# モジュラーブロックチェーン:Web3エコシステムの進化の基石モジュラーブロックチェーンは新たなWeb3インフラの重要な構成要素となりつつあります。単体ブロックを完全に置き換えることはありませんが、単体ブロックの持続的な進化を推進する重要な力となるでしょう。両者は互いの利点を補完し合い、次の10億ユーザー規模のWeb3エコシステムを支えることになります。モジュラーブロックチェーンの精確な定義と比較して、取引やブロックデータを分析することで、その実行レイヤー、データ可用性レイヤー、コンセンサスレイヤー、決済レイヤーを理解することで、より直感的な理解が得られます。実行層は単一のブロックチェーンの取引拡張と計算のアウトソーシングの先駆者として重要な役割を果たしました。データ利用層はブロックチェーンのデータストレージを最適化するだけでなく、コンセンサス層の保障の下でデータ検証後の利用可能性を実現しました。コンセンサス層は分散化の能力を再利用し、新しい分散型アーキテクチャを構築することに専念しています。決済層はアカウント資産と取引フローのマッチングと関連付けの最適化に重点を置いています。## モジュラーブロックチェーンの特徴と課題ビットコインの誕生は、分散型電子マネーシステムの先駆けを開き、人々にブロックチェーン技術とプルーフ・オブ・ワークのコンセンサスメカニズムを認識させました。イーサリアムはスマートコントラクトプラットフォームとして、金融、ソーシャル、ゲームなどの分野で巨大な可能性を示しています。ブロックチェーン技術はまだ始まったばかりですが、その発展の見通しは依然として広大です。現在主流のパブリックチェーンは通常、モノリシックブロックチェーンと呼ばれています。これらは取引を媒体とし、ブロックによって有効な取引記録を保存し、特定のコンセンサスメカニズムに依存して分散型、信頼不要、改ざん不可能な分散台帳ネットワークを実現しています。単体ブロックチェーンの優位性は、独立して完全なエコシステムを構築できることにありますが、規模の拡大に伴い、取引の混雑、コストの上昇、参加のハードルの上昇など、さまざまな課題にも直面します。これらの問題を解決するために、業界では拡張性や状態のプルーニングなどの分野で広範な探求が行われており、状態チャネル、サイドチェーン、Rollup、ライトノード、シャーディング、モジュラーブロックチェーンなどの技術ソリューションが含まれています。これらの研究は、ブロックチェーン技術スタックを継続的に最適化し、技術の普及度を向上させています。## モジュラーブロックチェーンの定義とアーキテクチャ本質的に、モジュラーブロックチェーンは、集約と組み合わせの考え方を通じて、ブロックチェーンの階層構造を再定義し、それを異なるモジュールに分割します。これらのモジュールは相互に独立しており、ニーズに応じて柔軟に修正・拡張でき、相互に組み合わせることができます。このようなモジュール化アーキテクチャは、あらゆる面での性能を向上させるだけでなく、多様なアプリケーションシナリオにも適応できます。ユーザーの視点から見ると、イーサリアムの第二層ネットワークArbitrumの取引プロセスは、モジュラーブロックチェーンの階層を直感的に理解することができます。ユーザーが提出した取引は、第二層ネットワークのオーダーラーによってバッチ処理され、その後、圧縮された取引データと状態結果が第一層ネットワークに送信され、決済されます。上から下への構造に従って、モジュラーブロックチェーンは実行層、データ可用層、コンセンサス層、決済層に分かれます。実行層は取引処理と状態計算を担当し、データ可用層は取引データの保存と維持を行い、コンセンサス層は実行層の安全性を保障し、決済層は状態変化の最終性を確認します。## エグゼクティブレイヤーの開発状況実行層の概念が提案される前に、業界は一般的に「イーサリアムキラー」という話題に注目しており、これはユーザーの取引性能に対する切実な需要を反映しています。そのため、多くの新しいパブリックチェーンが基盤アーキテクチャに取り組み、高性能ブロックチェーンを構築しようとしています。一方で、イーサリアムエコシステムもさまざまなスケーリングソリューションを模索しています。現在、Rollupを代表とするLayer2ソリューションが主導的な地位を占めています。楽観的RollupのOptimismとArbitrumは、エコシステムの構築とユーザー規模において、ほとんどのEVM互換チェーンを超えています。また、ZKRollup(のStarknet、zkSyncなど)や、並列取引ソリューション(のFuel)も引き続き発展しています。Layer2の急成長に伴い、実行層の概念が生まれました。Ethereumだけでなく、他のパブリックチェーンもそれぞれのRollupや実行層製品を次々と発表しています。これにより、多くのチェーンが共存する状況が生まれると同時に、多様な実行層が共存する状況も生まれました。異なる実行層間の相互運用性の問題を解決するために、いくつかのプロジェクトがRollup-as-a-Serviceのソリューションを提供し始めました。Sovereign LabsやStackr Labsなどです。これらの製品は実行層のハブに似ており、元々のLayer2をLayer3に拡張し、単一のハブと複数のRollupからなるツリー状の実行層アーキテクチャを構築します。実行層は大きな進展を遂げましたが、依然として解決すべき多くの問題が存在します。例えば、非中央集権的なオーダラー、zkEVM、並行トランザクションなどです。これらの分野は今後の研究の重点方向となるでしょう。## データ可用性レイヤーの進化ブロックチェーンユーザーとスマートコントラクトの急速な増加に伴い、オンチェーンデータは指数関数的に増加しています。ビットコインを例に取ると、そのネットワークのサイズは2016年の55GBから2023年2月には459GBに増加しました。スマートコントラクトプラットフォームであるイーサリアムは、そのデータ規模がビットコインをはるかに上回り、現在全ノードを運営するためには少なくとも800GBのストレージスペースが必要です。膨大なデータ量と非構造化ストレージ方式は、ブロックチェーンデータの処理、インデックス作成、クエリに大きな課題をもたらします。膨大なブロックチェーンデータを効率的かつ低コストで保存および処理する方法は、重要な研究方向となっています。早くもビットコインホワイトペーパーの中で、中本聡はReclaiming Disk SpaceやSPVなどの解決策を提案しました。イーサリアムコミュニティはこの基盤の上にStateless Ethereumなどの解決策を提案しました。実行層の発展に伴い、データの可用性の概念が拡張され、チェーン上のデータだけでなく、実行層の圧縮取引データも含まれるようになりました。イーサリアムは現在の主流のデータ可用層として、高コストや容量の制限といった問題に直面しています。そこで、イーサリアムはEIP-4844などの改善案を提案しました。他の専門的なDA製品であるPolygon AvailやCelestiaも新しい技術的な解決策を探求しています。さらに、BNBエコシステムが提供するGreenfieldなどのストレージ製品もデータストレージ層の選択肢を豊かにしています。## コンセンサス層の革新ブロックチェーンネットワークのコンセンサスメカニズムは、資産の所有権を保障するための鍵です。異なるブロックチェーン間のコンセンサスメカニズムは相互運用が難しいことが多く、これがクロスチェーンアプリケーションの発展を制限しています。PoWとPoSは2つの主要なコンセンサスメカニズムです。PoWが直面する主な課題は51%攻撃と二重支出攻撃であり、ネットワークの安全性を確保するためには膨大な計算能力が必要です。一部の新しいPoWパブリックチェーンは、ビットコインネットワークの計算能力を利用して共同マイニングなどの方法を通じてこれを実現していますが、これには新たなリスクも伴います。PoSメカニズムはネットワークを保護するために権益を利用し、高価値のネットワークを保護するには十分に高価値の権益が必要です。CosmosやPolkadotなどのプロジェクトは、PoSを基にして、安全に共有されたICSやSpace Meshなどの革新を行いました。イーサリアムがPoSに移行した後、その強力なコンセンサスリソースは新しい世代のコンセンサスレイヤープロダクトの基礎を築きました。EigenLayerなどのプロジェクトはRestakingの概念を提案し、質権を再利用して他のネットワークを保護することを目指しています。流動性質権デリバティブもコンセンサスプロバイダーになる可能性があります。## まとめモジュラーブロックチェーンはマイクロサービスアーキテクチャの理念に似ており、ブロックチェーンの機能を独立したモジュールに分割して、より高いスケーラビリティと柔軟性を実現します。現在、実行層、データ利用可能層、合意層はそれぞれの分野で革新を続けており、将来的にはそれらの柔軟な組み合わせがさらなる可能性をもたらすでしょう。技術の成熟に伴い、モジュラーブロックチェーンはブロックチェーン技術の発展を推進する重要な方向性となることが期待され、Web3エコシステムの進化に強力なインフラストラクチャーサポートを提供します。
モジュラーブロックチェーン：Web3アーキテクチャの解体 生態系の進化を促進する
モジュラーブロックチェーン:Web3エコシステムの進化の基石
モジュラーブロックチェーンは新たなWeb3インフラの重要な構成要素となりつつあります。単体ブロックを完全に置き換えることはありませんが、単体ブロックの持続的な進化を推進する重要な力となるでしょう。両者は互いの利点を補完し合い、次の10億ユーザー規模のWeb3エコシステムを支えることになります。
モジュラーブロックチェーンの精確な定義と比較して、取引やブロックデータを分析することで、その実行レイヤー、データ可用性レイヤー、コンセンサスレイヤー、決済レイヤーを理解することで、より直感的な理解が得られます。
実行層は単一のブロックチェーンの取引拡張と計算のアウトソーシングの先駆者として重要な役割を果たしました。データ利用層はブロックチェーンのデータストレージを最適化するだけでなく、コンセンサス層の保障の下でデータ検証後の利用可能性を実現しました。コンセンサス層は分散化の能力を再利用し、新しい分散型アーキテクチャを構築することに専念しています。決済層はアカウント資産と取引フローのマッチングと関連付けの最適化に重点を置いています。
モジュラーブロックチェーンの特徴と課題
ビットコインの誕生は、分散型電子マネーシステムの先駆けを開き、人々にブロックチェーン技術とプルーフ・オブ・ワークのコンセンサスメカニズムを認識させました。イーサリアムはスマートコントラクトプラットフォームとして、金融、ソーシャル、ゲームなどの分野で巨大な可能性を示しています。ブロックチェーン技術はまだ始まったばかりですが、その発展の見通しは依然として広大です。
現在主流のパブリックチェーンは通常、モノリシックブロックチェーンと呼ばれています。これらは取引を媒体とし、ブロックによって有効な取引記録を保存し、特定のコンセンサスメカニズムに依存して分散型、信頼不要、改ざん不可能な分散台帳ネットワークを実現しています。
単体ブロックチェーンの優位性は、独立して完全なエコシステムを構築できることにありますが、規模の拡大に伴い、取引の混雑、コストの上昇、参加のハードルの上昇など、さまざまな課題にも直面します。これらの問題を解決するために、業界では拡張性や状態のプルーニングなどの分野で広範な探求が行われており、状態チャネル、サイドチェーン、Rollup、ライトノード、シャーディング、モジュラーブロックチェーンなどの技術ソリューションが含まれています。これらの研究は、ブロックチェーン技術スタックを継続的に最適化し、技術の普及度を向上させています。
モジュラーブロックチェーンの定義とアーキテクチャ
本質的に、モジュラーブロックチェーンは、集約と組み合わせの考え方を通じて、ブロックチェーンの階層構造を再定義し、それを異なるモジュールに分割します。これらのモジュールは相互に独立しており、ニーズに応じて柔軟に修正・拡張でき、相互に組み合わせることができます。このようなモジュール化アーキテクチャは、あらゆる面での性能を向上させるだけでなく、多様なアプリケーションシナリオにも適応できます。
ユーザーの視点から見ると、イーサリアムの第二層ネットワークArbitrumの取引プロセスは、モジュラーブロックチェーンの階層を直感的に理解することができます。ユーザーが提出した取引は、第二層ネットワークのオーダーラーによってバッチ処理され、その後、圧縮された取引データと状態結果が第一層ネットワークに送信され、決済されます。
上から下への構造に従って、モジュラーブロックチェーンは実行層、データ可用層、コンセンサス層、決済層に分かれます。実行層は取引処理と状態計算を担当し、データ可用層は取引データの保存と維持を行い、コンセンサス層は実行層の安全性を保障し、決済層は状態変化の最終性を確認します。
エグゼクティブレイヤーの開発状況
実行層の概念が提案される前に、業界は一般的に「イーサリアムキラー」という話題に注目しており、これはユーザーの取引性能に対する切実な需要を反映しています。そのため、多くの新しいパブリックチェーンが基盤アーキテクチャに取り組み、高性能ブロックチェーンを構築しようとしています。一方で、イーサリアムエコシステムもさまざまなスケーリングソリューションを模索しています。
現在、Rollupを代表とするLayer2ソリューションが主導的な地位を占めています。楽観的RollupのOptimismとArbitrumは、エコシステムの構築とユーザー規模において、ほとんどのEVM互換チェーンを超えています。また、ZKRollup(のStarknet、zkSyncなど)や、並列取引ソリューション(のFuel)も引き続き発展しています。
Layer2の急成長に伴い、実行層の概念が生まれました。Ethereumだけでなく、他のパブリックチェーンもそれぞれのRollupや実行層製品を次々と発表しています。これにより、多くのチェーンが共存する状況が生まれると同時に、多様な実行層が共存する状況も生まれました。
異なる実行層間の相互運用性の問題を解決するために、いくつかのプロジェクトがRollup-as-a-Serviceのソリューションを提供し始めました。Sovereign LabsやStackr Labsなどです。これらの製品は実行層のハブに似ており、元々のLayer2をLayer3に拡張し、単一のハブと複数のRollupからなるツリー状の実行層アーキテクチャを構築します。
実行層は大きな進展を遂げましたが、依然として解決すべき多くの問題が存在します。例えば、非中央集権的なオーダラー、zkEVM、並行トランザクションなどです。これらの分野は今後の研究の重点方向となるでしょう。
データ可用性レイヤーの進化
ブロックチェーンユーザーとスマートコントラクトの急速な増加に伴い、オンチェーンデータは指数関数的に増加しています。ビットコインを例に取ると、そのネットワークのサイズは2016年の55GBから2023年2月には459GBに増加しました。スマートコントラクトプラットフォームであるイーサリアムは、そのデータ規模がビットコインをはるかに上回り、現在全ノードを運営するためには少なくとも800GBのストレージスペースが必要です。
膨大なデータ量と非構造化ストレージ方式は、ブロックチェーンデータの処理、インデックス作成、クエリに大きな課題をもたらします。膨大なブロックチェーンデータを効率的かつ低コストで保存および処理する方法は、重要な研究方向となっています。
早くもビットコインホワイトペーパーの中で、中本聡はReclaiming Disk SpaceやSPVなどの解決策を提案しました。イーサリアムコミュニティはこの基盤の上にStateless Ethereumなどの解決策を提案しました。実行層の発展に伴い、データの可用性の概念が拡張され、チェーン上のデータだけでなく、実行層の圧縮取引データも含まれるようになりました。
イーサリアムは現在の主流のデータ可用層として、高コストや容量の制限といった問題に直面しています。そこで、イーサリアムはEIP-4844などの改善案を提案しました。他の専門的なDA製品であるPolygon AvailやCelestiaも新しい技術的な解決策を探求しています。さらに、BNBエコシステムが提供するGreenfieldなどのストレージ製品もデータストレージ層の選択肢を豊かにしています。
コンセンサス層の革新
ブロックチェーンネットワークのコンセンサスメカニズムは、資産の所有権を保障するための鍵です。異なるブロックチェーン間のコンセンサスメカニズムは相互運用が難しいことが多く、これがクロスチェーンアプリケーションの発展を制限しています。
PoWとPoSは2つの主要なコンセンサスメカニズムです。PoWが直面する主な課題は51%攻撃と二重支出攻撃であり、ネットワークの安全性を確保するためには膨大な計算能力が必要です。一部の新しいPoWパブリックチェーンは、ビットコインネットワークの計算能力を利用して共同マイニングなどの方法を通じてこれを実現していますが、これには新たなリスクも伴います。
PoSメカニズムはネットワークを保護するために権益を利用し、高価値のネットワークを保護するには十分に高価値の権益が必要です。CosmosやPolkadotなどのプロジェクトは、PoSを基にして、安全に共有されたICSやSpace Meshなどの革新を行いました。
イーサリアムがPoSに移行した後、その強力なコンセンサスリソースは新しい世代のコンセンサスレイヤープロダクトの基礎を築きました。EigenLayerなどのプロジェクトはRestakingの概念を提案し、質権を再利用して他のネットワークを保護することを目指しています。流動性質権デリバティブもコンセンサスプロバイダーになる可能性があります。
まとめ
モジュラーブロックチェーンはマイクロサービスアーキテクチャの理念に似ており、ブロックチェーンの機能を独立したモジュールに分割して、より高いスケーラビリティと柔軟性を実現します。現在、実行層、データ利用可能層、合意層はそれぞれの分野で革新を続けており、将来的にはそれらの柔軟な組み合わせがさらなる可能性をもたらすでしょう。
技術の成熟に伴い、モジュラーブロックチェーンはブロックチェーン技術の発展を推進する重要な方向性となることが期待され、Web3エコシステムの進化に強力なインフラストラクチャーサポートを提供します。