### **モジュラーブロックチェーンの概念**モジュラーブロックチェーンは、いくつかの責任を処理し、残りを1つ以上の独立したレイヤーにアウトソーシングすることに焦点を当てたブロックチェーンです。 モジュラーブロックチェーンは、以下の個別または組み合わせたタスクを処理するために使用できます。**実行:トランザクションの実行をサポートし、スマートコントラクトとの展開と相互作用を実現します。 ****データの可用性:トランザクションデータの可用性を保証します。 ****コンセンサス:許可されるトランザクションの内容と順序。 **決済: トランザクションの完了、紛争の解決、証明の検証、異なる実行レイヤー間のブリッジに使用されます。 **! [イーサリアムはモジュール化に向かっている] (https://cdn-images-1.medium.com/max/1000/0*UkItdv6RdGoqHJnz) モジュラーチェーンは、通常、2つ以上の相互依存機能を実行します。 たとえば、データ可用性レイヤーは、データの並べ替えに関するコンセンサスを持っている必要があり、そうでなければ、どのデータが正しいバージョンの履歴を表しているかを知ることは不可能です。#### **モジュール式ブロックチェーン設計の利点**スケーラビリティ:ブロックチェーンでモジュール性を使用すると、有害な信頼の前提を導入することなく規模を拡大することができます。新しいブロックチェーンの立ち上げが簡単:モジュール設計を活用することで、アーキテクチャのあらゆる側面を正しく保つことを心配することなく、新しいブロックチェーンをより迅速に立ち上げることができます。柔軟性:専用のモジュラーチェーンは、トレードオフと設計実装のためのより多くのオプションを提供します。 たとえば、モジュラーブロックチェーンシステムには、セキュリティとデータの可用性に重点を置いたモジュラーチェーンが含まれる場合と、実行に重点を置いたモジュラーチェーンが含まれる場合があります。#### **モジュラーブロックチェーン設計のデメリット**セキュリティ:モノリシックチェーンとは異なり、モジュラーブロックチェーンは独自のセキュリティの品質を保証するものではありません。 コンセンサスとデータの可用性を処理するために使用されるセキュリティレイヤーが効果的でない場合、モジュール式ブロックチェーンは失敗するリスクがあります。複雑さ:モジュール式のブロックチェーン設計を実装すると、新たな複雑さが生じます。 例えば、イーサリアムのデータシャーディングプランは、シャード上のノードがデータを隠さないようにするために、データ可用性サンプリングに依存しています。 同様に、実行層は、セキュリティ層がオフチェーンの状態遷移の有効性を保証できるように、不正証明や有効性の証明など、特定の複雑なメカニズムを作成する必要があります。トークンの価値:アプリケーションが限られているため、一部のモジュラーブロックチェーンのネイティブトークンは価値を吸収できない場合があります。 例えば、コンセンサス層とデータ可用性層のみに焦点を当てたユーティリティトークンは、実行層に比べてほとんど使用されないため、そのようなネットワークに参加者を引き付けることも難しくなる可能性があります。### **イーサリアムのモジュール形式:シャーディングとロールアップ**ビットコインなどの第1世代のブロックチェーンと同様に、イーサリアムはもともとモノリシックブロックチェーンとして設計されました。 しかし、ネットワークのパフォーマンス、スケーラビリティ、持続可能性を高めるために、イーサリアムネットワークは現在、モジュラーフレームワークに移行しています。シャーディングは、データベースなどのシステムを実行可能な部分に分割するプロセスです。 複数のコンポーネントに機能を分散させることで、システムはより高い出力と効率を実現します。 ブロックチェーンネットワークでは、シャーディングによってブロックチェーンが複数のサブチェーンに分割され、ネットワークのさまざまな部分のアクティビティが処理されます。イーサリアムのシャーディング設計では、64個のシャードチェーンが並行して実行されます。 シャードは、トランザクションを並列に処理したり(実行シャーディング)、ブロックチェーンデータのさまざまな部分を保存するために使用したり(データシャーディング)できます。 データシャーディングでは、イーサリアムノードはシャードチェーンで公開されたデータのみを保存しますが、現在の構造ではすべてのノードが同じデータを保存する必要があります。! [イーサリアムはモジュール化に向かっている] (https://cdn-images-1.medium.com/max/1000/0*cK0jaaSCnsFHFvvp) イーサリアムのビーコンチェーンとシャードチェーンの関係シャーディングは、さまざまなコンポーネント (シャードチェーン) がさまざまな役割を処理するモジュール形式です。 データシャーディングでは、シャードチェーンはイーサリアムデータのさまざまな部分を保存し、シャーディングを実行すると、各シャードチェーンが独自のトランザクションセットを処理できるため、データスループットが向上し、処理時間が短縮されます。一部の開発者は、イーサリアムのスケーリングにロールアップ中心のアプローチを採用しています。 サイドチェーンなどの純粋なオフチェーンスケーリングソリューションとは異なり、ロールアップはメインチェーンに緊密に統合されています。 イーサリアムブロックチェーンは、決済、コンセンサス、データの可用性を維持しながら、計算をロールアップにアウトソーシングします。 イーサリアムはL2ロールアップのベースレイヤーとして機能するため、ロールアップは分散化やセキュリティを損なうことなく、ブロック時間の短縮とより大きなブロックで実行を積極的に最適化することができます。! [イーサリアムはモジュール化に向かっている] (https://cdn-images-1.medium.com/max/1000/0*CKVe58EXJSowUumz) モジュラーブロックチェーンアーキテクチャにおけるイーサリアム(L1ベースレイヤー)とロールアップ(L2)の機能### **イーサリアムのモジュラーテクノロジースタック開発プロセス**イーサリアムのモジュラー技術スタックの進化は、以下の通りです。1.モノリシックブロックチェーン:イーサリアムL1またはメインチェーンを表し、それ自体がモノリシックブロックチェーンです。2. ロールアップ:ArbitrumやOptimismなどの実行レイヤーとして機能するL2ソリューションは、実行レイヤーをイーサリアムL1から移動し、ステートルートとロールアップデータを公開してイーサリアムL1に戻します。3. モジュラ ロールアップ: モジュラ データが利用可能なロールアップ。! [イーサリアムはモジュール化に向かっている] (https://cdn-images-1.medium.com/max/1000/1*RKX4YobvmDnOmp0AE9SLSg.jpeg) イーサリアムのモジュール式L2テクノロジースタックは、高レベルのセキュリティと分散性を維持しながらスケーラビリティを提供できます。 この強力な組み合わせは、イーサリアムがより効率的で持続可能なブロックチェーンエコシステムになるための基盤を築きます。#### モノリシックブロックチェーンモノリシックブロックチェーンはイーサリアムの原型であり、ロールアップやデータシャーディングを使用せずにすべてを処理できます。 このモノリシック アーキテクチャは最も安全ですが、コストが高く、スケーラビリティが制限されるという代償を伴います。 その結果、イーサリアムメインネットのトランザクション速度は比較的遅く、平均TPSはわずか15〜20です。 現在、イーサリアムは徐々にモジュール式ブロックチェーンへと変貌を遂げており、このプロセスは主にロールアップ中心の計算とデータシャーディング戦略の採用によって実現されています。#### ロールアップロールアップは、モジュラーブロックチェーンにおける最も初期の技術的ブレークスルーであり、実行のための別のレイヤーを提供することでイーサリアムのモノリシックアーキテクチャを拡張します。 ロールアップは、ブロックチェーンの実行レイヤーをシーケンサーに安全に抽象化することができ、つまり、強力なコンピューターを使用して複数のトランザクションをパッケージ化して実行し、検証のために圧縮データを定期的にイーサリアムメインネットに戻します。 ロールアップは、この計算プロセスをオフチェーンに移行することで、TPSを20〜50倍に向上させることができます。現在のシナリオでは、ロールアップは実行レイヤーとして機能し、決済、コンセンサス、およびデータの可用性をアウトソーシングしながらトランザクションを処理します。 たとえば、オプティミスティック仮想マシンを利用するオプティミスティック ロールアップや、zk EVM を実行する ZK ロールアップなどです。 これらのロールアップはスマートコントラクトを実行し、トランザクションを処理しますが、以下の点でもイーサリアムに依存しています。決済:すべてのロールアップ取引はイーサリアム上で完了します。 オプティミスティック ロールアップのユーザーは、チャレンジ期間が経過するまで、または不正防止の計算が行われた後にトランザクションが有効と見なされるまで待機します。 ZK Rollupユーザーは、検証の有効性が証明されるまで待つ必要があります。コンセンサスとデータの可用性:ロールアップは、トランザクションデータをCallDataの形式でイーサリアムメインネットに公開し、誰でもロールアップトランザクションを実行し、必要に応じて状態を再構築できるようにします。 最終決定の前に、楽観的ロールアップには大量のブロック領域と7〜14日間のチャレンジ期間が必要です。 Zk ロールアップは、検証に使用できるデータを 30 日間保存し、即時のファイナリティを提供しますが、証明を作成するにはかなりの処理能力が必要です。イーサリアムをロールアップのベースレイヤーとして使用することで、ロールアップは分散化やセキュリティを損なうことなく、ブロック時間の短縮とブロックの拡大を可能にします。 ロールアップは、イーサリアムの新時代の幕開けとも言えます。 最近では、ArbitrumとOptimismの総取引数がイーサリアムの取引数を上回っており、イーサリアムのモジュール化の流れを反映しています。#### モジュラーロールアップ新しいモジュラーロールアップは、データ可用性レイヤーをイーサリアムから移動させます。 例えば、Mantleは依然としてイーサリアムの決済とコンセンサスに依存していますが、Mantle DAをデータ可用性レイヤーとして利用しています。 Mantle DAはデータをソートし、データの証明を提供しますが、トランザクションを実行する必要はありません。 実行トランザクションは、Mantleの実行レイヤーに効果的にアウトソーシングされます。以前は、イーサリアムがロールアップのための唯一のデータ可用性ソリューションであったため、コストの面で課題がありました。 データの可用性は、ほとんどのロールアップ、特にイーサリアムへのトランザクションデータの保存にとって最大のコスト源であり、手数料の最大70%を占める可能性があります。 さらに、このコストは変動し、使用量に比例してコストが増加し、より多くのユーザーが参加するにつれて徐々に大きな障壁になります。 これまでは、大規模なユーザー グループに対応できるのは、大きなリソースを持つ大規模なロールアップだけでした。ありがたいことに、イーサリアムは変化しており、トランザクションデータの送信コストを削減するために、データ可用性レイヤーの形で新しいモジュール式ソリューションが登場しています。 データ可用性レイヤーの主な例としては、EigenDA、Celestia、Availなどがあり、これらはすべてデータ可用性の問題に対処し、ロールアップの制限に対する潜在的な解決策を提供します。### **モジュール化の未来**過去10年ほどの間、ブロックチェーン空間はしばしばスケーラビリティの課題を乗り越えるサイクルに陥り、イーサリアムの高コストと制限のために常に新しいL1ブロックチェーンを作成してきました。 しかし、イーサリアムの高額な手数料は解決できないバグではありません。L2ソリューションが大量採用の標準になりつつある世界では、モジュラーブロックチェーンは、実行、決済、コンセンサス、データ可用性のレイヤーを分割することで、ブロックチェーンのアーキテクチャに革命をもたらしています。 モノリシックなブロックチェーンがスケーラビリティに苦労しているとき、モジュラーアーキテクチャの可能性が解き放たれます。データ可用性レイヤーが進化し、競争が激しくなるにつれて、新しいロールアップの参入障壁と参入障壁は大幅に低下します。 そう遠くない将来、OPまたはZKスタック上のアプリケーションは、データ可用性のコスト削減とモジュール性のさらなる向上により、急成長する可能性があります。
イーサリアムはモジュール化に向かっています
モジュラーブロックチェーンの概念
モジュラーブロックチェーンは、いくつかの責任を処理し、残りを1つ以上の独立したレイヤーにアウトソーシングすることに焦点を当てたブロックチェーンです。 モジュラーブロックチェーンは、以下の個別または組み合わせたタスクを処理するために使用できます。
**実行:トランザクションの実行をサポートし、スマートコントラクトとの展開と相互作用を実現します。 **
**データの可用性:トランザクションデータの可用性を保証します。 **
**コンセンサス:許可されるトランザクションの内容と順序。 **
決済: トランザクションの完了、紛争の解決、証明の検証、異なる実行レイヤー間のブリッジに使用されます。 **
! [イーサリアムはモジュール化に向かっている] (https://cdn-images-1.medium.com/max/1000/0*UkItdv6RdGoqHJnz) モジュラーチェーンは、通常、2つ以上の相互依存機能を実行します。 たとえば、データ可用性レイヤーは、データの並べ替えに関するコンセンサスを持っている必要があり、そうでなければ、どのデータが正しいバージョンの履歴を表しているかを知ることは不可能です。
モジュール式ブロックチェーン設計の利点
スケーラビリティ:ブロックチェーンでモジュール性を使用すると、有害な信頼の前提を導入することなく規模を拡大することができます。
新しいブロックチェーンの立ち上げが簡単:モジュール設計を活用することで、アーキテクチャのあらゆる側面を正しく保つことを心配することなく、新しいブロックチェーンをより迅速に立ち上げることができます。
柔軟性:専用のモジュラーチェーンは、トレードオフと設計実装のためのより多くのオプションを提供します。 たとえば、モジュラーブロックチェーンシステムには、セキュリティとデータの可用性に重点を置いたモジュラーチェーンが含まれる場合と、実行に重点を置いたモジュラーチェーンが含まれる場合があります。
モジュラーブロックチェーン設計のデメリット
セキュリティ:モノリシックチェーンとは異なり、モジュラーブロックチェーンは独自のセキュリティの品質を保証するものではありません。 コンセンサスとデータの可用性を処理するために使用されるセキュリティレイヤーが効果的でない場合、モジュール式ブロックチェーンは失敗するリスクがあります。
複雑さ:モジュール式のブロックチェーン設計を実装すると、新たな複雑さが生じます。 例えば、イーサリアムのデータシャーディングプランは、シャード上のノードがデータを隠さないようにするために、データ可用性サンプリングに依存しています。 同様に、実行層は、セキュリティ層がオフチェーンの状態遷移の有効性を保証できるように、不正証明や有効性の証明など、特定の複雑なメカニズムを作成する必要があります。
トークンの価値:アプリケーションが限られているため、一部のモジュラーブロックチェーンのネイティブトークンは価値を吸収できない場合があります。 例えば、コンセンサス層とデータ可用性層のみに焦点を当てたユーティリティトークンは、実行層に比べてほとんど使用されないため、そのようなネットワークに参加者を引き付けることも難しくなる可能性があります。
イーサリアムのモジュール形式:シャーディングとロールアップ
ビットコインなどの第1世代のブロックチェーンと同様に、イーサリアムはもともとモノリシックブロックチェーンとして設計されました。 しかし、ネットワークのパフォーマンス、スケーラビリティ、持続可能性を高めるために、イーサリアムネットワークは現在、モジュラーフレームワークに移行しています。
シャーディングは、データベースなどのシステムを実行可能な部分に分割するプロセスです。 複数のコンポーネントに機能を分散させることで、システムはより高い出力と効率を実現します。 ブロックチェーンネットワークでは、シャーディングによってブロックチェーンが複数のサブチェーンに分割され、ネットワークのさまざまな部分のアクティビティが処理されます。
イーサリアムのシャーディング設計では、64個のシャードチェーンが並行して実行されます。 シャードは、トランザクションを並列に処理したり(実行シャーディング)、ブロックチェーンデータのさまざまな部分を保存するために使用したり(データシャーディング)できます。 データシャーディングでは、イーサリアムノードはシャードチェーンで公開されたデータのみを保存しますが、現在の構造ではすべてのノードが同じデータを保存する必要があります。
! [イーサリアムはモジュール化に向かっている] (https://cdn-images-1.medium.com/max/1000/0*cK0jaaSCnsFHFvvp) イーサリアムのビーコンチェーンとシャードチェーンの関係
シャーディングは、さまざまなコンポーネント (シャードチェーン) がさまざまな役割を処理するモジュール形式です。 データシャーディングでは、シャードチェーンはイーサリアムデータのさまざまな部分を保存し、シャーディングを実行すると、各シャードチェーンが独自のトランザクションセットを処理できるため、データスループットが向上し、処理時間が短縮されます。
一部の開発者は、イーサリアムのスケーリングにロールアップ中心のアプローチを採用しています。 サイドチェーンなどの純粋なオフチェーンスケーリングソリューションとは異なり、ロールアップはメインチェーンに緊密に統合されています。 イーサリアムブロックチェーンは、決済、コンセンサス、データの可用性を維持しながら、計算をロールアップにアウトソーシングします。 イーサリアムはL2ロールアップのベースレイヤーとして機能するため、ロールアップは分散化やセキュリティを損なうことなく、ブロック時間の短縮とより大きなブロックで実行を積極的に最適化することができます。
! [イーサリアムはモジュール化に向かっている] (https://cdn-images-1.medium.com/max/1000/0*CKVe58EXJSowUumz) モジュラーブロックチェーンアーキテクチャにおけるイーサリアム(L1ベースレイヤー)とロールアップ(L2)の機能
イーサリアムのモジュラーテクノロジースタック開発プロセス
イーサリアムのモジュラー技術スタックの進化は、以下の通りです。
1.モノリシックブロックチェーン:イーサリアムL1またはメインチェーンを表し、それ自体がモノリシックブロックチェーンです。
ロールアップ:ArbitrumやOptimismなどの実行レイヤーとして機能するL2ソリューションは、実行レイヤーをイーサリアムL1から移動し、ステートルートとロールアップデータを公開してイーサリアムL1に戻します。
モジュラ ロールアップ: モジュラ データが利用可能なロールアップ。
! [イーサリアムはモジュール化に向かっている] (https://cdn-images-1.medium.com/max/1000/1*RKX4YobvmDnOmp0AE9SLSg.jpeg) イーサリアムのモジュール式L2テクノロジースタックは、高レベルのセキュリティと分散性を維持しながらスケーラビリティを提供できます。 この強力な組み合わせは、イーサリアムがより効率的で持続可能なブロックチェーンエコシステムになるための基盤を築きます。
モノリシックブロックチェーン
モノリシックブロックチェーンはイーサリアムの原型であり、ロールアップやデータシャーディングを使用せずにすべてを処理できます。 このモノリシック アーキテクチャは最も安全ですが、コストが高く、スケーラビリティが制限されるという代償を伴います。 その結果、イーサリアムメインネットのトランザクション速度は比較的遅く、平均TPSはわずか15〜20です。 現在、イーサリアムは徐々にモジュール式ブロックチェーンへと変貌を遂げており、このプロセスは主にロールアップ中心の計算とデータシャーディング戦略の採用によって実現されています。
ロールアップ
ロールアップは、モジュラーブロックチェーンにおける最も初期の技術的ブレークスルーであり、実行のための別のレイヤーを提供することでイーサリアムのモノリシックアーキテクチャを拡張します。 ロールアップは、ブロックチェーンの実行レイヤーをシーケンサーに安全に抽象化することができ、つまり、強力なコンピューターを使用して複数のトランザクションをパッケージ化して実行し、検証のために圧縮データを定期的にイーサリアムメインネットに戻します。 ロールアップは、この計算プロセスをオフチェーンに移行することで、TPSを20〜50倍に向上させることができます。
現在のシナリオでは、ロールアップは実行レイヤーとして機能し、決済、コンセンサス、およびデータの可用性をアウトソーシングしながらトランザクションを処理します。 たとえば、オプティミスティック仮想マシンを利用するオプティミスティック ロールアップや、zk EVM を実行する ZK ロールアップなどです。 これらのロールアップはスマートコントラクトを実行し、トランザクションを処理しますが、以下の点でもイーサリアムに依存しています。
決済:すべてのロールアップ取引はイーサリアム上で完了します。 オプティミスティック ロールアップのユーザーは、チャレンジ期間が経過するまで、または不正防止の計算が行われた後にトランザクションが有効と見なされるまで待機します。 ZK Rollupユーザーは、検証の有効性が証明されるまで待つ必要があります。
コンセンサスとデータの可用性:ロールアップは、トランザクションデータをCallDataの形式でイーサリアムメインネットに公開し、誰でもロールアップトランザクションを実行し、必要に応じて状態を再構築できるようにします。 最終決定の前に、楽観的ロールアップには大量のブロック領域と7〜14日間のチャレンジ期間が必要です。 Zk ロールアップは、検証に使用できるデータを 30 日間保存し、即時のファイナリティを提供しますが、証明を作成するにはかなりの処理能力が必要です。
イーサリアムをロールアップのベースレイヤーとして使用することで、ロールアップは分散化やセキュリティを損なうことなく、ブロック時間の短縮とブロックの拡大を可能にします。 ロールアップは、イーサリアムの新時代の幕開けとも言えます。 最近では、ArbitrumとOptimismの総取引数がイーサリアムの取引数を上回っており、イーサリアムのモジュール化の流れを反映しています。
モジュラーロールアップ
新しいモジュラーロールアップは、データ可用性レイヤーをイーサリアムから移動させます。 例えば、Mantleは依然としてイーサリアムの決済とコンセンサスに依存していますが、Mantle DAをデータ可用性レイヤーとして利用しています。 Mantle DAはデータをソートし、データの証明を提供しますが、トランザクションを実行する必要はありません。 実行トランザクションは、Mantleの実行レイヤーに効果的にアウトソーシングされます。
以前は、イーサリアムがロールアップのための唯一のデータ可用性ソリューションであったため、コストの面で課題がありました。 データの可用性は、ほとんどのロールアップ、特にイーサリアムへのトランザクションデータの保存にとって最大のコスト源であり、手数料の最大70%を占める可能性があります。 さらに、このコストは変動し、使用量に比例してコストが増加し、より多くのユーザーが参加するにつれて徐々に大きな障壁になります。 これまでは、大規模なユーザー グループに対応できるのは、大きなリソースを持つ大規模なロールアップだけでした。
ありがたいことに、イーサリアムは変化しており、トランザクションデータの送信コストを削減するために、データ可用性レイヤーの形で新しいモジュール式ソリューションが登場しています。 データ可用性レイヤーの主な例としては、EigenDA、Celestia、Availなどがあり、これらはすべてデータ可用性の問題に対処し、ロールアップの制限に対する潜在的な解決策を提供します。
モジュール化の未来
過去10年ほどの間、ブロックチェーン空間はしばしばスケーラビリティの課題を乗り越えるサイクルに陥り、イーサリアムの高コストと制限のために常に新しいL1ブロックチェーンを作成してきました。 しかし、イーサリアムの高額な手数料は解決できないバグではありません。
L2ソリューションが大量採用の標準になりつつある世界では、モジュラーブロックチェーンは、実行、決済、コンセンサス、データ可用性のレイヤーを分割することで、ブロックチェーンのアーキテクチャに革命をもたらしています。 モノリシックなブロックチェーンがスケーラビリティに苦労しているとき、モジュラーアーキテクチャの可能性が解き放たれます。
データ可用性レイヤーが進化し、競争が激しくなるにつれて、新しいロールアップの参入障壁と参入障壁は大幅に低下します。 そう遠くない将来、OPまたはZKスタック上のアプリケーションは、データ可用性のコスト削減とモジュール性のさらなる向上により、急成長する可能性があります。