Assemblyの深層解説：IOTAに基づくWeb3時代のモジュラー型ブロックチェーンへの挑戦
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Assemblyの深層解説：IOTAに基づくWeb3時代のモジュラー型ブロックチェーンへの挑戦
2022年、Web3が一般に知られる概念となったことで、その概念を支える基盤インフラであるパブリックチェーンに対しても自然と新たな要求が生まれた。
Web3業界の深掘り報道に専念し潮流を洞察執筆：李希、LD Capital
モジュラーブロックチェーンのトレンド
ブロックチェーン技術の進化に注目し続けているなら、「モジュラー」という言葉にはきっと馴染みがあるだろう。
2022年、Web3が一般に知られる概念となったことで、それを支える基盤インフラであるパブリックブロックチェーンにも新たな要求が生まれた。単一チェーンは依然として最高の相互運用性（コンポーザビリティ）を持つが、SolanaもTPSにおいて最適な結果を出しているように見える一方で、伝統的な「不可能三角」の制約により、非中央集権性とセキュリティの両方においてある程度の妥協―あるいは犠牲―を強いられている。最近の2度にわたるダウンタイムは、単一チェーンシステムの限界を浮き彫りにした（もちろん理論上、Solanaも将来Rollupを展開することで拡張可能である）。
一方、ETH L2が正式にローンチし、ArbitrumおよびOptimismが詐欺証明に基づくRollup型L2の実現可能性を示した。暗号学的有効性証明を用いたZk-RollupのStarkwareとZk-syncも、2022年内に正式に稼働することがほぼ確実視されている。ETHのL2によるスケーリングは、モジュラーブロックチェーンの幕開けを飾ったと言える。
しかし、ここから新たな問いが生じる――ETHは本当にモジュラーブロックチェーンを支える最適なLayer1なのか？
ETHはモジュラーにとって最適な選択肢か？
現時点では、以下の3つの問題が見えてくる。
「1」複数のL2間における流動性の分断――ETHのRollupベースL2はすでに8つの主要プレイヤーが存在する：Arbitrum、Optimism、Starkware、Zk-sync、Polygon、Aztec、Boba、Metis。今後、10～20以上のRollupが登場しても驚くに当たらない。クロスチェーンブリッジはある程度この問題を緩和できるが、先日V神も投稿している通り、「未来は『マルチチェーン』であり『クロスチェーン』ではない。クロスチェーンブリッジには根本的なセキュリティ制限がある」と指摘している。
「2」ETH 2.0のPoWからPoSへの移行時期が未定であり、シャーディングも一時的に凍結されており、完全なスケーリングまでの時間軸に大きな不確実性がある――これはETHの技術的歴史的負債によるものだ。
「3」多くの人が気づいていないが、おそらく最も重要な第三の点。それはETHのエコシステムにおける歴史的負債――ETH自身のL1がL2とリソースを奪い合う状態が、可視化できる将来数年間は続くということだ。
この点についてもう少し詳しく説明しよう。これは非常に重要であり、私たちがAssemblyへの投資を決めた理由の一つでもある。
現在のETHのスケーリング手法はRollupである。詐欺証明方式であろうとZK-Rollupであろうと、L2自体がExecution Layer（実行層、以下EL）を担い、すべてのトランザクションを圧縮して定期的にETH L1にアップロードする。このとき、ETH L1は二つの役割を果たす。一つはRollupのSettlement Layer（決済層、以下SL）、もう一つはData Availability Layer（データ可用性層、以下DA）である。
SLの観点から見ると、すべての決済用トランザクションは、ETH L1上のネイティブDAppとリソースを競合する。普段はそれほど大きな問題ではないが、ガス代争い（Gas War）が発生した場合（例えばL1上で大量の清算が起きたり、人気NFTのミント争いが起きた場合）、すべてのRollupのパフォーマンスに大きな影響が出る。
DAの観点から見ると、イーサリアムL1上にデータを保存することは非常に高コストである。そのため、ArbitrumやOptimismの取引手数料はETH L1よりは安いものの、他の代替L1と比べると依然として高額である――DA層のコストが下がらないためだ（ZK-Rollupはより高いデータ圧縮率を持つため、理論的にはOptimistic Rollupよりも低コストになる）。
これらすべての原因は、ETHのエコシステムにおける歴史的負債にある――つまり、将来数年間、ETH L1上のDAppの経済活動は止まらず、それらすべてがRollupと高価かつ希少なETH L1のリソースを奪い合うことになる。
L1がDAppのELとして機能せず、SLとDAのみを専業とするチェーンはあり得るだろうか？
もちろん可能だ。新生代のブロックチェーンであるPolkadotでは、リレー チェーンがSLとDAのみを担当し、すべてのデータ処理はパラチェーンが行う。Cosmosの世界では、Celestiaのような設計【3】もあり、DA層を独立させ、すべてのRollupにDAサービスを提供することに特化している。
もちろん反論も可能だ。「ETH L1のセキュリティが最も高く、それがSLとDAの最適解だ」と。しかし、市場が純粋にセキュリティだけを重視するなら、今の多様なマルチチェーン時代は生まれておらず、ETH正統派L2のStarkwareですら、DA層をETH L1ではなくStarkware自身に置く「安価」なオプションをユーザーに提供している。セキュリティとパフォーマンスのトレードオフの中で、さまざまなモジュラー型ソリューションが登場するのは避けられない。
そして、IOTAを基盤とするAssemblyのスマートコントラクト層は、私たちが非常に注目すべき別のモジュラーの方向性だと考えている。
IOTAに基づくモジュラーの道
IOTAは、多くの古参投資家にとっては記憶から薄れ、新規投資家にはあまり知られていないプロジェクトかもしれない。
しかし2017〜2018年頃、IOTAはDAG（有向非巡回グラフ）データ構造の三本柱の一つとして、独自のTangle台帳アーキテクチャと高TPSにより、長期間にわたり暗号資産時価総額トップ10に君臨していた。その後、ブロックチェーン業界がDeFi中心のスマートコントラクト時代に入り、IOTAは次第に注目されなくなり、DAG型ブロックチェーンの代表格もFantomやAvaxといった新しいスマートコントラクト対応チェーンに取って代わられた。
IOTA 1.0時代の特徴は次の通り：
1）高並列処理、高TPS
2）UTXOモデルを採用し、ガス料金なし
3）スマートコントラクト非対応
4）中央集権的なCoordinator（協調器）（財団が提供）
このように、低コスト・高TPSながら、スマートコントラクト非対応と中央集権ノードという形態は、現在のブロックチェーン主流とは大きく異なる。これがIOTAが過去数年間、人々の視野から外れた主な理由である。
しかし、2022年のモジュラーブロックチェーンのトレンド到来とともに、IOTA 2.0とAssemblyのリリースにより、IOTAがモジュラーブロックチェーン市場で一定の地位を築ける可能性があると考える。
AssemblyとIOTA 2.0の組み合わせは、Web3.0時代におけるモジュラーブロックチェーンの要件を満たすことができる：
1）高TPS――基盤となるTangle台帳のDAGデータ構造が高並列TPSを保証
2）拡張性――CosmosやPolkadotと同様のマルチチェーンネットワークにより、新しいコントラクトチェーンを継続的に展開可能
3）EVM互換、かつWebAssembly（WASM）サポート
4）開発者が各チェーンのインセンティブや手数料などを柔軟にカスタマイズ可能
5）MEVなし
6）共有セキュリティ
7）Assemblyの技術概要
Assemblyの技術ホワイトペーパーは既に公開されており、ここではその中核となる技術的特徴を簡単に紹介する。
1. DAGベースのUTXO
BTCを代表とするUTXO台帳の特徴は、並列書き込みが可能な点にある。スケーラビリティの面で、ETHを代表とするアカウントモデルに比べて大きな優位性を持つ。しかし、アカウントモデルはグローバルかつ客観的な状態を持つため、スマートコントラクトに自然に適合し、チューリング完全性と機能性においてUTXOベースのスクリプトを大きく上回る。そのため、現在のほとんどすべてのスマートコントラクトチェーンはアカウントモデルを採用しており、UTXOではない。しかし逆に考えてみよう。モジュラー型スタックにおいて、UTXOベースのL1がスマートコントラクトやDAppの実行を行わず、決済のみを担当するならどうか？
スマートコントラクト非対応という点がむしろ強みとなり、L1上のDAppが存在しないため、L2とリソースを争うことがない。また、L1の処理はUTXOとDAGモデルにより理論上無限の高並列処理が可能となり、サポートできるL2の数に大きな利点を持つ。
2. Assembly ― Layer1.5
Assemblyは1.5層と見なすことができ、これはスマートコントラクトアーキテクチャ層であり、Assembly上に構築される各スマートコントラクトチェーンが真のLayer2となる。
理解しやすくするために、IOTA＋Assembly全体を、Polkadotのリレーチェーンのような一つのL1と見なすことができる。Assemblyに接続されるすべてのコントラクトチェーンは、Polkadotのパラチェーンのように、L2として機能する。
Assembly自体も他のパブリックチェーンと同様に、独自のトークンASMBによるPoSステーキングを提供する。誤りや悪意ある行為が発生した場合はスラッシュ（罰没）され、ASMBトークンはAssemblyエコシステム全体のガバナンス手段としても機能する。チェーンの設定、委員会のローテーションパラメータ、各チェーンのガス料金の設定なども含まれる。
3. 共有セキュリティ
マルチチェーン並行構造では、共有セキュリティは避けて通れないテーマである。クロスチェーン呼び出しが存在する限り、セキュリティが弱いチェーンが「木桶理論」における最も短い板となり、全体の安全性を損なう。新しい「ネイティブモジュラーブロックチェーン」の中では、Polkadotがスロットオークションを通じて厳格な共有セキュリティを実現している。
Cosmosは一時的に個々のチェーンが自律的であり、まったく共有セキュリティを持たない（2022年のCosmos 2.0バージョンではAtom Hubに基づく共有セキュリティを導入予定）。Avaxは、各サブネットに「検証者プールの指定されたサブセット」を割り当てることで、相対的な共有セキュリティを実現している。見て取れるように、Polkadotはセキュリティ要件が最も高いが、スロットオークションの高コストゆえに多くのプロジェクトが手を出しにくい。Cosmosは最も柔軟だが、現時点でのセキュリティは疑問視されている。Avaxのサブネット検証設計はその中間に位置し、比較的バランスが取れている。
AssemblyはETH 2.0の詐欺証明型Rollupと類似した方式を採用している。各検証者は資産をステークすることでセキュリティを担保し、第三者はチェーンの活動を監視して、検証者が誤ったチェーン状態を更新した場合に詐欺証拠を提出でき、報酬を得ることができる。これにより、検証者委員会にたった一人の誠実な検証者がいれば、チェーンの状態が悪意を持って変更されるのを防げる。
ただし、一つ疑問が生じるだろう。ETHでは、検証者の資産ステーキング、「裁定」による詐欺証明、資産のスラッシュなどが、ETHメインチェーン上のスマートコントラクトによって行われる。このスマートコントラクトは「最高裁判所」の役割を果たし、すべてのRollupチェーンの共有セキュリティを間接的に実現している。しかし、IOTA自身のL1はスマートコントラクトをサポートしていない。では、「最高裁判所」の役割は誰が担うのか？
答えは――Assembly上に特別なスマートコントラクトチェーンを設け、すべての必要な「最高裁判所」ロジックを実装し、他のすべてのスマートコントラクトチェーンのセキュリティを管理する。この特別なチェーンを「ルートチェーン（Root Chain）」と呼ぶ。ルートチェーンが最高レベルのセキュリティを持つのは、その検証者が特殊なノード群だからである――ホワイトペーパーによれば、IOTA 2.0の台帳において、ルートチェーンの検証者はいわゆる「高Mana値ノード」から選ばれる。高Mana検証者はL1 IOTAノードの所有者であり、アクセスManaとコンセンサスManaを重み因子として、L1ノード上で分散化された方法で選出される。
これにより、避けて通れないもう一つの話題――基盤L1のIOTA 2.0とそのManaシステム――へとつながる。
4. IOTA 2.0
1.0バージョンと比較して、IOTA 2.0は多くの技術的アップデートと進化を遂げている。特に重要な2点を簡潔に述べる。
第一に、コーディネーターの削除――コーディネーターはネットワーク内の特殊なノードであり、攻撃からネットワークを保護し、トランザクションの確定を支援するが、財団が提供するコーディネーターはネットワークの中央集権化を助長していた。IOTA 2.0の最も重要な改善点はこのコーディネーターの削除であり（3段階で実施、現在は第1段階、まもなく第2段階に入る）。
第二に、Manaシステムの導入――あらゆるブロックチェーンまたは分散台帳システムにおいて、サイブ攻撃の防止とネットワーク混雑の制御は、最も基本的なセキュリティおよび機能要件である。PoWやPoSなどのコンセンサスメカニズムも、その多くがこの目的から出発している。IOTAは厳密にはブロックチェーンではなく、従来のPoWやPoSも持たず、代わりにManaシステムを使用している。
Manaは、FPC投票、dRNG（分散型乱数生成）、autopeering（自動ピアリング）、輻輳制御など、さまざまなモジュールへの影響力を測るために使用される。簡単に言えば、ノードの評判システムのようなものであり、Mana値が高いノードほど、信頼性とセキュリティも高い。同時に、L1台帳に対する利害関係も最も深い。前述の通り、高Mana検証者がルートチェーンの検証を行うことで、L2のスマートコントラクトチェーンのセキュリティ仮定は、IOTA L1台帳のセキュリティ仮定とほぼ同等と見なせる。
最後に
本文の最後に、冒頭で提示したモジュラーブロックチェーン構造を再確認しよう。あるLayer1がRollup技術を持つLayer2を備えつつ、以下の条件を満たすならば：
「1」比較的安全――2016年にメインネットが立ち上がって以来、6年間重大事故なし；
「2」高TPS、低コスト、拡張性；
「3」L1上で動作するDAppが存在せず、L2とリソースを争わない――L1は決済、あるいは決済＋DAのみを担当。
IOTA 2.0こそが、私たちが探していたそのようなLayer1なのである。モジュラーブロックチェーンの波の中で、ETHが引き続きリードチェーンとして技術革新を牽引することは全く疑いない。同時に、AssemblyスマートコントラクトレイヤーによるL2の強化を受け、IOTA 2.0＋Assemblyが2022年にモジュラーブロックチェーン市場で確固たる地位を築くことを強く期待している。
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