イーサリアムショッピングモールの「モジュラー化」改築工事：Layer2は実質的にイーサリアムの実行層

2023.08.10

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イーサリアムショッピングモールの「モジュラー化」改築工事：Layer2は実質的にイーサリアムの実行層

Optimistic と ZK の変換もすでに非常にモジュール化されており、ショッピングモールが提供するサービス、ユーザーエクスペリエンス、スケール効果およびネットワーク効果の方がより重要かもしれない。

2023.08.10 - 06:40:13

MantaPacific

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著者：マンダロリアン

イーサリアムショッピングモールはとても賑やかで、たくさんの店舗があります。UniswapやCurveなどの店で取引ができ、Axie Infinityなどの店でゲームを楽しめます。

イーサリアムショッピングモールは非中央集権の原則を守っています。ユーザーが買い物をする際、銀行のような一元的な決済機関は存在しません。

代わりに、それぞれ独立したレジ（ノード）が協力して、非中央型の台帳を維持しています。この非中央型台帳こそが、イーサリアムブロックチェーンそのものです。

統一された管理者がいないため、すべてのレジの台帳が一致していることを保証し、また特定のレジ係が悪意を持って台帳を改ざんするのを防ぐ必要があります。そこでイーサリアムショッピングモールでは、各独立レジに対して詳細なルールを設けています。

まず、すべてのレジはこの台帳をダウンロードしなければなりません。つまり最初から、全員の台帳は同じ状態です。

その後、ユーザーが取引を提出します。各レジにはデータパケットがあり、レジ係たちはユーザーの取引を拾い集めて、そのデータパケットを満たそうと努力します。

そして、ある特定の提案ルールに従って、どのレジのデータパケットを基準にするか（合意形成） を決めます。すると、この基準となったレジには新しいデータパケット（新しいブロック）が追加されますよね？

そのため、このレジは新しくできたデータパケットの情報を他のレジにブロードキャストし、他のレジもそれをダウンロードします。これにより、再び全員の台帳が一致するのです。

ここで重要なポイントです！！他のレジが新しいデータパケットをダウンロードした後、その取引内容が正しいかどうか検証する必要があります。どうやって検証するのか？　それは、そのデータパケット内の取引を実際にシミュレーションして実行するのです。

取引を検証するためには、レジは現在の状態（ユーザー口座の残高、スマートコントラクトの状態など）や履歴情報などを維持・保存しておく必要があります。

まとめると、イーサリアムショッピングモールのレジ係たちは、以下の4つのタスクをこなす必要があります：

1）コンセンサス層（台帳の一貫性を保証）

2）決済層（取引の確定）

3）データ層（ユーザー口座の現在残高や過去の取引履歴などを記録）

4）実行層（ユーザー取引の実行）

つまり、通常、Layer1はこの4つのレイヤーに分けられます。

このような仕組みにより、イーサリアムは非常に非中央集権的で安全ですが、効率は低く、ユーザーはしばしば決済待ちの列に並ばなければなりません。

そこで、「モジュラー化」改造プロジェクトがイーサリアムショッピングモールで始まりました。（「モジュラー化」という概念は当初Celestiaチームが提唱したもので、一般的にはイーサリアムのスケーリングを指します）

この改造計画の名前は「Rollup」。原理としては、既存のイーサリアムショッピングモールの周囲に、新たなショッピングビルを数棟建設し、それらもショッピングモールとして機能させるというものです。

その後、「Arbitrum」「Optimism」「zkSync」「Scroll」などの高層ビルが次々と建設され、もちろんManta Networkによって建設された「Manta Pacific」もその一つです。

これらの高層ビルは、イーサリアム本館と「ブリッジ」でつながれています。

例えば、ユーザーがOptimismビル内で買い物をした場合、しばらく経つとOptimismビル内の「レジ係」たちが、整理されたユーザー取引を圧縮・パッケージ化し、イーサリアム本館に提出します。

イーサリアム本館のレジが最終的な決済を行い、ユーザーのOptimismビル内での買い物が有効であることを確認するのです。

先ほど、イーサリアム本館が「コンセンサス（台帳の一致）」「決済（取引の確認）」「データ（ユーザー残高や取引履歴の記録）」「実行（ユーザー取引の実行）」の4つの機能を担っていることを思い出してください。

この構造により、他のショッピングモールが「実行」機能を担うようになり、つまり実行層がイーサリアム本館から分離され、本館の負担が軽減されました。言い換えれば、各Layer2は実質的にイーサリアムの実行層であり、Manta Pacificも同様です。

イーサリアム本館は実質的に「決済センター」となり、他のビル内の取引の最終性を確認する役割を果たします。

ユーザーの取引を別のビルに移転させ、イーサリアム本館を決済センターに変えるこの方法は非常に巧妙です。他のビルで発生した取引を圧縮し、まとめて（Batch形式で）イーサリアム本館の決済センターに提出することで、本館の取引処理効率が大幅に向上します。

問題は、イーサリアム本館が、他のショッピングモールが提出した取引が正しいかどうかをどうやって確かめるかです。 もし他のショッピングモールのレジ係が不正をして、ユーザーの取引を悪意を持って改ざんしたらどうなるでしょうか？

そこでイーサリアム本館は、二種類の方法で取引の正当性を検証します。すなわち、「詐欺証明（Fraud Proof / Optimistic Rollup）」と「有効性証明（Validity Proof / ZK Rollup）」です。

詐欺証明は経済学的仮定に基づいています。他のレジ係が、不正を行ったレジ係の行為に異議を唱え、その取引改ざんを証明できるのです。異議が成功すれば、挑戦者は不正レジ係の罰金を受け取れます。

詐欺証明方式を採用するショッピングモールには、OptimismやArbitrumなどがあります。

有効性証明は暗号学的仮定に基づきます。ユーザーがzkSync、Starknet、Scroll、Lineaなどのショッピングモールで取引を行うとき、これらのモールのレジ係たちは、複数の取引情報を集約し、ゼロ知識証明（ZK証明）という暗号技術を使って、ユーザーの残高などの状態が正しく更新されたことを証明します。

レジ係はこのZK証明をイーサリアム本館の決済センターに送信し、決済センターは暗号技術を使ってこの証明を検証することで、対応する取引情報の正しさを確認できます。

つまり、Optimistic／ZKとは、イーサリアム本館が各ショッピングモールの取引の正当性を検証する方法を表しており、Rollupとは、各ショッピングモールが自らの内部で発生した取引を圧縮・パッケージ化して、イーサリアム本館の決済センターに送信することを意味します。