「=nil;」とは何か、L2の状態フラグメンテーションに対する新しい解決策

2024.04.15

共有先

TechFlow厳選深潮セレクト

「=nil;」とは何か、L2の状態フラグメンテーションに対する新しい解決策

シャーディングは死す、シャーディング万歳。

2024.04.15 - 04:12:37

Web3業界の深掘り報道に専念し潮流を洞察

シャーディングは死す、シャーディング万歳。

執筆：Avi Zurlo，=nil; Foundation

翻訳：Alex Liu，Foresight News

イーサリアムがロールアップ中心のロードマップへと舵を切ったことで、モジュラー型スケーリング設計が爆発的に増加した。この成長は当初成功し、100ドルを超えるガス代を解消し、全く新しいアプリケーション設計を可能にした。しかし、それから数年も経たないうちに、イーサリアムおよびそのロールアップは新たな重大課題に直面している：ステートのフラグメンテーション（状態断片化）だ。

根本的には、ステートのフラグメンテーションはスケーラビリティの問題である。最近、モジュラー型コミュニティは既存のロールアップを単一システムに統合するミドルウェア的ソリューションを推進しており、表面上はブロックチェーンスケーリングの聖杯とも言える「水平スケーリング」を実現している。しかし、これらのソリューションには大きな妥協が伴う。一方で、新たな世代のイーサリアムL2が第一原理からスケーラビリティを再考し、垂直および並列スケーリング技術を応用して究極のパフォーマンスを提供しようとしている。

二つのスケーリング方向性

ブロックチェーンのスケーリングには二つの主要な方向性がある：

垂直スケーリング：個々のノードのリソースを増強する。これはSolanaのスケーリング哲学であり、ハードウェア利用率の最大化とVM（仮想マシン）処理の並列化を追求する。
水平スケーリング：ワークロードを複数のサーバーに分散させる。これはNearやイーサリアム（Danksharding）などのシャーディングL1ブロックチェーンが採用するアプローチである。

ロールアップはしばしば誤ってイーサリアムの水平スケーリング案と見なされる。しかし実際には、各ロールアップ、つまり各ブロックチェーンは、それが管理する台帳によって定義されており、すなわちロールアップはイーサリアムとは独立したシステムなのである。データベーススケーリングの基本原則に対するこの重大な見落としが、イーサリアムエコシステムに既存の課題、すなわちステートのフラグメンテーションを解決する必要性を生じさせている。

現在の課題

L2間におけるステートのフラグメンテーションは、イーサリアムにとって深刻な問題となっている。この断片化問題は以下の三つの側面に現れている：

数十、あるいは数百ものイーサリアムに接続され、特定アプリケーション向けインフラを推進するL2が存在することで、流動性やユーザー分布といったネットワーク効果が全体的なステートにおいて損なわれる。
相互運用性標準と社会的調整の複雑さが相まって、28億ドル以上が盗まれたクロスチェーンブリッジのハッキング攻撃を引き起こした要因となった。
開発者とユーザー体験の客観的な劣化。開発者はシームレスなUXを提供するために複雑なネットワーク抽象化技術を用いざるを得ず、そうでなければユーザーは資産のクロスチェーン移転、ウォレットのネットワーク管理、複数のガストークンなど、複雑なクロスチェーン操作を強いられることになる。

同時に、これらの問題は悪化の一途を辿っている。既存インフラの制約により、価格に敏感なアプリケーションは低コストトランザクションを確保するために孤立せざるを得ない。次のサイクルが近づくにつれ、負のスノーボール効果が進行するだろう。L2の混雑による手数料上昇に伴い、より多くの開発者がアプリケーション特化型インフラを選ばざるを得なくなり、広範にわたるステートのフラグメンテーションがさらに深刻化する。数年後、L2がステートのフラグメンテーションを解決できず、イーサリアムエコシステム内のアプリケーションが主導的地位を失ったとしても、驚くにあたらない。

ステートフラグメンテーションの解決策

ステートのフラグメンテーションは根本的にスケーラビリティの問題である。コンポーザビリティ（組み合わせ可能性）を損なわず拡張しようとすれば、その重責はL2にかかっている。L2はこの問題に対処するため、二つのアプローチを取り得る：

逆向きに作業し、既存のロールアップを単一システムに統合することで「水平スケーリング」を実現する。
ゼロから始め、スケーラブルなL2を再設計する。

逆向きアプローチ

最初のアプローチは既存のL2間で非常に人気がある。ミドルウェアを使用して複数のロールアップを統合し、理論上の単一システムを構築する。実際には、これらのソリューションは共有されたコンセンサス保証を通じてロールアップ間の通信を促進する。具体的には、共有ソーターや共有プローバー、さまざまなL3アーキテクチャなどが含まれる。

こうしたソリューションに取り組むチームやプロジェクトは優秀だが、ミドルウェア中心でL2のスケーラビリティ問題を解決することには以下のような重大な妥協が伴う：

最弱のチェーンがボトルネックになる：ネットワークのセキュリティとパフォーマンスは、スタックの中で最も弱い部分に支配される（いわゆるバケツの法則）。
断片化された開発環境：ミドルウェアは異なる環境を接続できるが、分断された開発体験を改善することはできない。
クロスロールアップ標準に対するグローバルな社会的合意が必要：既存のロールアップを統合するには、数百、あるいは数千もの関係者がベストプラクティスについて合意しなければならない。

さらに重要なのは、このアプローチがL2チームの注意をそらし、混雑時の手数料設定や単一参加者による検閲といった未解決課題への対処を困難にすることだ。これらはいずれも大規模な工学的・研究的取り組みを必要とする。

ゼロからの再出発

イーサリアムL2は、ロールアップノードの実行環境を変更することで垂直スケーリングを実現し、ハードウェア利用率を高めることができる。EclipseやMovement LabsはそれぞれSVMおよびMoveVMを使ってロールアップを構築しており、こうしたプロジェクトは近い将来のスケーラビリティ改善に大きな期待が寄せられている。しかし、これらはイーサリアム開発者が新しい技術スタックを採用する必要がある。

あるいは、L2は（再び）実行シャーディングを導入することで水平スケーリングを実現できる。これにより、ネットワークは新規ノードの追加によってスケーリングが可能になる。このアプローチは非中央集権化を促進し、理論上のスケーリング限界が高く、必要に応じて垂直スケーリングの最適化も可能となる。これらの利点を踏まえ、=nil;財団はシャーディングされたL2「=nil;」を設計した。

=nil; は、非中央集権性、検閲耐性、許可不要性といったイーサリアムの核心的価値観を維持するために最適化されている。=nil; はzkShardingに基づいており、これは初めての検証可能なシャーディングアーキテクチャである。また、上記の水平スケーリングの特徴を、統一的かつ統合された開発環境と組み合わせることで、開発者が単一ネットワークから数千規模のロールアップにアクセスできるようにする。さらに重要なことに、=nil; は取引のピーク時であっても信頼できる低コストのトランザクション手数料をユーザーに保証する。

加えて、=nil; はステートへのアクセス需要に応じて動的にステートを分割・統合することで、混雑手数料の問題を解決する。この動的挙動により、=nil; はトランザクション手数料を常に安価に維持（＜0.01ドル）できる。まとめると、=nil; 財団の使命は、イーサリアムの核心的価値観とL2実行の要求により密接に整合した、代替的なL2スケーリングの道筋を提供することにある。