集約されたブロックチェーン
私は2つの主張をしたいと思います。
- L1 でも L2 でも、1 つのチェーンでは、インターネット規模に到達するために必要なスループットをサポートできません。
- ブロックチェーンのスケーリングは、流動性と共有状態へのアクセスをスケーリングすることを意味します。 複数のチェーンを介してブロックスペースを追加しても、流動性が断片化されると機能しません。
これは、ブロックチェーンのスケーラビリティに関するモジュール式とモノリシックの両方の視点に対する課題を表しています。 (1)は、単一の高スループットチェーンがスケーリングの最良の方法であると考えるモノリシックな見方への挑戦です。 (2)は、マルチチェーンまたはマルチロールアップのエコシステムが、共有状態と流動性へのアクセスを増やすという意味のある意味でのスケーリングには十分ではないことを意味するため、モジュラービューに対する課題です。
(1)と(2)が当てはまる場合、スケーラビリティの問題を解決するには、多くのチェーン間で共有状態と流動性へのアクセスをスケーリングする必要があります。 Polygonのソリューションは、アグリゲーションレイヤー、または「AggLayer」です。 AggLayerは、ほぼ瞬時のクロスチェーントランザクションの安全性を提供し、チェーン全体で統一された状態と流動性を可能にします。
この投稿では、AggLayerとは何か、どのように機能するか、共有シーケンサーやプルーバーとの違いについて詳しく説明します。
問題を
L2 には問題があり、流動性と状態がロールアップと L1 で断片化されています。
これは、複雑さをもたらすため、ユーザビリティの観点からは悪いことですが、コストもかかります。 流動性が断片化されていると、スリッページが大きくなり、執行が悪くなります。 オプティミスティック ロールアップ (OR) では、ユーザーは 7 日間の引き出し遅延を回避するために、高価なサードパーティ ブリッジを支払う必要があります。 ZKロールアップ(ZKR)でさえ、トラストレスなクロスチェーントランザクションのために、ユーザーはイーサリアムにラウンドトリップする必要があります。
最終性と妥当性
低レイテンシーでトラストレスなクロスチェーントランザクションが現在不可能である理由はここにあります。
チェーン A とチェーン B の 2 つのロールアップがあり、L1 へのブリッジを共有しているとします。チェーンAのアリスはチェーンBのボブに支払いたいので、アリスはチェーンBに転送するためにチェーンAのトークンをロックまたはバーンします。
チェーンBがこれらのトークンをボブに安全にクレジットするには、2つのことが必要です。
- アリスのトランザクションを含むバッチは、イーサリアムL1でファイナライズする必要があります。
- チェーン B は、チェーン A の結果の状態が Alice のトランザクション後に有効であることを検証できる必要があります。
アリスのトランザクションを含むバッチがイーサリアムでファイナライズされていない場合、チェーンAはチェーンBと曖昧になり、アリスの資金をチェーンAに保持し、ボブの資金をチェーンBにミントすることで二重支払いを行うことができます。 同様に、チェーンBがAの有効性の証明をチェックしない場合、チェーンAは無効なトランザクションを含め、Bから資金を盗む可能性があります。
(1)と(2)は、トラストレスなクロスチェーントランザクションは低レイテンシーではあり得ないことを意味します。 (1)は現在12分必要ですが、(2)はORでチャレンジ期間の期間、ZKRで証明の生成に数分待つ必要があります。
優れたUXは、20分のレイテンシーとは相容れません。 アグリゲーションレイヤーは、この問題を解決するために設計されています。
アグリゲーションレイヤー
Polygonは、イーサリアムに落ち着くZKを搭載したL2のエコシステムです。 アグリゲーションレイヤーは、ステークされたノードによって運用される分散型プロトコルであり、低遅延のクロスチェーントランザクションとユニファイドブリッジの安全性を確保します[1]。
ここでいう「安全」とは、以下のことを意味します。
そのチェーンの状態が別のチェーンの無効または未確定の状態に依存している場合、または他のすべてのチェーンで正常に実行されなかったアトミック [2] バンドルからのトランザクションが含まれている場合、ロールアップの状態をイーサリアム上でファイナライズ/決済することは不可能です。
言い換えれば、チェーンBの状態は、チェーンAの無効またはファイナライズされていない状態に依存している場合、イーサリアム上でファイナライズすることはできません。
この保証は重要です。 これにより、チェーンAの状態がイーサリアム上で確定したり、プルーフが生成されたりする前に、チェーンBは超低遅延でチェーンAと安全に相互運用することができます。
集約レイヤー (Aggregation Layer) の詳細
アグリゲーション レイヤーは 3 つのフェーズで機能します。 チェーンAが、Polygonエコシステムで実行されているZKを利用したチェーンであるとします。
- 事前確認: チェーン A は、新規ブロック/ロット A1 のヘッダを
- AggLayerと軽量クライアントプルーフを併用します。 ヘッダーには、すべてへのコミットメントが含まれます
- Arが依存する他のブロックとバンドル(B1、C1など)。 新しいバッチが
- 有効性の証明なしで受け入れられた場合、AggLayerによって「事前確認済み」と見なされます。
- 確認: チェーン A または A の任意のフルノードは、A1 のプルーフを生成し、それを AggLayer に送信します。 証明がAggLayerによって検証されると、A1が依存するすべてのバッチも確認されれば、A1が確認されます。
- ファイナライズ:A1が確認されると、そのプルーフは他のロールアップのバッチとともに1つのプルーフに集約され、イーサリアムに投稿されます。 集約された証明は、依存チェーンの状態とバンドルが一貫していることを強制します。
チェーンは、レイテンシーと活性保証の間のトレードオフ空間を自らナビゲートすることができます。 チェーンは、超低レイテンシーのクロスチェーントランザクションのために、事前確認ステップの後に別のチェーンと相互運用することを選択する場合がありますが、基本的に、このモデルは確認またはファイナライズを待っているチェーンと互換性があります。
クロスチェーン取引の安全性保証は、3番目のステップで実施されます。 この設計により、安全なクロスチェーンインタラクションがどのように可能になるかについて、さらに掘り下げてみましょう。
非同期の相互運用性
クロスチェーン転送の最初の例を見てみましょう。 チェーンAのアリスは、チェーンBのボブにトークンを鋳造して転送するために、ブロックA1のトークンをロックまたはバーンしたいと考えています。チェーンBがイーサリアム上でA1が有効な証明で確定するまで待たない場合、チェーンAはチェーンBを曖昧にしたり、無効な状態を与えたりする可能性があります。
アグリゲーションレイヤーは、これを簡単な方法で解決します。 チェーンBは、A1が有効であり、証明を待たずにイーサリアム上で確定すると一時的に想定することができます。 チェーン B のシーケンサーは、アグリゲーション レイヤーに送信する前に、要求されたチェーン A の状態ルート A1 を B1 のヘッダーの依存関係として (B1A1 として) コミットします。 チェーン B が B1 を構築するために必要な待機時間は、20 分から最大で数秒に短縮されます。
確認ステップでは、集約レイヤーは、送信された各ブロック/バッチの依存関係グラフを構築します。 たとえば、A1 が B1 に依存し、B1 が B1 に依存する場合、証明 πC1 が提出されるとすぐに C1 が確認されます。 しかし、πA1 が受信されたとしても、πA1 は πC1 と πB1 の両方でしか確認されません。この設計の重要な側面は、証明集約回路が依存関係間の一貫性を強制することです。 B1A1がチェーンAが提出するブロックA1と矛盾する場合、またはA1'の証明がない場合、B1はイーサリアムでファイナライズされた集約バッチに含めることができません。
このメカニズムは、チェーンAが無効なブロック(A1'など)を曖昧にしたり送信したりした場合、チェーンAの無効または曖昧な状態ルートに依存するバッチをイーサリアム上でファイナライズ/決済できないことを保証します。 AggLayer自体が曖昧であっても、チェーンには、矛盾または無効なチェーン状態の2つの証明を証明集約回路で集約できないため、無効または曖昧なブロックに依存するブロックをファイナライズできないという暗号化保証があります。 これにより、上記の安全特性が維持されます。
アトミックな相互運用性
安全機構は原子ケースにまで拡張できます。 ユーザーがトランザクションのアトミックバンドルを複数のチェーンに送信するとします。 このバンドルは順序付けされているので、チェーンAでトランザクションを実行した結果がチェーンBに渡され、同様にチェーンBの更新状態がチェーンCに渡されます。 すべてのトランザクションがすべてのチェーンで正常に実行されると、バンドルが含まれます。それ以外の場合は、拒否されます。
アトミックトランザクションを含める機能を提供するのが理想的です。
- チェーンBのオペレーターに、バンドルに含まれる他のすべてのチェーンのフルノードを実行するように要求します。又は
- バンドルが部分的にイーサリアムに含まれる可能性がある(参加チェーンに害を及ぼす)リスクを受け入れる。
これは、非同期の場合と同様の安全性の問題を引き起こします: チェーン A は、実際にはアトミックバンドルを含まないバッチを曖昧にして送信したり、チェーン B に無効な結果を送信したりする可能性があります。
幸いなことに、非同期の場合と同じメカニズムをアトミックの場合にも再利用できます。 チェーンBはバンドルにコミットし、他のチェーンからトランザクション結果を受信します。 アグリゲーションレイヤー(およびプルーフアグリゲーション回路)は、バンドルがチェーン間で一貫していることを確認します。 チェーンBのバンドルを含むバッチは、バンドル内のすべてのトランザクションが正常に実行された場合にのみ、イーサリアム上でファイナライズ/決済することができます。
クロスチェーンのコンポーザビリティ
アグリゲーションレイヤーは、非同期のクロスチェーン呼び出しにより、超低レイテンシーのクロスチェーンコンポーザビリティを実現します。 これは非常に強力なプリミティブであり、コントラクトはイーサリアムのファイナリティを待たずに、超低レイテンシーで他のチェーンのコントラクトを安全に呼び出すことができます。 ユーザーは、PolygonのOKXチェーンを介してオンランプし、ラップされた合成資産からスワップアウトすることなく、ワンクリックで別のチェーンのAaveの流動性の高いレンディング市場にすぐに入金することができます。
創発的調整基盤
AggregationLayerは、ほぼ瞬時のクロスチェーンインタラクションが安全であることを保証します[3]。 しかし、これは戦いの半分にすぎません。 チェーンオペレーターは、互いのチェーン状態をどのように共有し、信頼しているのでしょうか? 原子バンドルの生成をどのように調整しているのでしょうか?
AggLayer の設計目標は、最小限にすることです。 その目的は、安全性を確保し、さまざまな場面で生き生きとしたコーディネーションインフラを誰でも構築できる基盤を提供することです。
チェーンの運営者は、信頼の仮定に応じて、創発的な調整メカニズムを自由に選択することができます - これらには、リレー、共有証明インフラストラクチャ、または共有妥当性シーケンサー [4] クラスターが含まれます。 これらは、他のチェーンの状態やバンドルに依存する場合の活性の問題からチェーンを保護します。
Polygonのエコシステムは、チェーンの選択と主権を優先しています。 チェーンは、独自の変更された実行環境を実行したり、ステーキングやガス料金に独自のトークンを使用したり、独自のデータ可用性メカニズムを選択したりできます。 同様に、チェーンは、相互運用性と活性障害のリスクの間のトレードオフをどのように処理するかを決定する必要があります。 いくつかのオプションがあります。
- チェーンBは、高速相互運用性とアグリゲーターレイヤーを完全にオプトアウトできます。 バッチとプルーフをイーサリアムに直接送信するだけで、ファイナライズが遅れることはありません。
- チェーン B は、チェーン A の状態が AggLayer によって確認された場合にのみ、チェーン A の状態を受け入れることができます。 チェーンBは、AggLayerが曖昧な場合にのみ遅延します。
- チェーンBは、チェーンAがAggLayerによって事前確認されている場合、チェーンAの状態を受け入れることができます。 AggLayerが曖昧になるか、チェーンAがプルーフの生成に失敗した場合、チェーンBは遅延します。
- チェーンBは、チェーンAがAggLayerで事前確認されていることを確認せずに、ピアツーピア設定でチェーンAの状態を受け入れることができます。 チェーンAが曖昧な場合、または証明を生成できない場合、チェーンBは遅延します。
注意すべき重要なことは、ユーザーは活性障害を引き起こすことはできず、チェーンの誤動作や誤動作のみを引き起こすことです。 曖昧さや無効なブロックの提出は、スラッシングやAggLayerからチェーンを排出し、シームレスな相互運用機能を排除することで、重いペナルティを科す可能性があります。 したがって、活性障害は非常にまれです。
チェーンは、相互運用する他のチェーンのホワイトリストまたはブラックリストを維持し、バッチに集合的に関与できるチェーンの数に制限を設定することで、活性の問題のリスクを最小限に抑えるために追加の予防策を講じることができます。 彼らは、フルノードを実行しているサードパーティに依存して、チェーンが証明を生成する前にオフラインになった場合に、バックアップの証明者がいることを確認することができます。
鎖が原子バンドルを受け入れるように調整するメカニズムも柔軟です。 たとえば、チェーンのサブセットは、非常に低いレイテンシーのために共有妥当性シーケンスクラスターで相互運用したり、リレーに依存したりできます。
暗号経済的に保護されたリレイヤーは、両方のチェーンに対してフルノードを実行し、各チェーンの状態が有効であることを証明することで、チェーンAとBの間の相互運用性を実現できます。 チェーンAまたはBが新しいバッチを事前確認してからオフラインになった場合でも、共有プルーバーインフラストラクチャが介入してプルーフを生成できます。
AggLayerが提供する安全性の基盤の上に新しい調整インフラが出現し、相互運用性と流動性の共有の新しく優れた形態が可能になることを想像できます。 重要なのは、Polygonのエコシステム全体が同じインフラストラクチャを共有したり、信頼の前提を共有したりする必要がないことです。 単一の共有妥当性シーケンサーまたは証明器の下で動作する必要はありません。 これは、手術室に比べて非常に重要な利点です。
終値
アグリゲーションレイヤーは、基本的に、単一のチェーンを使用しているように感じるマルチチェーンエコシステムを作成することを可能にします。 これは、モノリシックでモジュール化されたテーゼ、つまり、統一された状態、流動性、コンポーザビリティと、マルチチェーンエコシステムの無限のスケーラビリティの統合です。
ZKとオプティミスティックシステムでのアグリゲーション
これは、基本的にZKベースのシステムでのみ利用できるビジョンです。 この点については今後の記事で詳しく説明しますが、高速な相互運用性を実現したい楽観的なエコシステムは、共有妥当性シーケンサーに依存する必要があります。 これはチェーンにとって不利な取引です:シーケンサー料金とMEVの再分配を制限し、共有妥当性シーケンサーはチェーンに実行環境 の制限 を受け入れるように強制し、ORベースのシステムでの相互運用性は、チェーンが低レイテンシーと引き換えに追加の信頼の仮定を受け入れることを強制します。
さらに、クロスチェーンの相互運用性は、ORの重要な特性を損ないます。 シングルチェーンORでは、誰でもORのフルノードを実行し、トランザクションがL1に投稿されるとすぐに、トランザクションが有効で確定されたことをすぐに確認することができます。 これはマルチチェーンの場合には当てはまらなくなり、ORが相互運用するすべてのチェーンに対してフルノードを実行する必要があります。
対照的に、Polygonのビジョンは、チェーンが主権を持つというものです。 あらゆる実行環境を使用でき、中央集権型または分散型のシーケンサーに依存し、クロスチェーンのレイテンシーと活性の間のトレードオフを自分でナビゲートできます。
これは、既存のインターネットを映し出すビジョンです。 インターネットは、弾力的にスケーラブルで、パーミッションレスで、統一された環境です。 同様に、AggLayerはスケーラブルでパーミッションレスであり、参加チェーンに制限を課さず、ユーザーはエコシステム全体でアセットとステートをシームレスに移動でき、インターネットのバリューレイヤーに統一されたインターフェースを提供します。
これがPolygonの未来であり、モノリシックでも完全にモジュールでもなく、集約されています。
[1] 統一された流動性を確保することの一部は、ブリッジ上でラップされた合成トークンのひどいUXを取り除くことです。 PolygonのLxLyブリッジのユーザーは、ファンジビリティを維持しながら、チェーン間で資産をシームレスに転送することができます。 しかし、これを安全に行うためには、最も脆弱なリンクセキュリティ、つまり攻撃者が単一のチェーンを破壊し、ブリッジ内のすべてのチェーンですべての資金を枯渇させることから保護する必要があります。 その方法については今後の記事で説明しますが、AggLayerはプルーフアグリゲーションステップを活用してチェーンレベルのアカウンティングを実施し、最も脆弱なリンクセキュリティを回避できます。
[2] アトミックなクロスチェーントランザクションについて言及するとき、私が意味するのは、ユーザーが複数のチェーンにまたがって「バンドル」またはトランザクションのセットを送信する機能です。 アトミックバンドルには、すべてのトランザクションが正常に実行された場合にのみ、そのトランザクションが関連する各チェーンに含まれるというプロパティがあります。 1 つのトランザクションが失敗した場合、バンドルはどのチェーンにも含められません。
最も基本的な例は、やはりクロスチェーン転送です。 アリスがボブに1ETHを送りたいが、アリスはチェーンAにいて、ボブはチェーンBにいるとします。 両方のロールアップに共有ネイティブブリッジがあると仮定すると、アリスはチェーンAでETHを燃やし、チェーンBでETHをミントしてボブに転送できます。 しかし、彼女がETHを燃やさずにミントできないこと、またはその逆を保証することが重要です - ETHを失うか、ブリッジの担保が不足する可能性があります。
これが、アトミックトランザクションが非常に重要である理由です。 チェーン間の低レイテンシーの相互作用を可能にし、Polygonエコシステムの使用を単一のチェーンを使用しているように感じさせるには、アトミックな保証が必要です。
[3] これは微妙な点ですが、エコシステムの観点から見ると、AggLayerは安全性を提供しますが、単一のチェーンの観点からは、チェーンBが無効なチェーンAのチェーン状態に依存する可能性があるため、この設計は安全性よりも活性を優先します。 この場合、チェーンBはAggLayerによって受け入れられず(プルーフアグリゲーション回路によって強制されます)、Aへの依存なしに新しいブロックを構築する必要があります。
[4] 私たちのアプローチは全体として、Umbra Researchの Shared Validity Sequencing デザインに大きく依存しています。
2/9/24 - このドラフトを更新し、集約と共有シーケンスの比較を明確にしました。 集約された論文は、チェーン間の調整を容易にするために、共有シーケンサー、リレー、ビルダーなどのメカニズムに依存しています。 AGG層は安全性を保証します。
免責事項：
- この記事は[[ブレンダン・ファーマー]からの転載で、すべての著作権は原作者[ブレンダン・ファーマー]に帰属します。 この転載に異議がある場合は、 Gate Learn チームに連絡していただければ、迅速に対応いたします。
- 免責事項:この記事で表明された見解や意見は、著者のものであり、投資アドバイスを構成するものではありません。
- 記事の他言語への翻訳は、Gate Learnチームによって行われます。 特に明記されていない限り、翻訳された記事を複製、配布、盗用することは禁止されています。
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集約されたブロックチェーン
私は2つの主張をしたいと思います。
- L1 でも L2 でも、1 つのチェーンでは、インターネット規模に到達するために必要なスループットをサポートできません。
- ブロックチェーンのスケーリングは、流動性と共有状態へのアクセスをスケーリングすることを意味します。 複数のチェーンを介してブロックスペースを追加しても、流動性が断片化されると機能しません。
これは、ブロックチェーンのスケーラビリティに関するモジュール式とモノリシックの両方の視点に対する課題を表しています。 (1)は、単一の高スループットチェーンがスケーリングの最良の方法であると考えるモノリシックな見方への挑戦です。 (2)は、マルチチェーンまたはマルチロールアップのエコシステムが、共有状態と流動性へのアクセスを増やすという意味のある意味でのスケーリングには十分ではないことを意味するため、モジュラービューに対する課題です。
(1)と(2)が当てはまる場合、スケーラビリティの問題を解決するには、多くのチェーン間で共有状態と流動性へのアクセスをスケーリングする必要があります。 Polygonのソリューションは、アグリゲーションレイヤー、または「AggLayer」です。 AggLayerは、ほぼ瞬時のクロスチェーントランザクションの安全性を提供し、チェーン全体で統一された状態と流動性を可能にします。
この投稿では、AggLayerとは何か、どのように機能するか、共有シーケンサーやプルーバーとの違いについて詳しく説明します。
問題を
L2 には問題があり、流動性と状態がロールアップと L1 で断片化されています。
これは、複雑さをもたらすため、ユーザビリティの観点からは悪いことですが、コストもかかります。 流動性が断片化されていると、スリッページが大きくなり、執行が悪くなります。 オプティミスティック ロールアップ (OR) では、ユーザーは 7 日間の引き出し遅延を回避するために、高価なサードパーティ ブリッジを支払う必要があります。 ZKロールアップ(ZKR)でさえ、トラストレスなクロスチェーントランザクションのために、ユーザーはイーサリアムにラウンドトリップする必要があります。
最終性と妥当性
低レイテンシーでトラストレスなクロスチェーントランザクションが現在不可能である理由はここにあります。
チェーン A とチェーン B の 2 つのロールアップがあり、L1 へのブリッジを共有しているとします。チェーンAのアリスはチェーンBのボブに支払いたいので、アリスはチェーンBに転送するためにチェーンAのトークンをロックまたはバーンします。
チェーンBがこれらのトークンをボブに安全にクレジットするには、2つのことが必要です。
- アリスのトランザクションを含むバッチは、イーサリアムL1でファイナライズする必要があります。
- チェーン B は、チェーン A の結果の状態が Alice のトランザクション後に有効であることを検証できる必要があります。
アリスのトランザクションを含むバッチがイーサリアムでファイナライズされていない場合、チェーンAはチェーンBと曖昧になり、アリスの資金をチェーンAに保持し、ボブの資金をチェーンBにミントすることで二重支払いを行うことができます。 同様に、チェーンBがAの有効性の証明をチェックしない場合、チェーンAは無効なトランザクションを含め、Bから資金を盗む可能性があります。
(1)と(2)は、トラストレスなクロスチェーントランザクションは低レイテンシーではあり得ないことを意味します。 (1)は現在12分必要ですが、(2)はORでチャレンジ期間の期間、ZKRで証明の生成に数分待つ必要があります。
優れたUXは、20分のレイテンシーとは相容れません。 アグリゲーションレイヤーは、この問題を解決するために設計されています。
アグリゲーションレイヤー
Polygonは、イーサリアムに落ち着くZKを搭載したL2のエコシステムです。 アグリゲーションレイヤーは、ステークされたノードによって運用される分散型プロトコルであり、低遅延のクロスチェーントランザクションとユニファイドブリッジの安全性を確保します[1]。
ここでいう「安全」とは、以下のことを意味します。
そのチェーンの状態が別のチェーンの無効または未確定の状態に依存している場合、または他のすべてのチェーンで正常に実行されなかったアトミック [2] バンドルからのトランザクションが含まれている場合、ロールアップの状態をイーサリアム上でファイナライズ/決済することは不可能です。
言い換えれば、チェーンBの状態は、チェーンAの無効またはファイナライズされていない状態に依存している場合、イーサリアム上でファイナライズすることはできません。
この保証は重要です。 これにより、チェーンAの状態がイーサリアム上で確定したり、プルーフが生成されたりする前に、チェーンBは超低遅延でチェーンAと安全に相互運用することができます。
集約レイヤー (Aggregation Layer) の詳細
アグリゲーション レイヤーは 3 つのフェーズで機能します。 チェーンAが、Polygonエコシステムで実行されているZKを利用したチェーンであるとします。
- 事前確認: チェーン A は、新規ブロック/ロット A1 のヘッダを
- AggLayerと軽量クライアントプルーフを併用します。 ヘッダーには、すべてへのコミットメントが含まれます
- Arが依存する他のブロックとバンドル(B1、C1など)。 新しいバッチが
- 有効性の証明なしで受け入れられた場合、AggLayerによって「事前確認済み」と見なされます。
- 確認: チェーン A または A の任意のフルノードは、A1 のプルーフを生成し、それを AggLayer に送信します。 証明がAggLayerによって検証されると、A1が依存するすべてのバッチも確認されれば、A1が確認されます。
- ファイナライズ:A1が確認されると、そのプルーフは他のロールアップのバッチとともに1つのプルーフに集約され、イーサリアムに投稿されます。 集約された証明は、依存チェーンの状態とバンドルが一貫していることを強制します。
チェーンは、レイテンシーと活性保証の間のトレードオフ空間を自らナビゲートすることができます。 チェーンは、超低レイテンシーのクロスチェーントランザクションのために、事前確認ステップの後に別のチェーンと相互運用することを選択する場合がありますが、基本的に、このモデルは確認またはファイナライズを待っているチェーンと互換性があります。
クロスチェーン取引の安全性保証は、3番目のステップで実施されます。 この設計により、安全なクロスチェーンインタラクションがどのように可能になるかについて、さらに掘り下げてみましょう。
非同期の相互運用性
クロスチェーン転送の最初の例を見てみましょう。 チェーンAのアリスは、チェーンBのボブにトークンを鋳造して転送するために、ブロックA1のトークンをロックまたはバーンしたいと考えています。チェーンBがイーサリアム上でA1が有効な証明で確定するまで待たない場合、チェーンAはチェーンBを曖昧にしたり、無効な状態を与えたりする可能性があります。
アグリゲーションレイヤーは、これを簡単な方法で解決します。 チェーンBは、A1が有効であり、証明を待たずにイーサリアム上で確定すると一時的に想定することができます。 チェーン B のシーケンサーは、アグリゲーション レイヤーに送信する前に、要求されたチェーン A の状態ルート A1 を B1 のヘッダーの依存関係として (B1A1 として) コミットします。 チェーン B が B1 を構築するために必要な待機時間は、20 分から最大で数秒に短縮されます。
確認ステップでは、集約レイヤーは、送信された各ブロック/バッチの依存関係グラフを構築します。 たとえば、A1 が B1 に依存し、B1 が B1 に依存する場合、証明 πC1 が提出されるとすぐに C1 が確認されます。 しかし、πA1 が受信されたとしても、πA1 は πC1 と πB1 の両方でしか確認されません。この設計の重要な側面は、証明集約回路が依存関係間の一貫性を強制することです。 B1A1がチェーンAが提出するブロックA1と矛盾する場合、またはA1'の証明がない場合、B1はイーサリアムでファイナライズされた集約バッチに含めることができません。
このメカニズムは、チェーンAが無効なブロック(A1'など)を曖昧にしたり送信したりした場合、チェーンAの無効または曖昧な状態ルートに依存するバッチをイーサリアム上でファイナライズ/決済できないことを保証します。 AggLayer自体が曖昧であっても、チェーンには、矛盾または無効なチェーン状態の2つの証明を証明集約回路で集約できないため、無効または曖昧なブロックに依存するブロックをファイナライズできないという暗号化保証があります。 これにより、上記の安全特性が維持されます。
アトミックな相互運用性
安全機構は原子ケースにまで拡張できます。 ユーザーがトランザクションのアトミックバンドルを複数のチェーンに送信するとします。 このバンドルは順序付けされているので、チェーンAでトランザクションを実行した結果がチェーンBに渡され、同様にチェーンBの更新状態がチェーンCに渡されます。 すべてのトランザクションがすべてのチェーンで正常に実行されると、バンドルが含まれます。それ以外の場合は、拒否されます。
アトミックトランザクションを含める機能を提供するのが理想的です。
- チェーンBのオペレーターに、バンドルに含まれる他のすべてのチェーンのフルノードを実行するように要求します。又は
- バンドルが部分的にイーサリアムに含まれる可能性がある(参加チェーンに害を及ぼす)リスクを受け入れる。
これは、非同期の場合と同様の安全性の問題を引き起こします: チェーン A は、実際にはアトミックバンドルを含まないバッチを曖昧にして送信したり、チェーン B に無効な結果を送信したりする可能性があります。
幸いなことに、非同期の場合と同じメカニズムをアトミックの場合にも再利用できます。 チェーンBはバンドルにコミットし、他のチェーンからトランザクション結果を受信します。 アグリゲーションレイヤー(およびプルーフアグリゲーション回路)は、バンドルがチェーン間で一貫していることを確認します。 チェーンBのバンドルを含むバッチは、バンドル内のすべてのトランザクションが正常に実行された場合にのみ、イーサリアム上でファイナライズ/決済することができます。
クロスチェーンのコンポーザビリティ
アグリゲーションレイヤーは、非同期のクロスチェーン呼び出しにより、超低レイテンシーのクロスチェーンコンポーザビリティを実現します。 これは非常に強力なプリミティブであり、コントラクトはイーサリアムのファイナリティを待たずに、超低レイテンシーで他のチェーンのコントラクトを安全に呼び出すことができます。 ユーザーは、PolygonのOKXチェーンを介してオンランプし、ラップされた合成資産からスワップアウトすることなく、ワンクリックで別のチェーンのAaveの流動性の高いレンディング市場にすぐに入金することができます。
創発的調整基盤
AggregationLayerは、ほぼ瞬時のクロスチェーンインタラクションが安全であることを保証します[3]。 しかし、これは戦いの半分にすぎません。 チェーンオペレーターは、互いのチェーン状態をどのように共有し、信頼しているのでしょうか? 原子バンドルの生成をどのように調整しているのでしょうか?
AggLayer の設計目標は、最小限にすることです。 その目的は、安全性を確保し、さまざまな場面で生き生きとしたコーディネーションインフラを誰でも構築できる基盤を提供することです。
チェーンの運営者は、信頼の仮定に応じて、創発的な調整メカニズムを自由に選択することができます - これらには、リレー、共有証明インフラストラクチャ、または共有妥当性シーケンサー [4] クラスターが含まれます。 これらは、他のチェーンの状態やバンドルに依存する場合の活性の問題からチェーンを保護します。
Polygonのエコシステムは、チェーンの選択と主権を優先しています。 チェーンは、独自の変更された実行環境を実行したり、ステーキングやガス料金に独自のトークンを使用したり、独自のデータ可用性メカニズムを選択したりできます。 同様に、チェーンは、相互運用性と活性障害のリスクの間のトレードオフをどのように処理するかを決定する必要があります。 いくつかのオプションがあります。
- チェーンBは、高速相互運用性とアグリゲーターレイヤーを完全にオプトアウトできます。 バッチとプルーフをイーサリアムに直接送信するだけで、ファイナライズが遅れることはありません。
- チェーン B は、チェーン A の状態が AggLayer によって確認された場合にのみ、チェーン A の状態を受け入れることができます。 チェーンBは、AggLayerが曖昧な場合にのみ遅延します。
- チェーンBは、チェーンAがAggLayerによって事前確認されている場合、チェーンAの状態を受け入れることができます。 AggLayerが曖昧になるか、チェーンAがプルーフの生成に失敗した場合、チェーンBは遅延します。
- チェーンBは、チェーンAがAggLayerで事前確認されていることを確認せずに、ピアツーピア設定でチェーンAの状態を受け入れることができます。 チェーンAが曖昧な場合、または証明を生成できない場合、チェーンBは遅延します。
注意すべき重要なことは、ユーザーは活性障害を引き起こすことはできず、チェーンの誤動作や誤動作のみを引き起こすことです。 曖昧さや無効なブロックの提出は、スラッシングやAggLayerからチェーンを排出し、シームレスな相互運用機能を排除することで、重いペナルティを科す可能性があります。 したがって、活性障害は非常にまれです。
チェーンは、相互運用する他のチェーンのホワイトリストまたはブラックリストを維持し、バッチに集合的に関与できるチェーンの数に制限を設定することで、活性の問題のリスクを最小限に抑えるために追加の予防策を講じることができます。 彼らは、フルノードを実行しているサードパーティに依存して、チェーンが証明を生成する前にオフラインになった場合に、バックアップの証明者がいることを確認することができます。
鎖が原子バンドルを受け入れるように調整するメカニズムも柔軟です。 たとえば、チェーンのサブセットは、非常に低いレイテンシーのために共有妥当性シーケンスクラスターで相互運用したり、リレーに依存したりできます。
暗号経済的に保護されたリレイヤーは、両方のチェーンに対してフルノードを実行し、各チェーンの状態が有効であることを証明することで、チェーンAとBの間の相互運用性を実現できます。 チェーンAまたはBが新しいバッチを事前確認してからオフラインになった場合でも、共有プルーバーインフラストラクチャが介入してプルーフを生成できます。
AggLayerが提供する安全性の基盤の上に新しい調整インフラが出現し、相互運用性と流動性の共有の新しく優れた形態が可能になることを想像できます。 重要なのは、Polygonのエコシステム全体が同じインフラストラクチャを共有したり、信頼の前提を共有したりする必要がないことです。 単一の共有妥当性シーケンサーまたは証明器の下で動作する必要はありません。 これは、手術室に比べて非常に重要な利点です。
終値
アグリゲーションレイヤーは、基本的に、単一のチェーンを使用しているように感じるマルチチェーンエコシステムを作成することを可能にします。 これは、モノリシックでモジュール化されたテーゼ、つまり、統一された状態、流動性、コンポーザビリティと、マルチチェーンエコシステムの無限のスケーラビリティの統合です。
ZKとオプティミスティックシステムでのアグリゲーション
これは、基本的にZKベースのシステムでのみ利用できるビジョンです。 この点については今後の記事で詳しく説明しますが、高速な相互運用性を実現したい楽観的なエコシステムは、共有妥当性シーケンサーに依存する必要があります。 これはチェーンにとって不利な取引です:シーケンサー料金とMEVの再分配を制限し、共有妥当性シーケンサーはチェーンに実行環境 の制限 を受け入れるように強制し、ORベースのシステムでの相互運用性は、チェーンが低レイテンシーと引き換えに追加の信頼の仮定を受け入れることを強制します。
さらに、クロスチェーンの相互運用性は、ORの重要な特性を損ないます。 シングルチェーンORでは、誰でもORのフルノードを実行し、トランザクションがL1に投稿されるとすぐに、トランザクションが有効で確定されたことをすぐに確認することができます。 これはマルチチェーンの場合には当てはまらなくなり、ORが相互運用するすべてのチェーンに対してフルノードを実行する必要があります。
対照的に、Polygonのビジョンは、チェーンが主権を持つというものです。 あらゆる実行環境を使用でき、中央集権型または分散型のシーケンサーに依存し、クロスチェーンのレイテンシーと活性の間のトレードオフを自分でナビゲートできます。
これは、既存のインターネットを映し出すビジョンです。 インターネットは、弾力的にスケーラブルで、パーミッションレスで、統一された環境です。 同様に、AggLayerはスケーラブルでパーミッションレスであり、参加チェーンに制限を課さず、ユーザーはエコシステム全体でアセットとステートをシームレスに移動でき、インターネットのバリューレイヤーに統一されたインターフェースを提供します。
これがPolygonの未来であり、モノリシックでも完全にモジュールでもなく、集約されています。
[1] 統一された流動性を確保することの一部は、ブリッジ上でラップされた合成トークンのひどいUXを取り除くことです。 PolygonのLxLyブリッジのユーザーは、ファンジビリティを維持しながら、チェーン間で資産をシームレスに転送することができます。 しかし、これを安全に行うためには、最も脆弱なリンクセキュリティ、つまり攻撃者が単一のチェーンを破壊し、ブリッジ内のすべてのチェーンですべての資金を枯渇させることから保護する必要があります。 その方法については今後の記事で説明しますが、AggLayerはプルーフアグリゲーションステップを活用してチェーンレベルのアカウンティングを実施し、最も脆弱なリンクセキュリティを回避できます。
[2] アトミックなクロスチェーントランザクションについて言及するとき、私が意味するのは、ユーザーが複数のチェーンにまたがって「バンドル」またはトランザクションのセットを送信する機能です。 アトミックバンドルには、すべてのトランザクションが正常に実行された場合にのみ、そのトランザクションが関連する各チェーンに含まれるというプロパティがあります。 1 つのトランザクションが失敗した場合、バンドルはどのチェーンにも含められません。
最も基本的な例は、やはりクロスチェーン転送です。 アリスがボブに1ETHを送りたいが、アリスはチェーンAにいて、ボブはチェーンBにいるとします。 両方のロールアップに共有ネイティブブリッジがあると仮定すると、アリスはチェーンAでETHを燃やし、チェーンBでETHをミントしてボブに転送できます。 しかし、彼女がETHを燃やさずにミントできないこと、またはその逆を保証することが重要です - ETHを失うか、ブリッジの担保が不足する可能性があります。
これが、アトミックトランザクションが非常に重要である理由です。 チェーン間の低レイテンシーの相互作用を可能にし、Polygonエコシステムの使用を単一のチェーンを使用しているように感じさせるには、アトミックな保証が必要です。
[3] これは微妙な点ですが、エコシステムの観点から見ると、AggLayerは安全性を提供しますが、単一のチェーンの観点からは、チェーンBが無効なチェーンAのチェーン状態に依存する可能性があるため、この設計は安全性よりも活性を優先します。 この場合、チェーンBはAggLayerによって受け入れられず(プルーフアグリゲーション回路によって強制されます)、Aへの依存なしに新しいブロックを構築する必要があります。
[4] 私たちのアプローチは全体として、Umbra Researchの Shared Validity Sequencing デザインに大きく依存しています。
2/9/24 - このドラフトを更新し、集約と共有シーケンスの比較を明確にしました。 集約された論文は、チェーン間の調整を容易にするために、共有シーケンサー、リレー、ビルダーなどのメカニズムに依存しています。 AGG層は安全性を保証します。
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