さまざまなレイヤ 2 パスの比較研究と Raydius の導入

使用要件の継続的な拡大に伴い、イーサリアムのパフォーマンスのボトルネックが徐々に顕著になり、根本的なスケーラビリティが不十分であるという問題がアプリケーションを大きく制限し、同時にユーザーエクスペリエンスに影響を与えています。近年、この矛盾を解決するために、イーサリアムのコアプロトコルを高度化する第1層拡張技術（レイヤー1）や、イーサリアムの基本プロトコルをベースとした第2層拡張技術（レイヤー1）などの研究が進められています。 ２）。レイヤ 1 ソリューションとレイヤ 2 ソリューションは相互に排他的ではなく、イーサリアム コミュニティにより良い発展の見通しを提供するためにこの 2 つは連携しますが、イーサリアム メインネットの構造的制約と Eth 2.0 がまだ開始されていないため、レイヤ 2 はこの段階では、より多くの注目がそれに向けられ、大きな進歩が見られました。

レイヤ 1 がコア プロトコルをアップグレードするという直接的な解決策と比較して、レイヤ 2 は現在のスループットとトランザクション速度の制約を解決するための遠回りな方法を採用しており、中心となるアイデアは、メイン ネットワークで処理されるべきトランザクションをレイヤ 2 に転送することです。レイヤ 1 は、トランザクションをスムーズに進めるために必要な場合にのみ使用します。この技術概念により、レイヤー 2 の大部分は、一定のセキュリティと汎用性を犠牲にしてスループットとコストが向上しますが、トランザクション コスト、トランザクション速度、ユーザー エクスペリエンスなどのバランスが取れています。したがって、レイヤー 2 拡張テクノロジは、比較的高いパフォーマンスを備えた多くのアプリケーションにとって非常に魅力的です。セキュリティと決定論的な要件が低い。

数年間の努力の結果、さまざまな技術パスを使用したさまざまなレイヤー 2 ソリューションがイーサリアム コミュニティに登場しました。時間が経ち、より多くの技術パスが競争に参加するにつれて、さまざまなソリューションの長所と短所が徐々に明らかになります。ユーザーや投資家の目の前で。

第 1 世代のレイヤ 2 ソリューションのステート チャネル テクノロジとして、参加者の数が決まり、一定期間内に状態を複数回交換および更新する必要があるアプリケーションに非常に適しています。「」の設定を採用しています。セキュリティのニーズを満たすための「チャレンジ期間」。チャネル内で発生するため、ユーザーに良好なプライバシーを提供できます。ただし、「チャレンジ期間」の存在によって導入されたアクティブな仮定により、ユーザーまたはその代理人は、ステータス更新を送信したり、一定期間オンラインになったりするときにトランザクションの相手方が悪事を働くのを防ぐために、常にレイヤー 1 を監視する必要があります。長時間はユーザーにとって非常に不親切です。同時に、トランザクションメンバーが変わるたびにステートチャネルのジャッジコントラクトを修正する必要があるため、一度限りのトランザクションや短期間のトランザクションが多いアプリケーションには非常に不向きです。

ステート チャネルと同様に、Plasma はオフチェーン トランザクションを管理するためのテクノロジーであり、そのセキュリティは基盤となるイーサリアム ブロックチェーンに依存します。しかし、違いは、Plasma が、イーサリアムの「メイン」ブロックチェーンに接続された「サブ」ブロックチェーンを作成できるスケーラビリティ フレームワークを提供し、メイン チェーンとは対照的に、サブチェーン上で多くの複雑な操作を実行できるようにすることです。数千のユーザーでアプリケーション全体を実行します。最小限の相互作用で。ただし、Plasma は依然としてステート チャネルと同じ活性仮定を導入しており、データ可用性の仮定も導入しています。つまり、ユーザーは、トランザクションの正確性を検証するために使用できるように、オペレーターがすべてのトランザクション データを提供すると信頼する必要があります。必要に応じて、レイヤ 1 とレイヤ 2 の間のチェックポイント通信データが必要となるため、終了時間が非常に長くなります。さらに、ステート チャネルもプラズマもスマート コントラクトをサポートしていないため、EVM 互換性を必要とするアプリケーションが大幅に制限されます。

ステート チャネルとプラズマの固有の欠陥とアプリケーション シナリオの制限により、これら 2 つの技術パスを使用するプロジェクトは基本的に停止状態にあり、少数のチームがまだ推進しており、全体の活力は強くありません。この場合、ステート チャネルとプラズマに存在する問題を解決するには、容量、速度、セキュリティ、可用性などを考慮できる別の新しいレイヤー 2 テクノロジー パスが緊急に必要です。 Rollup は、この 2 つに続く最新世代の拡張ソリューションの概念の総称であり、中心となるアイデアは、Dobby トランザクションをバッチでパッケージ化して処理し、レイヤー 1 とのやり取りを最小限に抑え、ガスコストを大幅に削減することです。同時に、Rollup はイーサリアムのコールデータを使用してレイヤー 2 のトランザクションを要約するため、これにより、どのユーザーもいつでもレイヤー 1 からレイヤー 2 トランザクション情報を取得できるようになり、プラズマ アプリケーションを制限するデータ可用性の前提が回避されます。

現在のロールアップ プロジェクトは、具体的な実装スキームの観点から ZK ロールアップ (ZKR) とオプティミスティック ロールアップ (OR) に分けることができ、これらはネットワークとデータのセキュリティを確保するために、暗号化におけるゼロ知識証明とゲーム メカニズムにおける不正証明を使用します。拡張テクノロジにとってセキュリティは非常に重要であり、これが、ロールアップが現在最も有望なレイヤ 2 テクノロジである最も重要な理由の 1 つです。 ZKR の概念は非常にシンプルです。計算と検証を分離しています。つまり、すべての資金はメイン チェーン上のスマート コントラクトによって保持され、計算と保存はオフチェーンで実行されます。各ロールアップ ブロックは状態遷移を生成します。ゼロ知識 メインチ​​ェーン契約による証明と検証により、スループットを向上させ、トランザクションコストを削減します。 OR は、Plasma と ZKR の設計を同時に利用しており、レイヤー 2 のデータに基づいてレイヤー 1 の状態を「楽観的」に予測し、誰かが間違った状態遷移を公開しない限り、トランザクションを続行します。オペレーターまたはユーザーは、無効なトランザクションを指摘し、間違ったブロックをロールバックして、悪意のあるバリデーターを罰することができます。

ロールアップ テクノロジは現在、最良のレイヤ 2 ソリューションとして認識されており、「短期的には唯一の選択肢」とも呼ばれていますが、ZKR と OR にも独自の制限があります。 ZKR は高速で安全性が高いですが、スマート コントラクトとの互換性を実現するには技術的な問題がまだあります。 ORはスマートコントラクトとの互換性を実現できますが、チャレンジ期間が短すぎるとセキュリティに影響し、長すぎるとトランザクション効率に影響する「チャレンジ期間」の問題が残ります。しかし、一般に、セキュリティと実現可能性の観点からは、現時点でもロールアップ テクノロジが最良のソリューションであり、将来的には、レイヤ 2 エコシステムを活用するテクノロジ パスが登場する可能性が非常に高いです。

上記の 3 つの技術的パスに加えて、サイドチェーン ソリューションにも一定の期待が寄せられています。サイドチェーンの本質は、ベースレイヤー上に別のチェーンを構築し、このチェーン上で別の一連の検証メソッドを使用することです。そのため、このテクノロジーのセキュリティは分離されています。つまり、メインチェーンはメインチェーンのセキュリティポリシーを持ちます。 、およびサイドチェーン サイドチェーンにはセキュリティ ポリシーがあります。したがって、これは現在のサイドチェーン技術の経路における最大の元々の欠陥となっています。つまり、セキュリティはサイドチェーン自体が採用するセキュリティ戦略に大きく依存しており、ある程度のセキュリティを犠牲にして得られる拡張ソリューションであると考えられています。 。しかし、高いトランザクション効率とスマートコントラクトとの互換性を備えたサイドチェーンのセキュリティ戦略を改善することでセキュリティ被害を一定の範囲内に制御できれば、ロールアップ後はより優れたレイヤ 2 ソリューションとなる可能性があります。

上記の分析を通じて、さまざまなレイヤー 2 ソリューションを検討する際の主な指標には、セキュリティ、汎用性/互換性、コスト、トランザクション時間、スループット、ユーザー エクスペリエンスなどが含まれており、既存の技術的パスはさまざまなレベルを超えていることがわかります。パフォーマンス面は多かれ少なかれ不足しています。この場合、レイヤ 2 テクノロジ パスが常に更新およびアップグレードされるだけでなく、同じレイヤ 2 テクノロジ パス内の複数のプロジェクト間の競争も発生するため、現在のレイヤ 2 トラックは「開花」し、異なるレイヤ 2 が作成されます。ソリューション ソリューションは自然に多くの分化したエコシステムに分割され、流動性が断片化された状況が現れました。これは、イーサリアム コミュニティを拡大して接続するというレイヤー 2 の本来の目的に反するように見えました。この場合、解決策は 2 つあります。1 つは、レイヤー 1 を使用してレイヤー 2 間のトランザクションを実行すること、つまり、レイヤー 1 をトランジットとして使用して、2 つのレイヤー 2 プロジェクトでアセットの相互作用を実現することです。もう 1 つは、レイヤー 2 間のトランザクションを構築することです。レイヤー 2 プロジェクト 流動性ソリューション (ステート チャネル、中間トークン ブリッジなどを利用するプロジェクトを含む)。最初の解決策は、より高いガス料金とより長い決済時間に直面しますが、これはほとんどのユーザーにとって非常に不親切で、より頻繁なトランザクションであり、イーサリアムコミュニティの不十分なスケーラビリティの問題を根本的に解決するものではないため、クロスレイヤーの流動性ソリューションは2つあります。プロジェクトは避けられない選択となった。

優れた流動性ソリューションは、異なるレイヤー 2 プロジェクト間のブリッジを構築できることに加えて、イーサリアム 1 のレイヤー 2 のように、セキュリティ、多用途性、低コスト、低消費時間、優れたユーザー エクスペリエンスの要件を満たす必要もあります。レイヤ 2 と流動性ソリューションが一緒になって、安全で効率的でユーザーフレンドリーな環境全体を形成します。上記の目標を原動力として、チームは基板ベースの流動性ソリューションである Raydius を開発しました。さまざまなレイヤー 2 エコシステムと、安全、効率的、迅速かつ安価に接続できるレイヤー 1 接続を満たすことに基づいて、カスタマイズ可能な、スケーラブル 互換性があり、開発可能なユニバーサル流動性ソリューションの実装。

レイヤ 2 流動性ソリューションの場合、セキュリティは非常に重要な対策です。 Raydiusは、分散型プロトコル技術に基づくフレームワークとしてSubstrateを導入することで、集中型流動性ソリューションに存在する潜在的な取引リスクを回避するとともに、取引データはイーサリアム上に記録されるため、ブロック単位で頻繁に同期されるため、より高いレベルのシステムセキュリティを実現します。特定の状況下で達成できる。チェーンブリッジの設計に関しては、Raydius と他のブロックチェーン間のトランザクションを検証したり、データを同期したりする場合、検証者は一定の保証金を支払う必要がありますが、その保証金のしきい値を動的に制御することで、Raydius に別のセキュリティ層が追加されます。

さらに、流動性ソリューションの推進と適用には、汎用性と互換性も重要です。 Raydius は、EVM および eWasm との互換性、および一般的なスマート コントラクトをサポートする一般的な機能を使用して、開発可能で拡張可能なインターフェイスを提供し、開発者がアプリケーションを独自に構築できるようにサポートし、現在の流動性ソリューションの多くが資産流用のジレンマしか実現できないという問題を解決します。同時に、Raydius は複数のプログラミング言語もサポートできるため、さまざまなプログラミング言語に精通している開発者は、アプリケーションの境界を簡単に拡張し、より多様な機能を実現できます。

現在のレイヤー2流動性ソリューションにはコストとセキュリティの間に常にトレードオフとトレードオフがあり、Raydiusはユーザーがトランザクションのニーズとアプリケーションの特性または標準に応じて高速チャネルを個別に選択できるようにすることで、この問題に直面したときに選択する権利をユーザーに与えます。チャネルにより、さまざまなニーズを持つ dApp に大きな柔軟性を提供できます。

上記の安全性、汎用性、効率性などの分析を通じて、Raydius が設計と開発の際に安全を第一に考え、同時に汎用性と互換性を非常に重視していることが明らかであり、また、コストとユーザーも必要とします。一方で、安全で効率的でユーザーフレンドリーな生態系全体の形成を促進するための優れた流動性ソリューションを提供します。 Raydius は、将来的にレイヤー 2 テクノロジーが継続的に進歩することで、より優れたレイヤー 2 プロジェクトと協力し、豊かで多様性があり、便利で高速なエコシステムを共同で確立できるようになると期待しています。