IOTA 2.0に基づいたAssemblyは、モジュラーなパブリックチェーンの新興市場となるでしょうか？

原文タイトル：「Web3 時代のモジュラーなパブリックチェーンの探求 - IOTA ベースのアセンブリ」

原著者：李希、LD Capital Research

モジュラーなパブリックチェーンのトレンド

長らくパブリックチェーンの技術進化に注目してきた場合、「モジュラー」な単語には馴染みがあるはずです。

2022 年、Web3 が注目を集める概念として台頭する中、この概念を支える基盤であるパブリックチェーンは自然と新たな要件が提起されました。単一チェーンは依然として最高の組み合わせ可能性を持っているものの、Solana は TPS の面で最も優れているように見えますが、古典的なトライアングル制約によって、分散化とセキュリティの両面である程度の妥協を強いられてきました- または犠牲を払ってきました。最近の2度続けてのダウンタイムイベントは、単一チェーンシステムの限界を人々に示したようです（もちろん、Solana は理論上将来 Rollup を展開して拡張することもできます）。

一方、ETH L2 はついに本格始動し、Arbitrum と Optimism は私たちに詐欺証明 Rollup L2 の実珵性を示してくれました。暗号学的有効性証明の Zk-Rollup を提供する Starkware と Zk-sync は、2022 年ももちろん同様に本格導入されるでしょう。ETH は L2 を通じてモジュラーなパブリックチェーンに良い先導を示しました。

しかしこれには新たな考慮事項が伴います - ETH はモジュラーなパブリックチェーンをホスティングする最適な Layer1 選択肢なのでしょうか？ 

ETH は最適なモジュラー選択肢か

現時点では、次の3つの問題点が見られます： 

「1」複数の L2 間の流動性の厳格な分断 - ETH Rollup に基づく L2 は現在、Arbitrum、Optimism、Starkware、Zk-sync、Polygon、Aztec、Boba、Metis といった既知の8つのプレイヤーが存在します。将来的には10から20以上の Rollup が登場することを予想しています。クロスチェーンブリッジは一定程度この問題を緩和できますが、ヴィタリック氏も最近の記事で「将来は「多チェーン」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基本的なセキュリティ上の制約が存在する」と述べています。【1】

 「2」ETH 2.0 の POW から POS への切り替えの時期は未定であり、シャーディングは一時延期されています。完全なスケーリングに関しては非常に不確定要素が多く存在しています。これは ETH の技術的な過去の重荷に起因しています。 

「3」多くの人が気づいていないかもしれない第三のポイントは、ETH のエコシステムの歴史的負担です。ETH の L1 そのものが L2 とリソースを奪い合うことになります。少なくとも将来数年間はその状況が続くでしょう。 

この点について少し詳しく説明します。この点は非常に重要であり、Assembly への投資の重要な理由の1つと関連しています。 

ETH の現在のスケーリング方法は Rollup です。それが Fraud Proof であろうが ZK-Rollup【2】 であろうが、L2 そのものが Execution Layer（EL）を担当し、すべての TX をパッケージ化して圧縮し、定期的に ETH L1 にアップロードします。ここで、ETH L1 は2つの役割を果たしています。1つは Rollup の Settlement Layer（SL）であり、同時に Rollup の Data Availability Layer（DA）でもあります。

 Image Source: https://coinyuppie.com/understand-zk-rollups-how-to-bring-a-paradigm-shift-in-the-crypto-ecosystem/ 

SL の観点からすべての決済 TX は ETH L1 上のネイティブな DAPP とリソースを奪い合うことになります。通常はそれほど大きな問題ではありませんが、Gas War が発生した場合（L1 で大量の清算が発生したり、NFT のブームで Mint が争奪されたりする場合）、すべての Rollup のパフォーマンスに大きな影響が出ます。 

DA の観点から見ると、Ethereum L1 上にデータを保存することは非常に高価な選択肢です。これが現在 Arbitrum と Optimism の取引手数料が ETH L1 に比べてはるかに安い理由であり、しかし Alt L1 に比べると依然として高価である理由でもあります。なぜなら、DA レイヤーの手数料が下がらないためです（ZK-Rollup はより高いデータ圧縮率のため、理論上 Optimistic Rollup よりも手数料が低くなる可能性があります）。 

画像ソース：https://twitter.com/deversifi/status/1424732007431643137

これらすべての理由は、ETH のエコシステムの歴史的な重荷に起因しています。つまり、将来数年間にわたり、ETH L1 上の DApp 経済活動が停止することはなく、すべてのこれらの活動が Rollup と ETH L1 の高価で希少なリソースを競合することになります。 

Layer1 が SL+DA のみを行い、どの Dapp も EL を行わないことは可能ですか？

もちろん可能です。新世代のパブリックチェーン、例えば Polkadot では、リレーチェーンは SL+DA のみを担当し、すべてのデータ処理はパラチェーンによって行われます。Cosmos においては、Celestia などの設計があり、DA このレイヤーを独立して抽出し、他のすべての Rollup に DA サービスを提供し、このサービスに専念します。

もちろん、私たちは議論できます。ETH L1 のセキュリティは最も優れており、セキュリティは SL と DA が最良の選択肢であるということです。しかし、市場が単にセキュリティに価値を置いている場合、今の多様なチェーンの時代は決して生まれなかったでしょう。ETH の正統な L2 である Starkware ですら、ユーザーに安価な DA レイヤーを提供していますが、それは ETH L1 ではなく Starkware 自体にあります。安全性とパフォーマンスのバランスから、さまざまなモジュール化されたソリューションを見ることになるでしょう。そして、IOTA の Assembly スマートコントラクトレイヤーが、非常に探求に値すると考える別のモジュール化方向です。

IOTAベースのモジュラリティの道

IOTA は、多くの古参投資家の記憶から薄れており、多くの新参投資家には聞き慣れないプロジェクトかもしれません。

 しかし、17-18年頃、IOTA は DAG（有向非巡回グラフ）データ構造のビッグスリーの1つとして、独自のタングル台帳アーキテクチャと高いTPSによって、かなり長い間暗号市場のトップ10のランキングを占めていました。後にブロックチェーン全体がスマートコントラクト主導のDeFi時代に入ると、IOTA は人々の視界から徐々に薄れ、DAG型のパブリックチェーンの代表も、Fantom、Avaxなどの新世代のスマートコントラクトサポート型に置き換えられました。 

IOTA 1.0 時代の特徴は次のとおりです【4】：

1. 高並列処理、高 TPS 

2. UTXOモデルベース、ガス手数料なし 

3. スマートコントラクト非対応

4. 中心化されたコーディネータ（財団提供）

これにより、低コストと高TPSであるにもかかわらず、スマートコントラクト非対応および中心化したノード形式は、現在のブロックチェーンの主流な発展とは大きく異なるため、これが過去数年間、IOTA が人々の視界から徐々に薄れた主な理由でもあります。

しかし、2022年のモジュラリティチェーンのトレンドの到来、そしてIOTA 2.0とAssemblyのリリースに伴い、IOTA がモジュラリティチェーン市場で一矢を報じる可能性があると信じています。 

AssemblyはIOTA 2.0と連携し、Web3.0時代のモジュラリティチェーンに必要なさまざまな要件を提供できます： 

1. 高 TPS - 底层的 Tangle 账本 DAG 数据结构保证了高并发 TPS 

2. 可扩展 - 类似 Cosmos 或是波卡的多链网络，可以不断部署新的合约链 

3. EVM 兼容，同时支持 Web Assembly 

4. 开发者可灵活定制各个链的激励与费用等

5. 无 MEV 

6. 共享安全

Assembly の技術概要

Assembly の技術ホワイトペーパーはすでに公開されています。ここでは、Assembly の最も重要な技術的特徴のいくつかについて簡単な要約を行い、【5】で示されています。

Image Source: https://assembly.sc/ 

1. DAG ベースの UTXO

BTC を代表とする UTXO 取引の特徴は、並行書き込みを可能とすることで、スケーラビリティの観点から ETH を代表とするアカウントモデルよりも大きな利点があります。ただし、アカウントモデルはグローバルおよび客観的な状態が存在するため、自然にスマートコントラクトに適しており、そのチューリング完全性と機能性は、UTXO ベースのスクリプトよりも優れています。これは、現在ほとんどのスマートコントラクトチェーンがアカウントベースのモデルに基づいている理由であり、UTXO ではないという事実です。しかし、逆を考えると、モジュール化されたスタック内で、1 つの UTXO の L1 が決済のみを担当し、契約や Dapp の実行を処理しない場合はどうでしょうか？ 

スマートコントラクトがサポートされていないことが逆に利点となります。なぜなら、L1からのどんな DApp も L2 とリソースを競合しないため、同時に、UTXO と DAG モデルにおける L1 の処理は理論上膨大なスケーラビリティをサポートできるため、サポートされる L2 の数において莫大な利点があります。 

2. アセンブリ - レイヤー1.5 

アセンブリは、1.5 レイヤーと見なすことができます。これはスマートコントラクトアーキテクチャレイヤーであり、アセンブリ上で構築された各スマートコントラクトチェーンが真のレイヤー2となります。

Image Source: https://www.iota.love/202201/iota-smart-contract-whitepaper/ 

理解しやすくするために、IOTA+アセンブリ全体をポーク中継チェーンに似たL1と考えることができます。アセンブリに参加するすべてのスマートコントラクトチェーンは、ポーク上のパラレルチェーンのようにL2として現れます。 

アセンブリ自体と他のパブリックチェーンのノード検証は似ており、自身のトークン ASMB の POS ステーキングを提供し、間違いや悪意のある行動が発生した場合には罰金（スラッシュ）を科されます。ASMB トークンは同時に、アセンブリエコシステム全体のガバナンストークンでもあり、チェーンの構成、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設定などを含みます。 

3. 共有セキュリティ

マルチチェーンの並列構造において、共有セキュリティは避けて通れないトピックです。なぜなら、クロスチェーン呼び出しのシナリオが存在する限り、セキュリティの脆弱なチェーンは必然的にバケツ理論における最も脆弱な箇所となり、それによりバケツ全体のセキュリティが影響を受けるからです。「ネイティブモジュール化されたパブリックチェーン」では、ポークは厳格な共有セキュリティを実現するためにスロットオークション形式を採用しています。 

Cosmos は現時点では、各チェーンが独自に動作しており、全く共有セキュリティがありません（2022年の Cosmos 2.0 バージョンでは Atom Hub ベースの共有セキュリティが導入される予定です）。一方、Avax は、各サブネットに「総合バリデータープールの特定サブセット」が割り当てられることで、相対的な共有セキュリティを実現しています。ポリティカルマックス論文の英語版を取得。高いセキュリティ要件を持つPolkadotは、スロットオークションが多くのプロジェクトをため息させる一方で、Cosmosは最も柔軟性がありますが、現在セキュリティに疑問があります。 Avaxのサブネット検証設計は、両方のバランスが取れています。

Assemblyは、ETH2.0のフラウドプルーフロールアップに類似した形式を採用しており、各バリデータは資産をステークしてセキュリティを担保します。第三者は、バリデータが誤ったチェーン状態を更新した場合にフラウドの証拠を提供し、報酬を受け取ることができます。これにより、バリデータ委員会に1人でも誠実なバリデータがいれば、チェーンの状態が悪意を持って変更されることはありません。

もちろん、ETHでは、バリデータの資産ステーク、フラウドプルーフの「判決」、スラッシュなどは、ETHメインチェーン上のスマートコントラクトを介して行われます。このスマートコントラクトは「最高裁判所」として機能し、すべてのロールアップチェーンの共有セキュリティを事実上実現します。しかし、IOTAのL1自体はスマートコントラクトをサポートしていませんが、最高裁判所としての役割は誰が担うのでしょうか？

答えは、Assembly上に独自のスマートコントラクトチェーンを作成し、必要なすべての「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担当することです。この特別なチェーンは「ルートチェーン」と呼ばれます。ルートチェーンが最高のセキュリティを持つ理由は、そのバリデータが特別なノードグループであるためです。 - ホワイトペーパーによると、IOTA 2.0台帳では、ルートチェーンのバリデータは、いわゆる高mana値ノードから選択されます。高manaバリデータはL1 IOTAノードの所有者であり、manaとコンセンサスmanaへのアクセスが重み付け要因として使用され、L1ノードで分散的に選択されます。

これは、切り離せない話題を導入します、すなわち、基礎となるL1のIOTA 2.0とそのManaシステムについてです。

4. IOTA 2.0

1.0バージョンと比較して、IOTA 2.0には多くの技術的更新とイテレーションがあり、ここでは最も重要な2つを簡単に紹介します【6】:

一はコーディネータの削除 - コーディネータはネットワーク内の特別なノードであり、ネットワークを攻撃から保護し、トランザクションを確認するのに役立ちますが、基金が提供するコーディネータにより、ネットワーク全体の中心集権化が高くなっています。IOTA2.0 の最も重要な改善点の一つはコーディネータの削除です（これは3つの段階で実現され、現在は第1段階にあり、第2段階に進む予定です）。 

二は Mana システムの導入 - 任意のブロックチェーンまたは分散台帳システムは、シビル攻撃を防ぎ、ネットワークの混雑を制御することが最も重要なセキュリティおよび機能要件です。 POW や POS などの合意メカニズムもこの点に大きく基づいています。IOTA は厳密にはブロックチェーンではないため、従来の POW や POS は持っておらず、その代わりに Mana システムを使用しています。 

Mana はさまざまなモジュールの影響を測定するために使用され、FPC 投票、dRNG（分散ランダム数生成）、autopeering（自動ペアリング）、および混雑制御が含まれます。単純に言えば、Mana 値の高いノードほど、その信頼性とセキュリティも高くなります。同様に、L1 上の台帳との利害関係も非常に密接です。したがって、Mana の高い検証者がルートチェーンを検証することで、L2 上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、ほぼ IOTA L1 台帳のセキュリティ仮定と同等であると見なすことができます。 

最後に

この記事の最後に、最初に紹介されたモジュール化されたパブリックチェーン構造を再確認します。ある Layer1 が Layer2 のような Rollup 技術を持ち、同時に以下を実現できるとすると：

「1」相対的なセキュリティ - 16 年間のメインネット稼働、重大なインシデントなし；

「2」高いTPS、低い手数料、スケーラビリティ；

「3」L1 に基づく DApp や L2 がリソースを競合しない - L1 は決済または決済+DA のいずれかを行います。 

IOTA2.0 はまさにこのような Layer1 であると言えます。私たちは、モジュール化されたパブリックチェーンの波に乗って、ETH がテクノロジー革新の牽引役を続けることなるでしょうと一切疑問はありません。同時に、アセンブリスマートコントラクト層の Layer2 の加護を受けると、2022 年には IOTA2.0+Assembly がモジュール化されたパブリックチェーン市場で一定の地位を確立することが期待されます。 

参考資料

【1】twitter.com/VitalikButerin/status/1479501366192132099

【2】docs.ethhub.io/ethereum-roadmap/layer-2-scaling/zk-rollups

【3】celestia.org/technology

【4】www.iota.org/solutions/technologies

【5】wiki.assembly.sc

【6】www.iota.love/202201/iota-smart-contract-whitepaper 

免責事項

本研究レポートに含まれる情報はすべて公開情報から引用されています。また、本文中の見解は研究目的であり、投資アドバイスを意味するものではありません。レポート中の見解や予測は、作成時点での分析および判断に基づくものであり、恒久的な有効性を持ちません。さらに、本機関および著者は、本レポートの内容の使用によって生じるいかなる損害についても責任を負いません。

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