原著者: Fox Tech CEO Kang Shuiyue、Fox Tech CTO Lin Yanxi

レイヤ 3 の概念は現在、ブロックチェーン コミュニティで注目を集めており、開発者がブロックチェーン プラットフォーム上にさまざまなスマート コントラクトや分散型アプリケーション (dApps) を作成できるため、多くの人が革命的な進歩であると考えています。レイヤ 3 は、イーサリアム スケーリング エコシステムにとって優れたエンジニアリング革新です。レイヤ 2 の出現で汎用拡張の問題が解決すると、レイヤ 3 の出現で高速化、低コスト、カスタマイズされた拡張の問題が解決されます。

すでに多くの分散型取引所 DEX がレイヤー 2 上に構築されていますが、なぜレイヤー 3 上に DEX を構築する必要があるのでしょうか?レイヤ 2 上に構築されたほとんどの DEX は AMM モデルを採用しており、ZigZag などのオーダーブック モデルを使用するいくつかのレイヤ 2 DEX では、トランザクション コストが CEX よりも若干高くなります。 AMM モデルであっても、オーダーブック モデルであっても、レイヤー 3 での DEX のトランザクション速度とコストは、ユーザー エクスペリエンスが向上します。

レイヤ 3 が安全で効率的な DEX を構築できる理由は次のとおりです。

• レイヤ 3 DEX は、レイヤ 1 Solidity よりも強力な言語を使用して、Rust などのマッチング エンジンを作成できます。

• レイヤ 3 は高度にカスタマイズでき、注文のたびにウォレット認証を呼び出す必要がなく、ユーザーのトランザクション手順が簡素化されます。

• レイヤ 3 の TPS はレイヤ 2 の 100 倍であり、コストは再び 1/100 に削減され、オーダーブック モードがサポートされます。

• レイヤ 3 はレイヤ 2 と同じであり、両方のコンセンサス レイヤはレイヤ 1 によって想定され、セキュリティ レベルは十分に高くなります。

• レイヤー 3 には独立したデータ可用性レイヤーがあり、オフチェーン トランザクションと資産ステータスの可視性を簡単に確認および取得できます。

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ブロックチェーンインフラの階層構造

現在、ブロックチェーンインフラは主にレイヤー0、レイヤー1、レイヤー2、レイヤー3の4つのレイヤーに分かれています。これらの「レイヤー」とは正確には何を指しますか?私たちが最もよく知っているレイヤー 1 は通常、ブロックチェーンのメイン ネットワークを指し、集中クライアント サーバーを経由せずに各ノード P2P を通じて接続および取引できます。その中でイーサリアムが最も代表的です。すべてのトランザクションはブロックとして登録され、分散データベースに保存されます。レイヤ 1 は、これら 4 つのレイヤのうちで最も古いレイヤです。クロスチェーン資産を実現するために、レイヤー0であるオムニチェーン相互運用プロトコルが登場し、その主な用途はさまざまなクロスチェーンブリッジです。

古典的なブロックチェーンのトリレンマ 「トリレンマ」とは、同じレイヤー内の異なるソリューションを指し、分散化、スケーラビリティ、セキュリティの 3 つの側面を同時に満たすことは困難です。典型的なケースは、ETH がスケーラビリティを犠牲にして分散化とセキュリティを選択したのに対し、その後のパブリック チェーンの多くは、より高い TPS を達成するために分散化の程度が低いフレームワークに依存しているというものです。 「トリレンマ」の存在により、取引件数の増加に伴い、取引の遅延や手数料の高騰が避けられませんでした。ネットワークの混雑を解決するために、開発者は OP または ZK に基づくレイヤー 2 拡張ソリューションを提案しました。

この多層構造設計では、レイヤー 1 がレイヤー 2 にコンセンサスを提供してトランザクションのセキュリティを確保し、レイヤー 2 が比較的独立した実行レイヤーとしてメイン ブロックチェーンから計算を分離することで、遅延を最小限に抑え、トランザクション コストを削減します。レイヤー 3 は、ユーザーと基盤となるブロックチェーン テクノロジーの間に抽象化レイヤーを提供し、ユーザーが基盤となるブロックチェーンを通じて安全に保ちながら、dApp やスマート コントラクトとの対話を容易にします。レイヤ 3 は、レイヤ 2 に基づいてデータをさらに圧縮し、レイヤ 2 を介したオンチェーン検証のために証明をレイヤ 1 にパックして戻すことができるため、レイヤ 2 よりも高速かつ低コストのトランザクションが実現します。

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ゼロ知識証明を使用して DEX をレイヤー 3 に接続する方法

DEX は、非常に重要なタイプのレイヤー 3 アプリケーションです。 OX Exchange と呼ばれる DEX をレイヤー 3 に構築したい場合、この目的を達成するために最も重要なテクノロジーは何ですか?このような分散型交換をレイヤー 3 に展開するには、ゼロ知識証明の使用が最も重要です。

インタラクション ロジックの観点から見ると、OX Exchange でのユーザーの操作はスマート コントラクトを呼び出す形で実装されます。つまり、すべての売買注文はコントラクト機能へのコール トランザクション (トランザクション) に変換されます。すべてのトランザクションはレイヤー 2 ノードに送信され、zkEVM を通じて実行されます。

具体的な実装に関しては、レイヤー 2 にデプロイされたスマート コントラクトはレイヤー 3 アプリケーションと対話します。レイヤ 3 からバッチ トランザクションを受信した後、レイヤ 2 のノードは、オペコードの分割と回路の生成を含む zkrollup 証明生成を実行し、ゼロ知識証明アルゴリズムに基づいて実行の正しさを証明します。最後に、生成された実行正当性証明をレイヤー 1 チェーンに送信し、チェーン上のコントラクトの検証に合格し、ステータスの更新を受け入れます。

レイヤ 2 の zkrollup によって提供されるサービスは、待ち時間の短縮とユーザー エクスペリエンスの向上を実現できます。具体的には、OX は、レイヤ 2 の「パッケージ化」を利用してスループットを向上させるために、レイヤ 2 で zkRollup と対話する必要があります。 OX は豊富なフロントエンド操作インターフェイスを提供でき、基礎となる複雑な対話ロジックはユーザーに対して完全に透過的であり、ユーザーは Web3 ウォレットに接続し、他の DEX と同様に DEX のさまざまなサービスを直接使用できます。

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データ可用性 DA を通じてユーザー資産を保護する方法

利用可能なデータは、すべての Web 3.0 プロジェクトにおいて重要な役割を果たします。集中型取引所 CEX を含むすべての従来のアプリケーションは通常、DA を使用しないため、ユーザー データの透明性は非常に低く、CEX ユーザーの資産セキュリティ レベルは取引所が悪事を行っているかどうかに完全に依存します。レイヤー 3 DEX は独自のデータ可用性 (DA) を採用しているため、ユーザー料金を大幅に削減しながら、ユーザーのトランザクション データと資産のセキュリティも保証します。

レイヤ 3 DEX はスループットが高いため、大量のデータを処理する必要があります。これらのデータは、効率性とセキュリティを考慮した「DA層+L2」のハイブリッド保存方式を採用しています。 L2 にデプロイされたコントラクトは、いくつかの主要なデータとメルケル ルートを記録するだけでよく、プロセス内の他のすべてのデータは DA 層に記録されます。ユーザーが L3 アプリケーションと対話すると、対話プロセス中の元のデータは DA 層に保存され、DA 層は更新されたデータの新しいメルケル ルートを計算します。同時に、L3 アプリケーションも送信します。その証拠に、契約はメルケル首相のルート更新の正しさをチェックすることになる。このようなメカニズムにより、L2 契約の状態が DA 層と一貫していること、つまり記録された状態が常に正しいことを保証できます。

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図 3: レイヤ 3 DEX のデータ可用性 DA