヤーの3つの側面から理解することができます。
レイヤー2技術は、ブロックチェーンアーキテクチャの実行レイヤーとしての拡張であり、モジュラーブロックチェーンの概念の一例です。レイヤー2は、ベースレイヤーの上に構築されたオフチェーンネットワーク、システム、またはテクノロジーを通じて、メインチェーンのスケーラビリティを向上させることを目指しています。
Layer 2 解決方案は、より迅速でコスト効果の高い取引処理を可能にし、同時に基礎となるブロックチェーンのセキュリティと分散化の特性を維持します。@0xning によって作成されたデューンのダッシュボードによると、イーサリアムエコシステム上でのLayer 2の検証と清算にかかるガスの割合は平均で10%未満であり、ユーザーの取引コストを大幅に削減しています。
源：
Rollup 技術は現在、レイヤー2の最も主流なソリューションであり、その核心理念は「链下执行，链上验证」であり、計算などを链下で実行し、その後に calldata データをメインネットにアップロードすることです。
オフチェーン执行
Rollup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トランザクション証明を検証し、元のトランザクションデータを保存するだけです。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、ストレージ要件が減少し、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パッキング技術を採用しています。それは物流の貨物集荷と同じように考えることができます。個々の貨物を単独で送ると高額な運賃がかかりますが、Rollup技術は複数のトランザクションを一緒にパッキングすることで、一度の「輸送」のみで、トランザクションごとのコストを大幅に削減します。
オンチェーン検証
オンチェーンの検証は、レイヤー2ネットワークのセキュリティにとって重要です。レイヤー2ネットワークは、基礎となるブロックチェーン上の潜在的な分岐を解決するために暗号化された証明を提供する必要があります。現在、2つの主流の証明メカニズムは、「誤り証明」と「有効性の証明」であり、それぞれOptimistic RollupsとZK Rollupsをサポートしています。
オプティミスティック ロールアップのエラー証明
Optimistic Rollupsは、すべての取引がデフォルトで有効であるという楽観的な仮定に基づいており、明確な証拠がない限り、エラーが存在すると見なされます。このモデルは、チャレンジ期間中のエラー証明（詐欺証明）に依存しており、ネットワーク参加者はスマートコントラクトの状態に挑戦するための証拠を提出して、ネットワークの公正性と透明性を確保しています。
L2BEATのデータによると、Optimistic Rollupsメカニズムを採用しているLayer 2は合計16つあります。例えば、Arbitrum、OP、Base、Blastなどです。
出典:l2beat.com
ZKロールアップの有効性の証明証明
Optimistic Rollups とは異なり、ZK Rollups はより慎重な方法を採用しており、すべてのトランザクションは受け入れられる前に有効性の証明を必要とします。この証明メカニズムは、Layer 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する検証プロセスに似ています。
要するに、有効性証明はZK-Rollupsの基盤であり、それによって各トランザクションバッチに対する証明が必要とされ、これにより基盤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変更を検証し承認できるようになります。検証ノードにとって、ZK Rollupsはゼロエラーの決済メカニズムを提供します。なぜなら、各取引は厳格な有効性検証を通過しなければならないからです。
L2BEATのデータによると、現在、ZKロールアップメカニズムを採用しているLayer 2は合計11つあります。例えば、Linea、Starknet、zkSyncなどです。
出典:l2beat.com
Celestia は、モジュラーブロックチェーン領域の先駆者として、本質的にはデータ可用性レイヤーであり、dAppsとRollupの開発に堅実な基盤を提供しています。Celestiaのデータ可用性レイヤーとコンセンサスレイヤーに展開することで、アプリケーション開発者は処理ロジックの最適化に集中し、データの可用性とコンセンサスメカニズムの複雑さをCelestiaに任せることができます。
Celestia のアーキテクチャデザインは、モジュラーな拡張に多様なソリューションを提供し、そのアーキテクチャは主に次の3種類のタイプを含んでいます：
Celestia は、多くの革新的なテクノロジーを採用し、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しています。
イレイジャーコーディング技術
Celestia の革新の一つは消去コーディング（Erasure Codes）の適用です。Mustafa Albasan（Celestia の共同創設者の一人）とVitalik Buterin が共著した論文『データの利用可能性のサンプリングと詐欺証明』では、新しいアーキテクチャの考え方が提案されており、フルノードがブロックの生成を担当し、軽ノードがブロックの検証を担当するとされています。消去コーディング技術は、データ転送中に冗長性を導入することで、最大50%のデータ損失でも元のデータブロックを完全に復元できるようにします。
このメカニズムは、ブロックデータの100%の利用可能性を確保するために、ブロックプロデューサーはブロックデータの50%をネットワークに公開するだけで十分であることを意味します。悪意のあるプロデューサーがブロックデータの1%を改ざんしようとする場合、実際には50%のデータ全体を改ざんする必要があり、これにより悪意のある者のコストが大幅に増加します。
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）技術を導入することで、ブロックチェーンのスケーラビリティ問題を解決しています。DASのワークフローには、次の重要なステップが含まれます。
このメカニズムにより、ライトノードはブロックデータ全体をダウンロードせずに、ブロックデータの有効性を検証し、ブロックチェーンデータの完全性と利用可能性を確保することができます。 Celestia は、実行状態ではなくデータの利用可能性に焦点を当てており、これによりブロックの生産性が向上し、各ブロックにはより多くのスペースがあり、サンプリングデータをより多く含むことができ、それによりTPS（取引処理量）が大幅に向上します。
EigenDA は、安全でスループットが高く、分散化されたデータ可用性サービスであり、EigenLayerで立ち上げられた最初のアクティブ検証サービス（AVS）です。AVSは、ノード運用業者と見なすことができ、イーサリアム上の何千ものノード運用業者の中から選ばれたものであり、本職の仕事（イーサリアム共通の検証に責任を持つ）に加えて、いくつかのロールアップなどのネットワークで共通の検証が必要なサービスを追加し、追加収益を得ることができます。
再ステーキングされるイーサリアムの量の増加と、将来的にEigenLayerエコシステムにより多くのAVSが参加することにより、RollupsはEigenLayerエコシステム内でより低い取引コストとより高いセキュリティおよび組み合わせ可能性を実現できます。
EigenLayer は、イーサリアムに基づく再ステーキングプロトコルであり、イーサリアムの共通層のステーキング者を検証者として利用し、イーサリアムの一部のセキュリティを活用することで、中央集権型サービスプロバイダーまたは独自のトークンに対する信頼リスクを回避し、他のプロジェクト側の開発のハードルを下げています。同時に、イーサリアムの信頼ネットワークを強化し、イーサリアムの価値と影響力を高めています。
EigenDAは、アーキテクチャにおいて、ZK技術を使用してLayer2から提出された状態データを検証し、再ステーキングETHによってコンセンサスの安全性を保証するEigenDAネットワークが最終的な決定を担当し、最後にLayer2の状態データを提出してEthereumメインネットに保存します。したがって、EigenDAは、EthereumメインネットのDAサービスにおける検証と最終決定段階のサブパッカーであり、Celestiaのような競合他社ではありません。
Avail は、2023年6月に発表されたモジュラーブロックチェーンプロジェクトで、Polygonチームによって2023年に発表されました。今年3月にPolygonから分離して独立したエンティティとして運営されています。現在、Availはテストネット上で稼働しており、最近、DragonflyとCyber Fundが共同リードし、4300万ドルのシリーズA資金調達を完了しました。
Availのコアアーキテクチャは、Avail DA、Avail Nexus、Avail Fusionの3つの要素で構成されています。Avail DAはモジュール化されたデータアベイラビリティレイヤーであり、Celestiaと同様に各ブロックチェーンにDAサービスを提供します。Avail Nexusは標準化されたクロスチェーンメッセージパッシングプロトコルであり、CosmosのIBCプロトコルに類似しており、クロスチェーン間の相互操作を提供します。Avail Fusionは、POS共通証明書のマルチアセットステーキングを導入し、Availネットワーク全体に安全な共通証明書を提供することを目指しています。
技術的な側面では、Avail DAはKateの多項式コミットメントを使用しており、詐欺証明を回避し、多くのノードが正直であることを仮定する必要はなく、データを利用するためにフルノードに依存しません。これはCelestiaのアーキテクチャとは異なり、Celestiaは詐欺証明に基づいているため、技術的には本質的な違いがあります。
CelestiaやAvailなどのモジュール化されたデータ利用可能性ブロックチェーンプロジェクトの台頭に伴い、モジュール化されたDA Warの競争はますます激しくなるでしょう。イーサリアムはDAレイヤーの機能としても分散され、将来的には「一超多強」の競争状況が現れる可能性があります。
DymensionはCosmosベースのモジュラーブロックチェーンプラットフォームであり、内蔵されたスケーラビリティアグリゲーションテクノロジーにより、RollAppの開発にシンプル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、特定のアプリケーションに対して迅速に展開するために、Rollup開発キット（RDK）と専用の決済レイヤーを活用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つの中核部分で構成されています。
RollApp は、Rollup と App の融合体であり、Dymension 上で特定のアプリケーション向けの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 取引市場などの分散化アプリケーション向けの専用レイヤー2ソリューションとして様々な形式で表示できます。
RollAppでは、シーケンサ（Sequencer）が重要な役割を果たしており、ローカルトランザクションの検証、ソート、処理を担当しています。ブロックのパッキングが完了すると、これらのデータはピアフルノードに送信され、Celestiaなどの選択したデータ可用性ネットワークにオンチェーンで公開されます。Celestiaからの応答を受け取った後、シーケンサはその状態ルートをDymension Hubに送信し、コンセンサス形成と決済を実現します。
Dymension Hubは、エコシステム全体の中心として、コンセンサス層と決済層の機能を担っています。それはRollAppから状態ルートを受け取り、RollAppに対して最終的な取引確認と決済サービスを提供します。
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のタスクを Celestia などの DA ネットワークに委託することができます。これにより、Rollup はこれら2つのネットワークの経済的なセキュリティを共有しつつ、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することができます。
Cevmosという名前は、Celestia、EVMos、およびCosmOSを組み合わせて、EVM互換ロールアップの決済レイヤーを提供します。
Cevmos自体がロールアップであるため、Cevmosの上に構築されたすべてのロールアップは決済ロールアップと呼ばれています。各ロールアップは、Cevmosロールアップとの最小限の双方向信頼ブリッジを介して、既存のイーサリアムのロールアップ契約とアプリケーションの再展開を実現し、移行作業を削減します。Cevmos上のロールアップはデータをCevmosに公開し、Cevmosがデータを一括処理してCelestiaに公開します。イーサリアムと同様に、Cevmosはロールアップの証明を決済レイヤーとして実行します。
Ordinalsプロトコルによるインスクリプションの富裕化効果と、ビットコインETFの承認により、複数の良い要因が集まり、ビットコインエコシステムに新しい活力が注入されています。市場の注目はビットコインエコシステムに向けられ、機関投資家の資金もこの分野に流入しており、ビットコインエコシステムの将来の発展に対する信頼と期待を示しています。
このような背景の下、ビットコインのレイヤー2技術は繁栄の兆しを見せ、様々な技術案が競い合い、多様性に富み、活力ある技術生態系を形成しました。さまざまな革新的なソリューションが次々と登場し、ビットコインネットワークの拡張と最適化を共に推進しています。
現在、ビットコインのLayer 2についての正確な定義はまだ一般的な合意に達していませんが、本文ではイーサリアムのモジュラーブロックチェーンの理念を参考にし、モジュラリティの観点からビットコインのLayer 2を構築する可能性と方法について探求します。
イーサリアムネットワークは、その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、歴史的な状態を保存および検証し、複雑な分散型アプリケーション（DApps）をサポートしています。一方、ビットコインネットワークは、状態を持たない非スマートコントラクトネットワークであり、そのシステム設計の不完全さは主に2つの側面に由来しています。
1. UTXO アカウントシステムの限界
区块链の世界では、主に2つのレコード保存方法が存在します：アカウント/残高モデルとUTXOモデル。ビットコインはUTXOモデルを採用しており、一方でイーサリアムはアカウント/残高モデルを採用しており、これらははっきりと対照をなしています。
ビットコインシステムでは、ユーザーはウォレット内の口座残高を見ますが、実際には、サトシナカモトサトシによって設計されたビットコインシステムには残高の概念が含まれていません。 いわゆる「ビットコイン残高」は、実際にはUTXOに基づくウォレットアプリから派生した概念です。 UTXO未使用トランザクション出力の略で、ビットコイントランザクションの生成と検証の中核です。
ビットコインの各取引は、入力と出力から成り立っており、各取引は1つ以上の入力を消費し、新しい出力を生成します。これらの新しい出力はすぐに新しいUTXOとなり、将来の取引で消費されるのを待ちます。
簡単な資産転送および決済技術構造として、UTXOモデルは、スマートコントラクトなどの複雑な機能をサポートするために拡張することが困難です。
ビットコインのスクリプト言語はすべての種類の計算をサポートしていないため、ループや条件制御文がないため、チューリング完全ではありません。この特徴はハッカー攻撃を減らし、ネットワークの安全性を向上させるのに役立ちますが、同時に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も制限されています。
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、外部のモジュール拡張に依存する必要があります。その点では、ビットコインはイーサリアムよりもモジュール化への要求がますます高まっています。エコシステムの実行レイヤー、データ可用性レイヤー、コンセンサスレイヤー、クロスチェーンインタラクションレイヤーなどの機能は、すべてモジュール化されて封装および拡張される必要があります。
マーリン
目前、BitcoinのLayer 2の競争では、Merlin ChainのTVLが最も高く、数十億ドルに達しており、Bitcoinエコシステムで最も注目されているプロジェクトと言えます。Bitcoin Layer 2ネットワークとして、Merlin Chainは複数のネイティブBitcoin資産をサポートすると同時に、EVMにも対応しており、BitcoinエコシステムとEthereumエコシステムの両方を考慮しています。
ソース：
Merlinの機能は、ZK-Rollupネットワーク、分散型オラクルマシンネットワーク、およびオンチェーン防止詐欺に焦点を当てています。
ZK-Rollupネットワーク
ZK-Rollupsの核心は、ゼロ知識証明を使用することです。ゼロ知識証明は、暗号学の一種であり、一方（プルーバー）が別の一方（検証者）に、ある主張が正しいことを証明することができるようにするために使用されます。このプロセスでは、証明者は主張が正しいことを証明するために必要な情報以外は何も開示しません。
Merlin Chain は取引をオフチェーンで処理および計算し、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ます。同時に、ZK-rollup は複数の取引証明をバッチに圧縮でき、ビットコインメインチェーンは複数の取引を含む1回の証明を検証するだけで済むため、メインチェーンの作業量が大幅に削減され、取引効率が向上します。
分散型オラクル网络
Merlinの分散型オラクルネットワークは、DAC（Data Availability Committee）の役割を果たし、オフチェーンで完全なDAデータを正確に公開するようにオーダラーを検査および確認します。オラクルネットワークの分散化は、POSの形式を取ることによって実現されており、誰もが十分な資産をステークすれば、オラクルノードを実行できます。このステークメカニズムはBTC、MERLなどの資産、またLidoのような代理ステーキングもサポートしています。
オンチェーン詐欺防止
Merlin 引入 BitVM 的思路，同様に「楽観的 ZK-Rollup 」メカニズムを採用しており、すべての ZK Proof をデフォルトで信頼できるものとしています。エラーが発生した場合にのみ、運営者に対して罰則を科します。検証はビットコインメインネット上で行われるため、ビットコインチェーン上では、技術的制約により ZK Proof を完全に検証することはできず、特定の場合においてのみ ZK Proof の特定の計算手順を検証することができます。そのため、人々は ZKP がオフチェーン検証プロセスで特定の計算手順に誤りがあることを指摘し、詐欺証明によって挑戦するしかありません。
B²ネットワーク
B² Networkは、モジュール化された設計を採用しており、Rollupレイヤー（ZK-Rollup）が実行を担当し、データ可用性レイヤー（B² Hub）がデータを格納し、B²ノードがオフチェーンの検証を行い、最終的な決済レイヤーはビットコインのメインネットです。
B² NetworkのZK-Rollup層はzkEVMソリューションを採用し、2層ネットワーク内のユーザートランザクションを処理し、関連する証明を出力します。Rollup層はユーザートランザクションの提出と処理を担当し、DA層は集計データのコピーを保存し、関連するゼロ知識証明を検証します。
源：
B² Hubは、オフチェーンで構築され、データサンプリング機能をサポートするDAネットワークで、モジュラーなビットコイン拡張ソリューションの先駆とされています。B² Hubは、Celestiaの設計思想を参考にし、データサンプリングと消去コーディング技術を導入しています。これにより、新しいデータを外部の多くのノードに迅速に配布し、データの保留リスクを最小限に抑えることができます。また、B² HubのCommitter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、一般の人々がアクセスできるようにしています。
源：
B² Networkの将来の計画に基づいて、EVMと互換性のあるB² Hubは、複数のBTC Layer 2のオフチェーン検証層およびDA層になる可能性があり、BTCのオフチェーンの機能拡張層を形成します。BTC自体が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慮し、オフチェーンで機能拡張層を構築する方法がLayer 2エコシステムでますます一般的になるでしょう。
B² Hubは、最初のビットコインモジュール化されたサードパーティDAレイヤーとして、他のビットコインLayer 2がビットコインメインチェーンを最終決済層として利用し、ビットコインのセキュリティを受け継ぐことができ、ビットコインネットワークの拡張を促進し、そのアプリケーションの多様性を高めるのに役立ちます。
"モジュラーブロックチェーンは未来です"というスローガンは、徐々に理念から現実へと変わりつつあります。モジュラーブロックチェーン技術は、その柔軟性と拡張性により、次世代の分散化アプリケーションの構築に堅固な基盤を提供しています。この技術により、開発者は特定のニーズに基づいて異なるモジュールを選択して組み合わせることができ、より効率的で安全かつメンテナンスしやすいブロックチェーンソリューションを作成することができます。
モジュラーブロックチェーンの台頭は、より「ソウル化」されたプラグアンドプレイ製品の考え方を表しています。この考え方では、ブロックチェーンはもはや閉じたシステムと見なされるのではなく、オープンで拡張可能なプラットフォームとして位置付けられ、さまざまなサービスや機能がレゴブロックのように簡単に挿入および取り外しができます。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要件に基づいて、迅速にブロックチェーンソリューションを構築および展開できます。
イーサリアム生態系から始まり、ビットコイン生態系でも活躍し、モジュール化技術は暗号資産業界のさまざまな競技場で活躍しています。
例えば、ゲーム分野で My Neighbor Alice、Chain of Alliance などのゲームとの連携を含むモジュラーブロックチェーン Chromia が「リレーショナルデータベース」技術を採用しています。RWAトラックでは、Chromia はLedger Digital Asset Protocol（Ledger 数位资产协议）を作成し、数件のプロジェクトがこのプロトコルを採用しています。
AI領域では、CARVはAIとWeb3ゲームのためにモジュラーデータレイヤーを構築することに特化しており、Trusted Execution Environment（TEE）やZero-Knowledge Proof（ゼロ知識証明）などの技術を活用して、データ処理のプライバシーとセキュリティを確保しています。
モジュラーブロックチェーン技術の成熟と応用領域の拡大に伴い、我々はこの技術がさまざまな産業に革新をもたらす可能性を期待しています。ビットコインの誕生からモジュラーブロックチェーンの広範な利用まで、私たちはブロックチェーン技術が単一のデジタルマネー応用から複雑で多様な応用をサポートする生態系に発展する過程を目撃してきました。これからもモジュラーブロックチェーンは技術の進歩を推し進め、よりオープンで柔軟かつ安全なデジタル世界の構築に基盤を築くでしょう。
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