要約

• AgglayerはPolygon 2.0のコアコンポーネントであり、分断されたブロックチェーンを統一し、集約し、原子的なクロスチェーントランザクションを確保することを目的としています。その目標は、現在のブロックチェーンエコシステムにおける流動性と状態の分割の問題に対処し、シングルチェーンレベルと同等のシームレスなユーザーエクスペリエンスを提供することです。
• Agglayerは、すべての接続されたチェーンが安全でないと仮定し、最終的にはゼロ知識証明を使用してクロスチェーン操作の正確性を確保する悲観的証明と呼ばれる新しい検証メカニズムを採用しています。
• Agglayerはより簡潔で効率的であり、理想的なチェーン抽象化形式を実現することを目指し、次世代のWeb3の定義と一致しています。

1. モジュラーアーキテクチャから派生して

1.1 Agglayerの紹介

Agglayer は、Polygon 2.0 のコア コンポーネントの 1 つです。名前の「Agg」はアグリゲーションの略で、アグリゲーションレイヤーとしての役割を反映しています。基本的に、その機能はLayerzeroやWormholeなどのクロスチェーン相互運用性プロトコルに似ており、断片化されたブロックチェーンの世界をつなぐことを目的としています。ただし、それらの構築方法は異なります。簡単に言うと、従来のクロスチェーンの相互運用性プロトコルは、建設会社があらゆる場所に橋を架け、異なるチェーンやプロトコルを接続するための橋を設計・建設するようなものです(異種チェーンでは難しい場合があります)。対照的に、Agglayerは交換メカニズムで構成される「ローカルエリアネットワーク」のように機能し、接続されたチェーンは「ケーブル」(ZKプルーフ)を差し込むだけで「LAN」に参加でき、データを交換できます。あらゆる場所に橋を架けるのに比べて、より速く、よりユーザーフレンドリーで、より優れた相互運用性を提供します。

1.2 共有有効シーケンス

Agglayerのコンセプトは、Umbra ResearchのShared Validity Sequencingの設計に多くを負っており、これは複数のOptimistic Rollups間での原子的なクロスチェーン相互運用性を実現することを目指しています。シーケンサーを共有することで、システム全体が複数のRollupsを横断してトランザクションのシーケンス化と状態ルートの公開を一様に処理し、原子性と条件付き実行を確保します。

具体的な実装ロジックには3つのコンポーネントが関与しています:

• クロスチェーン操作用の共有シーケンサー：クロスチェーントランザクションリクエストを受信し、処理します。
• ブロック構築アルゴリズム: 共有シーケンサーは、クロスチェーン操作を含むブロックを構築し、それらの原子性を確保します。
• 共有詐欺証拠：関係するロールアップ間で共有詐欺証拠メカニズムを実装し、クロスチェーン操作を強制します。

図は、シングルシーケンサが共有された場合のMintBurnSystemContractの作業プロセスを示しています。

現在のRollupsは通常、レイヤー1とレイヤー2の間で双方向のメッセージパッシングをサポートしており、他の特別なプリコンパイルと共に、上記に示すように、3つのコンポーネントを補完するためのシンプルなクロスチェーンシステムであるMintBurnSystemContract（BurnおよびMint）を追加しています。

ワークフロー

1. チェーンAでのバーン操作：任意の契約または外部アカウントがこの操作を呼び出すことができます。成功すると、burnTreeに記録されます。
2. チェーンBでのマイント操作：シーケンサは、正常に実行された後、mintTreeにこれを記録します。

不変条件と一貫性

マークルルートの整合性：Chain AのburnTreeのマークルルートとChain BのmintTreeのマークルートが一致する必要があり、クロスチェーンの操作の整合性と原子性が確保されます。

この設計では、Rollup AとBが1つのシーケンサを共有しています。この共有シーケンサは、両方のRollupのトランザクションバッチとステートルートをEthereumに公開する責任を持っています。共有シーケンサは、現在のほとんどのRollupシーケンサと同様に中央集権的なものであるか、Metisのアプローチのように分散化されたものであるかのいずれかです。システムのキーポイントは、共有シーケンサがL1に両方のRollupのトランザクションバッチとステートルートを1つのトランザクションで公開する必要があることです。

共有シーケンサーはトランザクションを受信し、AとBのためにブロックを構築します。Aの各トランザクションについて、シーケンサーはそれがMintBurnSystemContractとやり取りするかどうかをチェックします。トランザクションがburn関数と正常にやり取りする場合、シーケンサーはBで対応するmintトランザクションを実行しようとします。mintトランザクションが成功した場合、シーケンサーはAのburnトランザクションとBのmintトランザクションを含めます。mintトランザクションが失敗した場合、シーケンサーは両方のトランザクションを除外します。

単純に言えば、このシステムは既存のブロック構築アルゴリズムの直感的な拡張です。シーケンサはトランザクションを実行し、条件付きで1つのRollupから別のRollupにトリガーされたトランザクションを挿入します。メインチェーンでの不正証明検証中には、Chain Aでのバーンの正確性とChain Bでのミントの正確性（つまり、Merkleルートの整合性）を確認するだけで十分です。このシナリオでは、複数のRollupが単一のチェーンのように振る舞います。モノリシックRollupと比較して、この設計にはより良いシャーディングサポート、アプリケーション主権、相互運用性が提供されます。ただし、欠点としては、ノードにおける増加した検証およびシーケンスの負担、利益分配とRollupの自律性の考慮により、採用の可能性が低いことが挙げられます。

Agglayerの1.3コアコンポーネント

Agglayerは、前述のソリューションを統合し、より効率的な改善と2つの主要なコンポーネントであるUnified BridgeとPessimistic Proofsを導入しています。

統合ブリッジ：統合ブリッジのワークフローは、すべての接続されたチェーンの状態を収集し集計し、それからイーサリアムに統一された証明を生成します。このプロセスは、3つのステージの状態を通過します：前確認（一時的な状態の仮定下でのより速い相互作用を可能にします）、確認（提出された証明の妥当性を検証します）、そして最終化。最終的に、この証明はすべての接続されたチェーンのトランザクションの妥当性を検証することができます。

悲観的証明：Rollupをマルチチェーン環境に接続することで、主に2つの問題が生じます。 1. 異なる検証者やコンセンサスメカニズムの導入はセキュリティを複雑化させます。 2. 楽観的なRollupの引き出しには7日間の期間が必要です。 これらの問題に対処するために、Polygonは悲観的証明として知られる新しいゼロ知識証明手法を導入しています。

Pessimistic Proofsのアイディアは、AggLayerに接続されたすべてのブロックチェーンが悪意を持って行動する可能性があると仮定し、すべてのクロスチェーン操作に対して最悪のケースの仮定を行うことです。その後、AggLayerはゼロ知識証明を使用してこれらの操作の正確性を検証し、悪意のある動作が存在しても、クロスチェーン操作の整合性が保たれることを確認します。

1.4 Features

この計画のもと、以下の特長が実現できます:

• ネイティブトークン：統合ブリッジを使用することで、集約層内の資産はすべてネイティブ資産です。ラップトークンはなく、クロスチェーン取引にはサードパーティの信頼源が必要ありません。そのため、プロセスはシームレスです。
• 統合された流動性：すべての接続されたチェーンのTVL（総ロックされた価値）は共有され、共有流動性プールとして参照できます。
• 主権性: 上述の楽観的ロールアップ方法と比較して、共有シーケンサーを通じて相互運用性を実現するAgglayerには、より優れた主権性があります。AggLayerは共有シーケンサーやサードパーティのDAソリューションと互換性があります。接続されたチェーンは、ネイティブトークンをガスとして使用することさえできます。
• 高速化：前述のOptimistic Rollup方法とは異なり、Agglayerはクロスチェーン取引のための7日間の待機を必要としません。
• セキュリティ：悲観的な証明は正しい動作のみを受け入れます。さらに、それらは預金額を超える引き出しを行うことができないことを保証し、これにより集約層の共有資産プールを保護します。
• 低コスト：アグリゲーションレイヤーに接続されるチェーンが多いほど、Ethereumに支払われる証明手数料が低くなります。これらのコストは共有されるため、Agglayerは追加のプロトコル手数料を請求しません。

2. クロスチェーンソリューション

2.1 クロスチェーンがなぜ困難なのか？

前述の通り、Agglayerの目標はクロスチェーンプロトコルと一致しています。しかし、どちらが優れているのでしょうか？比較する前に、2つの問いを理解する必要があります。1. クロスチェーンがなぜ困難なのか？2. 一般的なクロスチェーンソリューションは何ですか？

有名なブロックチェーンのトリレンマと同様に、クロスチェーンプロトコルも相互運用性のトリレンマに直面しています。分散化の大前提により、ブロックチェーンは本質的に外部情報を受け取ることができないステートマシンです。AMMとオラクルはDeFiのいくつかのギャップを埋めてきましたが、クロスチェーンプロトコルははるかに複雑な課題に直面しています。ある意味では、元のチェーンから本物のトークンを真に抽出することはできず、xxBTCやxxETHなどのさまざまなラップされたトークンにつながります。しかし、このアプローチは、実際のBTCとETHを元のチェーン上のクロスチェーンブリッジコントラクトにロックする必要があるため、リスクが高く、中央集権的であり、クロスチェーン設計全体が資産の不均衡、異なるVMによるプロトコルの非互換性、信頼性の問題、二重支払いの問題、レイテンシーの問題などの問題に直面する可能性があります。効率性と費用対効果を高めるために、ほとんどのクロスチェーンソリューションは依然としてマルチシグネチャーウォレットに依存しています。これが、今日でもクロスチェーンブリッジの故障について頻繁に耳にする理由です。

さて、問題をより詳しく見てみましょう。Connextの創設者であるArjun Bhuptaniによると、クロスチェーンプロトコルは以下の3つの主要な属性のうち2つしか最適化できないとのことです:

• 信頼性:中央集権的な信頼エンティティに依存しないため、基盤となるブロックチェーンと同じレベルのセキュリティを提供します。ユーザーと参加者は、トランザクションのセキュリティと正しい実行を確保するために、仲介者や第三者を信頼する必要はありません。
• 拡張性: プロトコルは、特定の技術的アーキテクチャや規則に制限されることなく、任意のブロックチェーンプラットフォームやネットワークに簡単に適用できます。これにより、相互運用性ソリューションは、わずかな特定ネットワークだけでなく、幅広いブロックチェーンエコシステムをサポートできます。
• 一般化：プロトコルは、特定のトランザクションタイプや資産に限定されず、あらゆる種類のクロスドメインデータや資産の転送を処理できます。これは、異なるブロックチェーンが、仮想通貨、スマートコントラクトの呼び出し、およびブリッジを介したその他の任意のデータを含む、さまざまなタイプの情報と価値を交換できることを意味します。

クロスチェーンブリッジの初期分類は、しばしばVitalik Buterinなどの人物に基づいており、クロスチェーン技術をハッシュタイムロック、ウィットネス検証、およびリレーバリデーション（ライトクライアント検証）の3つのタイプに分類していました。後に、Arjun Bhuptaniはクロスチェーンソリューションをネイティブバリデーション（信頼性+拡張性）、外部バリデーション（拡張性+一般化可能性）、およびネイティブバリデーション（信頼性+一般化可能性）に再分類しました。これらの検証方法は、さまざまなセキュリティと相互運用性のニーズを満たすために、異なる信頼モデルと技術的実装に基づいています。

ネイティブに検証されたブリッジ：

ネイティブ検証済みブリッジは、トランザクションの妥当性を直接検証するためにソースおよびターゲットチェーンのコンセンサスメカニズムに依存します。この方法は追加の検証レイヤーや仲介者を必要としません。たとえば、一部のブリッジは、スマートコントラクトを使用して、2つのブロックチェーンの間で直接検証ロジックを作成し、参加するチェーンの固有のセキュリティメカニズムによってトランザクションを確認できるようにします。このアプローチは参加チェーンの固有のセキュリティメカニズムに直接依存するため、セキュリティを向上させます。ただし、技術的には実装がより複雑であり、すべてのブロックチェーンが直接的なネイティブ検証をサポートしているわけではありません。

外部検証済みブリッジ：

外部で検証されたブリッジは、第三者の検証者または検証者クラスターを使用して取引の妥当性を確認します。これらの検証者は、独立したノード、コンソーシアムメンバー、またはソースとターゲットのチェーンの外で運営されるその他のタイプの参加者である可能性があります。この方法は通常、参加するブロックチェーンが直接処理するのではなく、クロスチェーンメッセージのやり取りと外部エンティティによる検証ロジックを含みます。外部検証により、特定のチェーンに制限されることなく、より広範な相互運用性と柔軟性が実現されますが、信頼性と潜在的なセキュリティリスクの追加レイヤーを導入します。中心化のリスクにもかかわらず、外部検証は効率的で柔軟性があり、コスト効果が高いため、最も一般的なクロスチェーン方法です。

ローカルで検証されたブリッジ：

ローカルで検証されたブリッジでは、ターゲットチェーンがソースチェーンの状態を検証してトランザクションを確認し、後続のトランザクションをローカルで実行します。これには通常、ターゲットチェーンの仮想マシンのライトクライアントをソースチェーン上または並列で実行することが含まれます。ローカル検証では、委員会に少なくとも1人の誠実なリレイヤーが存在する(正直な少数派)か、委員会が失敗した場合は、ユーザーが自分でトランザクションを送信する必要がある(同期仮定)場合、正直な少数派または同期的な仮定が必要です。ローカル検証は、最も信頼性が最小限に抑えられたクロスチェーン通信方法ですが、コストがかかり、開発の柔軟性が低く、イーサリアムとL2ネットワーク間、またはCosmos SDKに基づいて開発されたブロックチェーンなど、ステートマシンの類似性が高いブロックチェーンに適しています。

現在のクロスチェーンソリューション[1]

異なる領域での妥協が、さまざまな種類のクロスチェーンソリューションにつながっています。検証方法に加えて、現在のクロスチェーンソリューションは、資産交換、送金、および契約呼び出しを実現するために、それぞれ独自のアプローチを採用した多様な方法で分類することができます。

· トークンスワップ：この方法を使用すると、ユーザーは1つのブロックチェーン上の特定の資産を取引し、別のチェーン上の同等の資産を受け取ることができます。アトミックスワップやクロスチェーンの自動市場メーカー（AMM）などの技術を活用することで、異なるチェーン間で流動性プールを作成し、異なる資産の交換を容易にすることができます。

· アセットブリッジ：この方法は、ソースチェーン上で資産をロックまたは焼却し、対応するスマートコントラクトを介してターゲットチェーン上で新しい資産をアンロックまたはミントすることを含みます。この技術は、資産の処理方法に基づいてさらに3つのタイプに分けることができます。

• ロック/ミントモデル：このモデルでは、ソースチェーン上のアセットがロックされ、同等の「ブリッジされたアセット」がターゲットチェーン上に鋳造されます。逆の操作では、ターゲットチェーン上のブリッジされたアセットが焼却され、ソースチェーン上の元のアセットがロック解除されます。
• Burn/Mintモデル：このモデルでは、ソースチェーン上の資産が焼却され、同等の量の資産がターゲットチェーン上で鋳造されます。
• ロック/アンロックモデル：この方法では、ソースチェーン上のアセットをロックし、ターゲットチェーン上の流動性プールから同等のアセットをアンロックします。これらのアセットブリッジは、収益共有などのインセンティブを提供することで流動性を引き付けることがよくあります。

· ネイティブペイメント：この方法では、ソースチェーン上のアプリケーションが、ターゲットチェーン上のネイティブ資産を使用して支払い操作をトリガーすることができます。また、他のチェーン上のデータに基づいてクロスチェーンの支払いをトリガーすることもできます。この方法は主に決済に使用され、ブロックチェーンのデータまたは外部イベントに基づくことができます。

・ スマートコントラクトの相互運用性：この方法により、ソースチェーン上のスマートコントラクトが、ローカルデータに基づいてターゲットチェーン上のスマートコントラクトの機能を呼び出すことができます。資産スワップやブリッジオペレーションを含む複雑なクロスチェーンアプリケーションを可能にします。

· プログラマブルブリッジ：これは、アセットブリッジングとメッセージパッシング機能を組み合わせた高度な相互運用性ソリューションです。アセットがソースチェーンからターゲットチェーンに転送されると、ターゲットチェーン上の契約呼び出しを即座にトリガーすることができ、ステーキング、アセットスワップ、またはターゲットチェーン上のスマートコントラクトにアセットを格納するなど、さまざまなクロスチェーン機能が可能になります。

2.2 アグレイヤーの将来の利点

最も影響力のあるクロスチェーンプロトコルであるLayerZeroを例に、Agglayerを現在のクロスチェーンプロトコルと比較してみましょう。LayerZeroは、検証用の信頼ソースを2つの独立したエンティティ(オラクルとリレイヤー)に変換することにより、外部検証の改良版を採用しています。この最小限のアプローチは、外部検証の欠点に対処し、さまざまな操作を実行できるプログラム可能なブリッジソリューションにします。論理的には、いわゆるトリレンマをエレガントに解決したようです。壮大な物語の観点から見ると、LayerZeroはWeb3全体のクロスチェーンハブになる可能性を秘めており、モジュール時代のチェーン爆発によって引き起こされたユーザーエクスペリエンスの断片化や流動性の崩壊などの問題に対処します。これが、主要なVCがそのようなプロトコルに大きく賭けている理由です。

しかし、現実はどうでしょうか。LayerZeroのエアドロップ操作に関する最近の論争はさておき、その開発上の課題を考えてみましょう。Web3全体をつなぐ理想的な状態を実現することは極めて困難であり、その分散化には疑問が残る。初期のV1バージョンでは、LayerZeroのオラクルはハッキングされ、潜在的に悪意のある動作のリスクがありました(業界機関をガーディアンノードとして採用しているWormholeは、同様の批判に直面することがよくあります)。これらの懸念は、V2の分散型検証ネットワーク(DVN)の出現によってのみ軽減されましたが、これには多額のBサイドリソースが必要でした。

また、クロスチェーンプロトコルの開発には、異種チェーンプロトコル、データフォーマット、操作ロジック、さらには異なるスマートコントラクトの呼び出しなどが含まれます。Web3の真の相互運用性は、個々の取り組みだけでなく、さまざまなプロジェクトの協力も必要とされます。LayerZeroの初期ユーザーは、主にEVMベースのブロックチェーン間のクロスチェーン相互作用をサポートしていたことを思い出すかもしれませんが、他のエコシステムにも限定的なサポートがありました。これはAgglayerにも当てはまりますが、Agglayerは超低遅延と非同期の相互運用性を提供し、私たちが日常的に使用しているインターネットに似ています。

全体的に、Agglayerの単一チェーンのような使用のための集約手法は、よりシンプルで効率的であり、現在のモジュラートレンドに合致しています。ただし、現時点では、どちらも絶対的な優越性はありません。クロスチェーンプロトコルは、広範な流動性、より成熟したエコシステム、そしてより積極性という利点を保持しています。Agglayerの強みは、真にライバルであるレイヤー1およびレイヤー2のチェーンを集約し、断片化された流動性とチェーン爆発時代のユーザーのゼロサムゲームを打破する能力にあります。これにより、低レイテンシーのマルチチェーン相互作用、ネイティブチェーンの抽象化、およびラップトークンの必要がない共有流動性プールが可能となり、長尾およびアプリケーション固有のチェーンに対する重要な機会が提供されます。

要約すると、Agglayerは現在、Polkadotの「Join-Accumulate Machine」のような類似のプロジェクトも開発中である最も有望なクロスチェーンソリューションです。Web3の歴史は、モノリシックからモジュラーへと移行し、次のステップは集約へと進むことになります。

3. 生態系アグレイヤによって接続されました

まだ初期段階ではありますが、Agglayerはいくつかの重要なプロジェクトを統合しています。以下に3つの注目すべき例を示します:

3.1 X Layer

X LayerはPolygon CDK上に構築されたEthereum Layer 2プロジェクトです。これにより、OKXとEthereumコミュニティをつなぎ、誰もが真にグローバルなオンチェーンエコシステムに参加できるようになります。主要取引所のパブリックチェーンとして、Agglayerとの統合により、集約レイヤー内のプロジェクトに広範な流動性がもたらされます。さらに、一般ユーザー向けのアクセスレイヤーとしてのOKX Web3ウォレットは、Agglayerに対するより良いサポートを提供するかもしれません。

3.2 Union

Unionは、Cosmos上に構築されたゼロ知識インフラストラクチャレイヤーであり、一般的なメッセージング、資産移転、NFT、DeFiに使用されます。これは、信頼できるサードパーティ、オラクル、マルチシグ、またはMPCに依存することなく、コンセンサス検証に依存しています。統合されたチェーンとして、Unionはアグリゲーションレイヤー内のEVMとCosmosエコシステム間の深い接続を可能にします。UnionをIBCゲートウェイとして使用することで、Unionに接続し、次にIBCに接続することで、断片化された2つのモジュラーエコシステムを再結合することができます。

3.3 Astar

Astar Networkは、日本およびグローバルにおける企業、エンターテイメント、およびゲームプロジェクト向けのネットワークであり、「Web3」の進化に専念しています。PolygonおよびPolkadotからのクロスバーチャルマシンサポートを利用して、カスタマイズ可能なブロックチェーンソリューションを提供しています。Agglayerの最初の完全統合されたチェーンとして、Astarは直接数十億ドル規模の共有流動性プールにアクセスし、実際のユーザー成長を達成します。

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