モジュラーブロックチェーンとは何ですか? (建築の基礎)

モジュラーブロックチェーンとは何ですか?

1. モジュラーブロックチェーンは、コアブロックチェーン機能を個別の相互運用可能なレイヤーに意図的に分離するアーキテクチャパラダイムです。

2. 実行、コンセンサス、データの可用性、決済がすべて同じチェーン上で行われるモノリシック チェーンとは異なり、モジュラー設計ではそれぞれの責任が特殊なレイヤーに割り当てられます。

3. この分離により、独立した最適化が可能になります。データ可用性レイヤーがスループットと検証可能性に重点を置きながら、コンセンサスをファイナリティ速度に合わせて調整できます。

4. 各層は標準化されたインターフェイスを介して通信するため、フルスタックの再実装を必要とせずにエコシステム全体での構成が可能になります。

5. アーキテクチャは、異種の信頼の仮定をサポートします。つまり、1 つの層は Proof-of-Stake を使用することができ、別の層は不正証明または有効性証明に依存することができ、3 番目の層は許可された DA ネットワークとして動作することができます。

モジュラー設計のコア層

1.実行層は、スマート コントラクト ロジック、状態遷移、およびユーザー トランザクション処理を処理します。多くの場合、ロールアップまたはアプリ チェーンとして実装されます。

2.決済層は紛争を解決し、引き出しを処理し、層間の保証を強制します。イーサリアムのような大規模なチェーンからセキュリティを継承する可能性があります。

3.データ可用性レイヤーは、生のトランザクション データが公開され、取得可能であることを保証し、たとえ実行しなくても、誰もが状態更新の正しさを検証できるようにします。

4.コンセンサス層は、ブロックの順序付けとファイナリティに関する合意を調整します。多くの場合、ノードのリソース要求を削減するために計算から切り離されます。

5. 一部のアーキテクチャでは、モジュール間のメッセージ パッシング、シーケンス、および標準的なブリッジ ロジックを管理する専用の相互運用性レイヤーが導入されています。

モノリスがスケーラビリティに苦労する理由

1. モノリシック チェーンにより、すべてのフル ノードがすべてのトランザクションのダウンロード、保存、検証、実行を強制され、帯域幅、ディスク I/O、CPU 使用率が急激に増加します。

2. ブロック サイズまたは周波数を増やすと、ハードウェア要件が直接的に増加し、少数の有能なオペレーター間での検証が効果的に集中化されます。

3. コンセンサス メカニズムの切り替えなど、1 つのコンポーネントをアップグレードするには、スタック全体に影響を与えるハード フォークが必要となり、調整のオーバーヘッドとリスクが生じます。

4. スマート コントラクトの肥大化と状態の爆発により、長期的なノード同期時間が低下し、アーカイブ ノードがますます稀になり、検証が分散化されなくなります。

5. 需要が単一の共有リソース、つまり計算、ストレージ、帯域幅に同時に結び付けられたブロックスペースをめぐって競合するため、輻輳下ではトランザクション料金が変動します。

現実世界のモジュール実装

1. Celestia はコンセンサス層とデータ可用性層のみを提供し、ソブリン ロールアップが独自の DA インフラストラクチャを維持することなくカスタム実行環境を構築できるようにします。

2.EigenDA は、イーサリアムのステーカーによって保護されたプログラム可能なデータ可用性サービスとして機能し、暗号による取得可能性の保証を備えた高スループットの公開を提供します。

3. Arbitrum Orbit を使用すると、チームは Arbitrum One に落ち着くアプリケーション固有のチェーンを起動し、実行ロジックとトークン エコノミクスの制御を維持しながら決済レイヤーを活用できます。

4. Dymension の RollApp モデルは、高速コンセンサス レイヤー (Dymension Hub) とプラグイン可能な実行モジュールを組み合わせ、インスタント ファイナリティとネイティブの RollApp 間メッセージングをサポートします。

5. Fuel Network は、並列トランザクション処理用に最適化された UTXO ベースの実行レイヤーを実装し、複数の決済および DA バックエンドにプラグインするように設計されています。

よくある質問

Q: モジュラー設計ではフルノードは不要になりますか?モジュラー システムには依然として完全なノードが必要ですが、その役割は再分散されます。 DA ノードは、契約を実行せずにデータ公開を検証します。実行ノードは、コンセンサスを検証せずに状態の変更を処理します。単一のノードがすべてのタスクを実行することはありません。

Q: モジュラーチェーンはモノリスよりも集中化できますか?はい。集中化のリスクは、バリデータの数からモジュールの所有権に移ります。 1 つのエンティティが決済層と DA 層の両方を制御すると、実行が分散化されている場合でも、ファイナリティと検閲耐性に対して不釣り合いな影響力を得ることができます。

Q: ライト クライアントはモジュラー コンテキストでどのように機能しますか?ライトクライアントは、生データの代わりに証明を検証します。実行層からの有効性証明、決済層に対する不正証明、または DA 層からのデータ可用性サンプリング証明書をチェックできます。各証明タイプはそれぞれのモジュールに対応しています。

Q: モジュラーブロックチェーンは既存のウォレット標準と互換性がありますか?ウォレットは主に実行層と対話するため、EVM 互換のロールアップは MetaMask サポートを維持します。非EVM実行レイヤーには更新されたSDKと署名スキームが必要ですが、基礎となるウォレットの抽象化は変更されません。