ブロックチェーンのスケーラビリティ ソリューションの競争環境の総合分析
編集：サウスウィンド
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2021年末までに、イーサリアムはDeFi、NFT、ゲームなどの数千のアプリケーションをサポートするまでに成長しました。イーサリアム ネットワーク全体は年間数兆ドル相当のトランザクションを処理しており、現在 1,700 億ドル以上の資産がプラットフォームにロックされています。
しかし、イーサリアムの分散設計により、処理できるトランザクション数は 1 秒あたり 15 トランザクションに制限されています。イーサリアムの人気がこのスループットをはるかに上回っているため、結果として待ち時間が長くなり、トランザクションごとに最大 200 ドルの手数料がかかります。最終的に、これは多くのユーザーの意欲を失わせ、イーサリアム ネットワークが現在処理できるアプリケーションの種類を制限します。
最初のレベルのタイトル
競争か補完か？
スケーラブルなソリューションの目標は、十分な分散化を維持しながら、公的にアクセス可能なスマート コントラクト プラットフォームが処理できるトランザクション量を増やす。覚えておくべきことは、単一のエンティティによって管理される集中ソリューションでスマート コントラクト プラットフォームを拡張するのは簡単だということです (Visa は 1 秒あたり 45,000 件のトランザクションを処理できます)。しかし、これは私たちを振り出しに戻します。つまり、強力な世界を制御する小さなグループです。集中的な参加者によって。
この問題を解決するには 2 つの方法があります。またはまたは(2) イーサリアムの余剰容量に対応できるよう、イーサリアムを補完するネットワークを構築する。大まかに言うと、次のカテゴリに分類できます。
L1 (第 1 層) ブロックチェーン ネットワーク側鎖
側鎖(イーサリアムをわずかに補完します)
L2（第2層）ネットワーク(イーサリアムを補完するもの)
アーキテクチャとアプローチは異なりますが、目標は同じです。ユーザーが高額な料金を支払ったり、長い待ち時間を経験したりすることなく、これらのネットワークを実際に使用できるようにする（DeFi、NFTなどとのやり取りなど）。次の図は、現在のスマート コントラクトのスケーラビリティの状況を分割したものです。
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L1ブロックチェーンネットワーク
イーサリアムとは、L1ブロックチェーン、またはトランザクションの実行と資金の確保を同時に行う独立したネットワーク。 UniswapのようなDeFiアプリを使用して100 USDCをDAIに変換したいですか?イーサリアムでは、これらすべてが行われます。
競合する他の L1 ネットワークは、イーサリアムが行うことはすべて実行できますが、違いは、これらの新しい L1 ネットワーク システムは、より高いスループットを達成するように設計されており、それによってトランザクション手数料が削減されることですが、通常、ネットワークの中心にあるノードの数が増加することです。 。
過去 10 か月間で、いくつかの新しい L1 ネットワークがオンラインになり、その間、これらのネットワークの TVL (ロックされた合計値) は 0 ドルから合計 100 ドルにまで急上昇しました。750億ドル周り、現在は主にSolana、Avalanche、Terra、および Binance スマート チェーン (BSC)をリードしており、それらはすべて TVL が を超える成長を続けるエコシステムを持っています。100億ドル画像の説明
上: 2021 年以降のイーサリアム以外の主要 L1 ネットワークの TVL の増加。
すべての L1 ネットワークは、開発者とユーザーを引きつけるために互いに競争しています。しかし、アプリケーションの構築と使用を容易にするイーサリアムのツールやインフラストラクチャがなければ、これを行うのは困難です。このギャップを埋めるために、多くの L1 ブロックチェーン ネットワークが採用しています。EVM対応(イーサリアム仮想マシン) 戦略。
による
によるBSC例として。 BSC は、EVM 互換ネットワークをリリースし、コンセンサス メカニズムを調整してスループットの向上とネットワーク コストの削減を実現することで、昨年の夏に多くの DeFi アプリケーションの使用量が急増しました。イーサリアム アプリケーション (Uniswap、Curve など)。 ） 似ています。同時に、アバランチ、ファントム、トロン、セロ他のネットワークも同じアプローチを採用しています。
そしてTerraそしてSolana画像の説明
上図の左側はEVM対応のL1ネットワークのTVL、右側はEVM非対応のL1ネットワークのTVLを示しています。 10月26日現在のデータ。
相互運用性に重点を置いたブロックチェーン ネットワーク
そしてCosmosそしてPolkadotこのようなブロックチェーンエコシステムは相互運用性に重点を置いています。これらのプロジェクトは、新しい独立したブロックチェーンを構築するのではなく、開発者が相互に通信できるアプリケーション固有のブロックチェーンを作成できるようにする標準を構築します。たとえば、そのようなシステムでは、ゲームに焦点を当てたあるブロックチェーン ネットワーク上のトークンを、別のソーシャルに焦点を当てたブロックチェーン ネットワーク上のアプリケーションで使用できるようになります。
現在、1,000 億ドル以上の資産が Cosmos 標準を使用して構築されたブロックチェーン ネットワークで保護されており、これらのブロックチェーン ネットワークは最終的には相互運用可能になります。同時に、Polkadot も最近マイルストーンを迎えており (注: Polkadot は最近パラチェーン スロット オークションを開始しました)、同様の方法でブロックチェーン エコシステムを統合する予定です。
側鎖
側鎖
確かに、サイドチェーンと前述の新しい L1 ブロックチェーンの区別は曖昧です。サイドチェーンは、イーサリアム全体と競合するのではなく、イーサリアムの過剰容量に対処することを目的としている点を除いて、他の EVM 互換 L1 ブロックチェーンと非常に似ています。サイドチェーンのエコシステムはイーサリアム コミュニティと密接に関係しており、補完的な方法でイーサリアム アプリケーションをホストします。
遊びながら稼ぐ遊びながら稼ぐ"ゲームAxie Infinity画像の説明
上: Axie Infinity の毎日のアクティブ ユーザーは、Ronin サイドチェーンに移行して以来急速な増加を示しています。
副題
Polygon PoS
Ronin のようなサイドチェーンはアプリケーション固有ですが、Polygon PoS のような他のサイドチェーンはより一般的なアプリケーション向けです。現在、Polygon PoS サイドチェーンは業界のリーダーであり、ネットワーク上に TVL があり、50億ドル、以上を展開100 の DeFi およびゲーム アプリ、有名な Aave と Sushiswap、Uniswap のクローンである Quickswap が含まれます。
同様に、Polygon PoS は他の EVM 互換 L1 ブロックチェーンと何ら変わりませんが、イーサリアムと競合するのではなく、イーサリアムを拡張するフレームワークの一部です。 Polygonチームは、将来的にもイーサリアムネットワークは主に高額取引と価値保管に使用されるブロックチェーンであり、日常取引はPolygonの低コストブロックチェーンに転送されるだろうと述べた。 (Polygon PoS は、「チェックポイント」と呼ばれるプロセスを通じてイーサリアムとの特別な関係も維持します。)
画像の説明
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文章
L1 ブロックチェーンとサイドチェーンの両方に明らかな課題があります。ブロックチェーンネットワークのセキュリティを確保します。これを行うには、マイナーまたは PoS バリデーターの新しいバッチに料金を支払う必要があり、通常はネットワークのネイティブ トークン (Polygon の MATIC、Avalanche の AVAX など) をインフレートして、トランザクションを検証して保護できるようになります。ただし、これには重大な欠点もあります。
ネイティブ トークンを持つと、エコシステムはイーサリアムを補完するものではなく、自然に競争力が高まります。
トランザクションの検証と保護は、ネットワークが無期限に責任を負う複雑で困難なタスクです。
しかし、イーサリアムのセキュリティを基盤にしてスケーラブルなエコシステムを構築できれば、より良いと思いませんか?それが私たちが話すことですL2ネットワーク、 具体的にはロールアップネットワーク。つまり、L2 ネットワークはイーサリアムの上に位置し、セキュリティをイーサリアムに依存する独立したエコシステムです。
重要なのは、これは、L2 がネイティブ トークンを持つ必要がないことを意味します。したがって、それらはイーサリアムをより補完するだけでなく、本質的にイーサリアムの一部です。イーサリアムのロードマップにはこうも書かれているイーサリアム 2.0 は「ロールアップ中心」になる副題
ロールアップはどのように機能しますか?
L2 ネットワークは、バンドル内の新しい (オフチェーン) 環境で実行するトランザクションを「ロールアップ」し、更新されたトランザクション データをイーサリアム (オンチェーン) に送り返すため、ロールアップと呼ばれることがよくあります。イーサリアム ネットワークに Uniswap だけからの 1000 トランザクションを処理させる (これは高価です!) 代わりに、Rollups はトランザクションをバッチ処理してオフチェーンで計算を完了し、計算結果をイーサリアムに送信します (これは安価です!)。
では、計算結果がイーサリアムに公開されるとき、イーサリアムはデータが正確で有効であることをどのようにして知るのでしょうか?イーサリアムは人々が誤った情報を投稿するのをどのように防いでいますか?これらの質問により、2 つの異なるタイプのロールアップが区別されます。楽観的ロールアップと ZK ロールアップ。
1) Optimistic Rollups
計算結果がイーサリアムに送信されると、オプティミスティック ロールアップはそれらが有効であると「楽観的に」想定します。言い換えれば、Optimistic Rollups ネットワークでは、オペレーターは、それが正しいと仮定して、必要なデータ (不正確または不正なデータを含む可能性のあるデータ) を公開できるようになります。
しかし、オプティミスティックロールアップには不正行為と戦う方法もあります。チェックアンドバランスとして、イーサリアムメインネットへの出金には、誰もが不正行為をチェックできる待機期間（〜7日間）が設けられています（ブロックチェーンは透明であり、何が起こっているかを誰でも見ることができることを思い出してください）。オブザーバーの 1 人が不正行為が発生したことを数学的に証明できた場合 (つまり、不正行為の証拠を提出することによって)、オプティミスティック ロールアップは不正な取引を元に戻し (取り消し)、悪意のある行為者を罰し、オブザーバーに報酬を与えます (これは賢いインセンティブ システムです!)。
もちろん、欠点は、Optimistic Rollups ネットワークとイーサリアム ネットワーク間で資金を送金するときに、監視者が不正行為を発見したかどうかを確認するまでに少し時間がかかることです。ある場合には、これには最大 1 週間かかる場合がありますが、時間の経過とともに遅延は減少すると予想されます。
重要な点は、オプティミスティック ロールアップは本質的にイーサリアムに関連付けられており、現在イーサリアムの拡張を支援する準備ができているということです。したがって、多くの主要な DeFi プロジェクトがメインのオプティミスティック ロールアップ ネットワーク (以下を含む) に展開/移行しています。アービトラムとオプティミスティックイーサリアム）、初期の力強い成長が見られました。
Arbitrum & Optimistic Ethereum
オフチェーンラボのArbitrumネットワークと楽観主義Optimistic Ethereumこのネットワークは現在、オプティミスティック ロールアップを実装する 2 つの主要なプロジェクトです。どちらのプロジェクトもまだ初期段階にあるため、それぞれのチームは依然としてそれぞれのネットワークに対する集中管理レベルを維持していますが、どちらも時間をかけて分散化を達成する予定であることは注目に値します。
Optimistic Rollups が成熟すると、スケーラビリティが 10 ～ 100 倍向上すると推定されています。初期の段階であっても、Arbitrum と Optimism の DeFi アプリケーションは、ロックアップされたネットワーク価値を何十億ドルも蓄積してきました。
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上: Optimism Network の TVL の成長
Arbitrum はネットワーク上でさらに一歩前進します60以上のアプリ(Curve、Sushiswap、Balancer などのよく知られた DeFi プロトコルを含む)、合計 TVL は約25億ドル画像の説明
上: Arbitrum ネットワークの TVL の増加。
副題
2) ZK Rollups
前述したように、オプティミスティック ロールアップはトランザクションが有効であると想定し、他の人が不正行為を証明する時間を与えます。対照的に、ZK-Rollups次に、トランザクションが有効であることをイーサリアム ネットワークに実際に証明します。
ZK-Rollupsは、バンドルされたトランザクションの計算結果を提出することに加えて、イーサリアムスマートコントラクトに「有効性証明」も提出します。名前が示すように、有効性証明により、イーサリアム ネットワークはこれらのトランザクションの正当性を検証できるようになり、中継者がシステムを不正行為することが不可能になります。これにより、Optimistic Rollups のような不正防止ウィンドウが排除されるため、Ethereum ネットワークと ZK-Rollups 間の転送は事実上瞬時に行われます。
即時決済と待機期間なしは素晴らしいように聞こえますが、ZK ロールアップにはトレードオフがないわけではありません。まず第一に、妥当性証明の生成には多くの計算が必要なため、それを完了するには高性能のマシンが必要です。第二に、妥当性証明に関する複雑さにより、ZK ロールアップを EVM と互換性を持たせることが難しくなり、そのため、実行できるスマート コントラクトが制限されます。 ZK-Rollups タイプに展開できます。このため、Optimistic Rollups は一足先に市場に参入する必要があり、イーサリアムの現在のスケーラビリティ問題を解決する能力がより高くなりますが、長期的には ZK-Rollups の方がより優れた技術的ソリューションとなる可能性があります。
ZKロールアップの採用
ZK-Rollup の状況は奥深く、複数のチームと実装が進行中または運用中です。注目すべきプレーヤーとしては、Starkware、Matter Labs、Hermez、Aztec などが挙げられます。現在、ZK-Rollups は主に、支払いや交換などの比較的単純なアプリケーションをサポートします。(ZK-Rollups がサポートできる現在のアプリケーション カテゴリが制限されているため)。たとえば、デリバティブ取引所 dYdX は、Starkware チームが開発した ZK-Rollup スキームを使用しています。StarkEx画像の説明
上: dYdX プロトコルの TVL 増加傾向。
ただし、本当に賞賛に値する ZK ロールアップ スキームは次のとおりです。EVM の ZK-Rollups と完全な互換性、これにより、オプティミスティックロールアップのような引き出しの遅延なしに、人気のある汎用アプリケーション（すべてのDeFiアプリケーションなど）をサポートできるようになります。この取り組みの主役は Matter Labs です。zkSync 2.0、スタークウェアのStarkNet、ポリゴンエルメスのzkEVMとポリゴンミデン、どちらも現在メインネットの立ち上げに取り組んでいます。 (一方、Aztec は ZK (ゼロ知識) 証明をプライバシーに適用することに重点を置いています。)
業界の多くの人々（イーサリアムの共同創設者ヴィタリック・ブテリンを含む）は、ZK ロールアップイーサリアムをスケーリングするための長期的なソリューションとしてのイーサリアム 2.0 との統合これは主に、ZK ロールアップが基本的にセキュリティと分散化を犠牲にすることなく 1 秒あたり数十万のトランザクションを処理できるためです。今後のEVM の ZK-Rollups と完全な互換性最初のレベルのタイトル
断片化された世界
クロスチェーンブリッジクロスチェーンブリッジこれはユーザーにとって複雑であり、潜在的なリスクを伴います。たとえば、一部のクロスチェーン ブリッジ (Poly Network など) がハッカーの標的になっています。
さらに重要なのは、マルチチェーンの世界では構成可能性が破壊され、流動性が断片化されてしまうことです。たとえば、Sushiswap は現在 Ethereum、BSC、Avalanche、Polygon、Arbitrum に実装されていますが、Sushiswap の流動性はかつて 1 つのネットワーク (つまり Ethereum) に集中していましたが、現在は 5 つの異なるネットワークに分散されています。
構成可能性構成可能性最初のレベルのタイトル
不確実な未来
Avalanche や Solana のような新しい L1 ブロックチェーン ネットワークは成長を続け、イーサリアムと競合するのでしょうか? Cosmos や Polkadot のようなブロックチェーン エコシステムは急速に成長するでしょうか?サイドチェーンはイーサリアムの余剰容量を引き受けながら、イーサリアムと調和して動作し続けるのでしょうか?それとも、イーサリアム 2.0 と組み合わせたロールアップが勝つでしょうか?誰も確信はありません。
将来は不確実ですが、オープンでパーミッションレスなブロックチェーン ネットワークが直面している最も困難な問題の解決に取り組んでいる優秀なチームが数多く存在するという事実を誰もが安心できます。ブロードバンドが最終的にインターネットで多くの革新的なアプリケーション (YouTube や Uber など) を強化するのに役立ったのと同じように、優れたスケーラビリティ ソリューションも最終的には同じレンズを通して見られるようになるだろうと私たちは信じています。
