原作者：カム・ユアン

Vitalik は、最近の記事でレイヤー 3 の概念について説明しました。では、レイヤー 3 とは何でしょうか?

まず、レイヤー 1 とレイヤー 2 について簡単に確認してみましょう。

初期のパブリック チェーン、特にイーサリアムのエコロジカルな発展は、ネットワーク パフォーマンスによって制限されていました。処理できる 1 秒あたりのトランザクション数 (TPS) は比較的少なく、ネットワークは頻繁に混雑し、トランザクション ガス料金は比較的高価でした、高性能アプリケーションをサポートできませんでした。ネットワークの拡張性を向上させるために、さまざまな拡張方式が次々に提案されています。

拡張には主に 2 つのルートがあります。

• 1 つは元のブロックチェーン自体にあります。レイヤ 1 での拡張, そのため、ブロックチェーン自体のトランザクション容量と処理速度が向上します。このアプローチの主な問題は、より大きなブロックでスケーリングが行われる場合、ブロックの検証が難しくなり、ネットワークがより集中化されることです。

• 2つ目は、よく言われるブロックチェーンにレイヤーを追加することです。レイヤ2拡張。この方法では、すべてのアクティビティ (コンピューティング、ストレージ、コンセンサスなど) を元のチェーン (モノリシックなレイヤー 1 ブロックチェーン) に直接入れるのではなく、モジュラー実行層つまり、一連のトランザクションを処理するためのいくつかのオフチェーン レイヤ 2 プロトコルです。チェーン上のスマート コントラクトは、入金と出金の処理、およびチェーン外で発生するすべてのアクションがルールに従っていることの検証という 2 つの仕事だけを実行します。

レイヤ 2 の拡張を議論する過程で、新しい概念であるレイヤ 3 が徐々に浮上しました。

レイヤ 3 は次の考えに基づいています。

レイヤ 2 プロトコルをレイヤ 1 の上に追加してトランザクションの処理を支援し、セキュリティとスケーラビリティを向上できる場合、追加のレイヤ 3 プロトコルをレイヤ 2 の上に追加して、引き続きセキュリティとスケーラビリティを向上させることはできますか?

最初のレベルのタイトル

さらにレイヤーを重ねることで継続的な拡張は可能でしょうか?

Rollup は、主にブロックチェーン ランタイムの拡張における 2 つのボトルネック (コンピューティングとデータ) を解決するための拡張テクノロジーです。

ここで、計算上のボトルネックは次のように定義できます。不正防止または解決のための SNARK、ブロックの処理を少人数のグループに依存しているものや、これらの処理結果の正確性を検証するために少量の計算を実行するだけで済むものもあります。

これらのスキーム、特に SNARK はほぼ無制限に拡張でき、SNARK 上で SNARK を実行することで多くの計算を証明に短縮できます。

しかし、データは違います。Rollup は一連のトリックを使用して、トランザクションのためにチェーンにアップロードする必要があるデータの量を削減します。単純な通貨送金のサイズは 100 バイトから 16 バイトに圧縮され、プライバシーを保護する ZK-SNARK トランザクションは600 バイトから 80 バイトに圧縮できます。

しかし、ロールアップはまだメンテナンスする必要がありますオンチェーンデータの可用性。つまり、ユーザーがロールアップの状態を独自に計算して検証でき、既存のバリデーターがオフラインの場合にバリデーターとして参加できるように、チェーン上のデータがユーザーに利用可能で検証可能である必要があります。

データを圧縮できるのは 1 回だけであり、圧縮されたデータを同じ圧縮ロジックで再度圧縮することはできません。

それで、ロールアップ オン ロールアップ (多層スタッキング) は、実際にはスケーラビリティの点でそれ以上の利点をもたらしません。

最初のレベルのタイトル

一般的な拡張に適していない場合、レイヤー 3 をどうするのがより合理的でしょうか?

Polynya は、「フラクタル スケーリング」という記事で、実行可能な Web3 ネットワークがどのようなものであるかを説明しています。この記事では、すべてを 1 つのサーバーに詰め込んで並列化しようとすることは、並列処理の概念を次のレベルに引き上げることよりもはるかに悪いと述べています。並列処理用に新しいレイヤー 3 を追加します。、コンテンツを複数のサーバーに拡張できるようにします。フラクタル手段による平行かつ特定の拡張、ここでレイヤー 3 が必要になります。計算集約型のアプリケーションでは、アプリケーションに合わせたロールアップが必要になります。これにはいくつかの利点があります。

• 仮想マシンのオーバーヘッドをゼロにして最適化されたアプリケーション

• MEV がない、または限定された MEV、つまり有害な MEV は簡単なソリューションで軽減できる

• 特定の目的に合わせて微調整されたハードウェアを選択します (汎用チェーンには、特定のアプリケーションに適さないボトルネックが常に存在します)。

• トランザクション品質という不可能な三角形の解決 - 少額のトランザクション手数料を支払うことができますが、ターゲットを絞った DDoS 対策ソリューションによってスパムを回避できます。

Starkware はレイヤー 3 ソリューションも提案しました。採用されている再帰の考え方は、フラクタル レベルのソリューションを達成するために、より多くのレベルで使用することもできます。この生態系の例は、以下に示す彼らの提案に示されています。

そのレイヤー 3 には以下が含まれます。

• StarkNet は、Validium のデータ可用性を備えており、主に、特に価格に敏感なアプリケーションに使用されます。

• 特別に設計されたストレージ構造の適用など、APP のアプリケーション処理パフォーマンスが向上した StarkNet システム。

• Validium または Rollup データの可用性を備えた dYdX、Sorare、Immutable、DeversiFi などの StarkEx システムを提供すると、StarkNet にスケーラビリティの利点をもたらすことができます。

• プライベート StarkNet インスタンス (この例では L4 としても機能) は、パブリック StarkNet にトランザクションを含めることなく、プライバシー保護トランザクションを実装できます。

Starkware は記事の中でレイヤー 3 に関する 3 つのビジョンについて言及し、Vitalik も記事の中でこれら 3 つのモードを認識しました。

1. カスタム機能。つまり、レイヤー 2 は拡張に使用され、レイヤー 3 はプライバシーなどの特定の機能に使用されます。このビジョンでは、「スケーラビリティの 2 乗」を提供しようとするのではなく、スタック内にアプリケーションのスケーリングを支援する専用のレイヤーがあり、他のレイヤーがさまざまなユースケースに合わせたカスタム機能を提供します。

2. カスタム拡張性。つまり、レイヤー 2 は一般的な拡張に使用され、レイヤー 3 はカスタマイズされた拡張に使用されます。カスタム拡張には、計算に EVM を使用しない特殊なアプリケーション、データ形式の最適化を使用して特定のアプリケーション用にデータを圧縮するロールアップなど、さまざまな形式があります。

3. セキュリティをカスタマイズします。つまり、レイヤー 2 は信頼なしの拡張 (ロールアップ) に使用され、レイヤー 3 は弱い信頼の拡張 (バリジウム) に使用されます。最初のレベルのタイトル

レイヤ 3 のコスト

ロールアップと検証では、確認時間と固定コストの間でトレードオフを行う必要があります。しかし、レイヤー 3 はこれらを解決できます。

Rollup の各トランザクションの料金は非常に低く、アプリケーションに応じて約 16 ～ 60 バイトのデータがかかります。

しかし、ロールアップには高い固定コストもかかります。これは、トランザクションのバッチをレイヤー 1 チェーンに送信する必要があるたびに発生します。オプティミスティック ロールアップの場合は、バッチごとに 21000 のレイヤー 1 ガスが必要で、ZK の場合は、ロールアップすると 400,000 ガスを超え、量子安全な STARK であれば 100 万ガス以上が必要になります。

もちろん、ロールアップでは、トランザクションのバッチ全体を送信する前に、1,000 万ガス相当のトランザクションが存在するまで待つことを選択することもできますが、これによりバッチ間隔が非常に長くなり、ユーザーは高セキュリティの確認をより長く待たなければなりません。

したがって、バッチ間隔を長くしてコストを最適化するか、バッチ間隔を短くしてコストを増加するなど、さまざまなスキームでトレードオフする必要があります。

この記事の中で、Vitalik は、バッチ コスト 600,000 ガスの ZK ロールアップと、トランザクションあたりのコスト 368 ガスの完全に最適化された ERC20 転送 (23 バイト) を示しました。このロールアップは初期導入段階にあり、TPS は 5 であると仮定します。各トランザクションとバッチ間隔の間のガスを計算します。

カスタマイズされた Validium と APP 用のカスタム環境が多数ある場合は、5tps を使用する必要がない可能性があります。実際、レイヤー 3 はこの問題を実際に解決できます。ZK ロールアップの ZK ロールアップのレイヤー 1 コストは約 8,000 ガスのみです(証明用に 500 バイト)。これにより、上の表は次のように変更されます。

レイヤー 3 の利点は何ですか?

レイヤ 3 の利点は次のとおりです。

• 優れたスケーラビリティ:再帰によって証明された乗数効果から導出されます。

• レイヤ 3 を構築するアプリケーション設計者は、より優れた制御を得ることができます。

• プライバシー：たとえば、ゼロ知識証明は、オープンなレイヤー 2 でのプライバシー保護トランザクションに適用されます。

• より安価でシンプルなレイヤー 2 とレイヤー 3 の相互運用性:現在のレイヤー 1 とレイヤー 2 間の入金および引き出しプロセスは非常に高価です。対照的に、レイヤー 2 の費用対効果の高さにより、これらのプロセスは魅力的なだけでなく、レイヤー 3 に適用すると実装も容易になります。レイヤ 2 とレイヤ 3 の間で資産を移動するレイテンシは、同じレイヤ 2 にデプロイされたアプリケーション間のレイテンシよりも高くなる可能性がありますが、コストとスループットは正比例します。

• より安価でシンプルなレイヤー 3 とレイヤー 3 の相互運用性:独立したレイヤー 3 は、レイヤー 1 ではなくレイヤー 2 を介して相互運用します。レイヤ 2 は、対応するレイヤ 1 よりも明らかに安価です。レイヤ 3 が存在しない場合、これらはすべてレイヤ 2 で実行され、かなり高価なレイヤ 1 を介して相互運用する必要があります。

• レイヤ 3 は、レイヤ 2 の「カナリア」ネットワークとして機能します。最初のレベルのタイトル

レイヤ3の実装

Starkware は、ソリューションにレイヤー 3 の特定の実装を導入しました。

古典的なレイヤー 2 構造には、次のコンポーネントが含まれています。

• レイヤー 1 上でレイヤー 2 をトラックするステートルートのスマートコントラクト(例: イーサリアム上の StarkNet スマート コントラクト)

• 1つ検証者スマートコントラクト状態遷移証明の正当性を証明するため

• レイヤー 1 では、レイヤー 2 に出入りするトークンを管理するために使用されます。入出金のブリッジ契約

• レイヤ 1 のトークンとしてレイヤ 2 で使用されますカウンターパーティのトークンコントラクト、ERC20、ERC721など

フラクタル層 3 の構造を次の図に示します。レイヤー2に置くだけ状態追跡および検証者スマート コントラクト有効性証明書有効性証明書レイヤ 2 で安全に実行されます。レイヤ 2 もレイヤ 1 に送信された妥当性証明を使用すると、これは非常にエレガントな再帰構造となり、レイヤ 3 プルーフの圧縮利点がレイヤ 2 プルーフの圧縮利点を倍増させることができます。

dApp 開発者にとって、インフラストラクチャにはいくつかのオプションがあります。

dApp 開発者にとって、インフラストラクチャにはいくつかのオプションがあります。

イーサリアムの生態（ユーザー）やセキュリティを継承できるのがメリットですが、dAppチームにとってRollupの開発コストは明らかに高すぎます。

イーサリアムの生態（ユーザー）やセキュリティを継承できるのがメリットですが、dAppチームにとってRollupの開発コストは明らかに高すぎます。

開発コストは低くなりますが（たとえば、dydx は Cosmos を選択しました）、イーサリアムのエコロジー (ユーザー) とセキュリティは失われます。

開発コストは低くなりますが（たとえば、dydx は Cosmos を選択しました）、イーサリアムのエコロジー (ユーザー) とセキュリティは失われます。

3. レイヤー 1 ブロックチェーンを自分で開発する

3 つのケースを比較してみましょう。

3 つのケースを比較してみましょう。

• 安全性：Alt-layer 1> Rollup > Cosmos

• 安全性：Rollup > Cosmos > Alt-layer 1

• エコロジー/ユーザー:Rollup > Cosmos > Alt-layer 1

• コントロール：Alt-layer 1> Cosmos > Rollup

エピローグ

エピローグ

レイヤ 2 は、各トランザクションのガスコストを削減し、チェーンのスケーラビリティを向上させることができます。同時に、レイヤー 2 は分散化、共通ロジック、および構成可能性の利点を維持します。再帰構造の設計を通じて、レイヤー 3 もレイヤー 2 のこれらの利点を継承する可能性があります。

現時点での一般的な見方は、一部のアプリケーションは特定のカスタマイズされたサービスを必要とし、これらのサービスはレイヤー 3 によって提供されるということです。

レイヤー 3 は、ロールアップと同様に、イーサリアムまたはブロックチェーンに新しいスペースを開く可能性があります。しかし、解決すべき技術的な詳細がまだ多く、時間がかかるだろう。

元のリンク

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