「必要なものをください。そうすれば、あなたも必要なものを手に入れることができます。」アダム・スミスは『国富論』で初めて分業と協力の概念を提唱し、それが市場全体の効率性をどのように高めるかを体系的に説明しました。モジュール化の本質は、分業と協力です。完全なシステムは交換可能なモジュールに分割でき、それぞれが独立しており、安全でスケーラブルです。異なるモジュールを組み合わせて、システム全体の動作を実現できます。自由市場は必然的に分業と協力へと移行し、全体的な効率の大幅な改善につながります。現在、モジュール化はブロックチェーン業界の中核をなす物語の1つです。現在、市場の注目はそのような基盤となるインフラプロジェクトに向けられていませんが、基盤となるインフラの改善は、業界の発展を牽引する重要な力となっています。この記事では、モジュラーブロックチェーンの開発の歴史、現在の市場状況、および将来の方向性をカバーして、モジュラーブロックチェーンの詳細な分析を提供します。

01 モジュラリティとは何ですか

実際には、ブロックチェーン業界におけるモジュラリティの開発には長い歴史があります。モジュラリティの観点から業界全体の進化を見直すことができます。最初のビットコインチェーンは、ビットコインの送金や帳簿作成などの機能を可能にする密に統合されたモジュールを備えた完全なシステムでした。しかし、ビットコインチェーンの主な問題は、より多くのユースケースをサポートできない限られた拡張性でした。これにより、しばしば「世界のコンピューター」と呼ばれるEthereumが登場しました。Ethereumは、Ethereum Virtual Machine（EVM）として知られる実行モジュールを追加した、ビットコインのモジュラ拡張と見なすことができます。仮想マシンはプログラムコードの実行環境として機能します。ビットコインは送金などの単純な操作のみを行うことができますが、複雑なコードには仮想マシンが必要です。その結果、EthereumはDeFi（分散型ファイナンス）、NFT（不可分割トークン）、SocialFi（分散型ソーシャルメディア）、GameFi（ブロックチェーンゲーム）などのさまざまなブロックチェーンアプリケーションを可能にしました。

その後、Ethereumのパフォーマンスもさまざまなアプリケーションの増加する要求に応えることができず、それに対応するためにLayer 2ネットワークの開発が行われました。これらのLayer 2ソリューションは、Ethereumの実行モジュールをオフチェーンに移動することにより、モジュール化を実現し、スケーリングを実現します。Layer 2、または第2層は、Ethereumのベース層の上に追加のネットワークを構築し、大部分の計算をこの新しいネットワークに移し、その結果をEthereumに送信します。これにより、Ethereumの計算負荷が軽減され、速度が向上します。Ethereumの実行層のモジュール化とさまざまなLayer 2ソリューションの登場により、Ethereumはさらに4層構造に進化しました。

• 実行レイヤー:トランザクションの処理とスマートコントラクトの実行を担当します(ルールに従ってゲームをプレイすることに似ています)。
• Settlement Layer: 実行レイヤーの状態を検証し、紛争を解決し、取引の最終決済を完了し、資産の移転と記録がブロックチェーンに永久に保存されることを確認し、ブロックチェーンの最終状態を決定する（ゲーム中に発生する問題を解決する）。
• データレイヤー：通常、データの保存、送信、および検証の機能を含み、ブロックチェーンネットワークの透明性と信頼性（ゲームの放送または記録）を確保します。
• Consensus Layer: 特定の合意アルゴリズムを使用してトランザクションを検証し、新しいブロックを作成し、データとトランザクションの一貫性を保証します（すべての人がゲームの結果を同じ理解していることを保証します）。

各層では、さまざまなプロジェクトが登場し、全体的に効率が向上しています。異なるプロジェクトを組み合わせることで、新しいブロックチェーンを簡単に構築できます。これはコンピュータ産業の発展と比較できます。最初は、Appleが統合されたマシンを提供していました。MicrosoftのWindowsシステムの登場により、多くのカスタムビルドのPCが登場しました。高性能なコンピュータに高性能なコンポーネントを購入して組み立てることができました。

ブロックチェーンの世界では、チェーンが安価なストレージを必要とする場合、外部ハードドライブのような独立したデータ可用性レイヤーを使用することができます。大容量で手頃な価格で効果的です。データレイヤーに加えて、各モジュールはプラグアンドプレイであり、柔軟に組み立てることができます。ただし、カスタムビルドのPCはAppleのような統合されたマシンを完全に置き換えることはありませんでした。多くのユーザーは構成を調査する時間をかけたくない、またはできないため、ただ機能が良いコンピュータが欲しいと考えています。統合されたマシンはコンポーネント間の最良の調整を提供し、高性能のカスタムビルドPCよりも効率的でより良い体験を提供します。

たとえば、Solanaは、主要なLayer 1ブロックチェーンの1つであり、典型的な「統合されたマシン」です。モジュール化されていませんが、高いパフォーマンスを提供し、多くの人気プロジェクトを生み出しています。したがって、モジュール性の重要な利点と固有の欠点の両方を観察することができます。利点には次のようなものがあります:

• 分散化: データレイヤーを分離することで、ノードのハードウェア要件が低減され、ノードの数が増加し、追加の信頼前提を導入することなくネットワークの分散化が向上します。
• 簡素化されたチェーン展開：モジュラーデザインを利用することで、新しいブロックチェーンを設計および展開するためのスタートアップコストと開発コストを低減します。
• 改善されたチェーンのパフォーマンス：各モジュールのパフォーマンスが大幅に向上しており、イーサリアムのスケーリングソリューションでも確認されています。
• 生態系の繁栄を促進する：さまざまなモジュールがさまざまな機能を処理し、全体のセキュリティを確保します。
• エンハンストユーザーエクスペリエンス：たとえば、複雑さの削減や取引手数料の低下など。

デメリット:

• セキュリティ：統合されたブロックチェーンとは異なり、データレイヤーを第三者に委任することはリスクをもたらし、すべてを含むチェーンと同じようにセキュリティを保証することはできません。そのため、モジュラーなアーキテクチャは特に広範なクロスチェーン通信が必要な場合には、攻撃面を増やし、セキュリティが低下する可能性があります。
• 複雑さ：モジュラーデザインの複雑さは、より高いリスクを伴います。数多くのモジュールから選択することと、異なるモジュール間の潜在的な「ブラインドボックス」リスクにより、安定したモジュラーシステムの構築が重要な関心事となります。

02 キープロジェクトの分析

グローバルな視点から、全体は3つの主要なレイヤーに分けることができます:

• アプリケーション層：
  • 様々なDApps（分散型アプリケーション）はブロックチェーンの上に構築されています。
  • 現在、いくつかの主要なカテゴリが含まれています: ウォレット（Web3ワールドへのポータル）、DeFi（分散型金融）、NFT（デジタルコレクティブルとも言えるもの）、SocialFi（分散型ソーシャルメディア）、およびGameFi（ブロックチェーンゲーム）です。
• 中間層:
  • もしアプリケーションがブロックチェーンと直接やり取りする場合、そのパフォーマンスやユーザーエクスペリエンスはブロックチェーン技術の特性に大きく制約されます。特に現在のマルチチェーンの状況では、さまざまな技術アーキテクチャやシステム機能を持つ多くの異なるブロックチェーンが、アプリケーション開発の難易度やユーザーエクスペリエンスに影響を与えています。
  • ユーザーエクスペリエンスを向上させ、アプリケーション開発を容易にするために、中間層が登場しました。この層は、さまざまなブロックチェーンを水平に接続し、ブロックチェーンの特性をカプセル化し、アプリケーション開発のためのさまざまな技術的なミドルウェアを提供します。これには、アカウントの抽象化（ユーザーアカウントをプログラム可能にし、複雑な機能をサポートする）およびチェーンの抽象化（ユーザーが自分の意図に基づいて、異なるブロックチェーンと対話するために、それらの違いを理解する必要がない）が含まれます。
• パブリックチェーン層：
  • Execution Layer: イーサリアム仮想マシン（EVM）、同等EVM（EVMと互換性のあるVM）、並列EVM（並列トランザクションをサポートするEVM）、モジュラーVM（非EVMタイプの仮想マシン）を含みます。
  • 決済レイヤー：イーサリアム上の決済に加えて、現在の主要なモジュラー決済プロジェクトはDymensionです。
  • データレイヤー：データ可用性レイヤーとも呼ばれ、このレイヤーはデータストレージコストがトランザクション手数料の主要な部分であるため、最も多くのプロジェクトが存在します。手頃で効果的なストレージモジュールへの強い市場需要があります。Ethereumのストレージは高すぎるため、Celestiaはモジュラーデータストレージのリーディングプロジェクトであり、NubitはBitcoinエコシステムのリーディングプロジェクトです。
  • コンセンサスレイヤー：Celestiaはコンセンサスレイヤーも提供していますが、これはEthereumの基盤に挑戦しています。 Ethereumコミュニティは、Celestiaをコンセンサスレイヤーとして使用するパブリックチェーンをEthereum Layer 2として認識していません。さらに、Celestiaのセキュリティは、Ethereumのセキュリティと比較して、時間の経過による検証が不十分であるため、セキュリティ上の懸念があります。

次に、Celestia、Dymension、AltLayerの3つの重要なプロジェクトを具体的に分析します。

2.1 セレスティア

• 基本的な紹介
  • モジュラーブロックチェーンの概念を提案した最初のプロジェクトとして、Celestiaはモジュラートラックにおいて先駆者とみなすことができます。特にトークン価格が急上昇した後、重要な市場の注目を集め、トラック全体の潜在能力を開拓しました。
  • Celestiaは、次世代のスケーラブルなブロックチェーンアーキテクチャであるモジュラーブロックチェーンを可能にするスケーラブルなデータ可用性レイヤーを構築することを目指しています。その目標は、誰もが最小限のオーバーヘッドで独自のブロックチェーンを簡単に展開できるようにすることです。
• 動作メカニズム
  • データの可用性サンプリング
    • Celestiaはトランザクションの妥当性を扱ったり実行したりしません。それはトランザクションをパッケージ化し、整理し、ブロードキャストするだけであり、トランザクションの妥当性ルールはクライアントのロールアップノードによって強制されます（つまり、コンセンサスレイヤーと実行レイヤーを分離します）。
    • データ検証方法：抽象的には、ブロックチェーンデータは行列（例：8x8）に分割できます。元のデータに追加の「チェック」行と列をエンコードして、より大きな行列（例：16x16）が形成されます。この大きな行列の一部の正確さをランダムにサンプリングして検証することで、全体のデータの整合性と利用可能性を確保できます。一部のデータが失われたり損傷しても、チェックサムとデータによって全データセットを復元することができます。
  • Sovereignty Rollup
    • トランザクション検証方法：Sovereign RollupsとOptimism、Arbitrum、zkSyncなどのスマートコントラクトRollupsとの主な違いは、トランザクションの検証方法にあります。スマートコントラクトRollupsでは、Ethereum上に展開されたスマートコントラクトによってトランザクションが検証されます。Sovereign Rollupsでは、Rollupノード自体がトランザクションを検証する責任があります。Gate.io
    • アップグレード方法:
      • スマート・コントラクト・ロールアップの場合、アップグレードは決済レイヤーのスマート・コントラクトに依存します。ロールアップをアップグレードするには、スマートコントラクトに変更を加える必要があり、更新を開始できるユーザーを制御するために複数の署名が必要になる場合があります。チームがマルチシグのアップグレードを制御するのが一般的ですが、マルチシグのガバナンスベースの制御も可能です。スマートコントラクトは決済レイヤー上にあるため、そのレイヤーの社会的コンセンサスの対象となります。
      • ソブリンロールアップは、一方で、レイヤー1ブロックチェーンと同様にフォークを介してアップグレードされます。新しいソフトウェアバージョンがリリースされた後、ノードは最新バージョンのソフトウェアに更新することを選択できます。アップグレードに同意しないノードは古いソフトウェアを使用し続けることができます。このオプションにより、ノードオペレータのコミュニティは新しい変更を受け入れるかどうかを決定できます。ほとんどのノードがアップグレードしても、他の人を更新を受け入れるように強制することはできません。この機能により、ソブリンロールアップは本当に「主権者」のロールアップとなります。
  • Quantum Gravity Bridge (QGB)
    • CelestiaとEthereum（または他のEVM Layer 1チェーン）の間の橋となり、両方のネットワーク間でデータや資産の転送を容易にします。
    • Celestium（EVM L2 Rollup）の概念を導入することで、データの可用性にCelestiaを活用しながら、決済層としてEthereumを使用しています。このアプローチは、Celestiaのスケーラビリティとデータの可用性、Ethereumのセキュリティと分散化の強みを最大限に活用しています。

2.2 Dymension

• 基本的な紹介
  • Dymensionは、Cosmos上に構築されたSovereign Rollupであり、Dymension Chain（決済レイヤー）、RDK（RollApp Development Kit）、IRC（Inter-Rollup Communication）を通じて、RollApps（カスタムアプリケーションに特化したブロックチェーン）の開発を簡素化することを目指しています。
  • Dymensionのコア機能は、決済レイヤーのモジュール化とRaaS（Rollup as a Service）の機能を提供することです。これにより、AltLayerと競合する位置づけとなっています。
• 運営メカニズム
  • フロントエンド→ロールアプリ：ロールアプリは、特定のアプリケーション向けに特別に設計された高性能なモジュラーブロックチェーンです。これらは、Dymension RollApp Development Kit（RDK）を使用して構築されています。
  • Backend → Dymension Hub: Dymension Hub、Cosmos SDKを使用して構築され、Dymension RollApps間の安全なメッセージ転送にIBCを使用する決済層として機能します。
  • データベース→データ可用性ネットワーク：データ可用性ネットワークは分散化されており、データを比較的短期間保存します。

2.3 AltLayer

• 基本的な紹介
  • モジュール化と再ステーキングの概念を広げるLegoのようなモジュラーRaaS（Rollup as a Service）プラットフォーム。
  • それは、レイヤー1で保護された高速でスケーラブルでアプリケーション固有のロールアップを迅速に作成することを可能にします。このプラットフォームでは、開発者がカスタムのロールアップを効率的に構築でき、コーディング経験が少ない人でも、たった2分で数回のクリックでカスタムのロールアップを設定できます。
• 運用メカニズム
  • ワンクリックでのチェーン展開機能（OPスタック、Arbitrum Orbit、zkSync ZKスタック、Polygon CDKに基づく）
  • Restakingサービス（EigenLayerベース）
  • サードパーティDA（Celestia、EigenDA、Availに基づく）
  • サードパーティーシーケンサー（Espresso、Radiusベース）

03 モジュラーな未来のナラティブ

モジュラリティの将来のナラティブは、主に3つの方向に関連しています：Ethereumのモジュラリティのさらなる深化、Cosmosエコシステムの拡大、およびBitcoinエコシステムの台頭。

ModularityはEthereumから始まり、そこで成熟していますが、他の2つのエコシステム、CosmosとBitcoinも見落とされてはなりません。Cosmosはクロスチェーンの問題を解決し、マルチチェーンエコシステムを構築するために登場しました。Cosmosテクノロジーコンポーネントに基づくチェーンはセキュリティを共有し、クロスチェーンの相互作用を容易にします。これを実現するために、Cosmosは高度なモジュラリティを持つワンクリックチェーン展開機能を開発し、数年にわたって進化してきました。Celestia、Dymension、そして人気のBTCステーキングプロジェクトBabylonなど、多くの有名なプロジェクトがCosmosエコシステムから生まれています。

ブロックチェーン業界の創設者であり、市場価値でエテリアムの3倍近くを誇る最大のパブリックチェーンであるビットコインは、大きな潜在力を持っています。ビットコインのエコシステムは繁栄しており、エテリアムで既に検証された多くの技術がビットコインのエコシステムで利用されるようになっています。

• Ethereumモジュールのさらなる深化
  • データ可用性レイヤー: このレイヤーには最も多くのプロジェクトがあり、最も競争の激しいセクターです。現在、Celestiaがリードしていますが、大きな課題に直面しています。イーサリアムのEIP-4844アップグレードにより、ロールアップデータをBLOBとして保存できるため、データストレージコストが大幅に削減され、Celestiaのコスト優位性が低下します。さらに、Celestiaは、信頼できるL1ブロックチェーンNearのNearDAや、主要なリテーキングプロジェクトであるEigenLayerのEigenDAなどの強力な競争相手に直面しています。
  • ミドルウェアレイヤー: マルチチェーンの環境では、ユーザーと流動性が分散しています。アプリケーションレイヤーでのユーザーエクスペリエンスを向上させるために、多くのミドルウェアサービスが登場しています。人気のある概念には、アカウント抽象化（複雑な機能を持つプログラマブルユーザーアカウント）とチェーン抽象化（チェーンを抽象化して、ユーザーがその違いを理解する必要なく複数のチェーンとやり取りできるようにする）があります。
  • RaaS:ワンクリックのレイヤー2展開は、さまざまなモジュラーベースサービスを統合し、迅速なレイヤー2構築のためのエンタープライズグレードのソリューションを提供します。これにより、開発の障壁が低くなり、将来のレイヤー2の競争は、テクノロジーだけでなく、エコシステム、運用、アプリケーションレイヤーサービスに重点が置かれるようになることを示しています。
  • ZKテクノロジー：ゼロ知識証明（ZK）技術は、ブロックチェーンにおいて主に2つの目的を果たします。再計算せずに計算の正確性を検証すること、および、生の情報を公開せずにZK証明を提供することによりプライバシーを保護することです。現在、ZKテクノロジーは主にLayer2で計算の正確性を検証するために使用されており、将来の方向性はZKを可能にする仮想マシンに焦点を当てています。Ethereumのロードマップでは、ZKはVergeフェーズの中核コンポーネントであり、SNARKsをL1 EVMに統合しています。さまざまなLayer2ソリューションもZKテクノロジーを採用しています。Ethereumの創設者であるVitalik Buterinは、「10年後、すべてのRollupsはZKになるでしょう」と述べています。
• コスモスエコシステムの拡大
  • 2022年にルナが崩壊した後、コスモスエコシステムは大きな影響を受けました。しかし、不況にもかかわらず、エコシステムは消滅しませんでした。代わりに、データ可用性レイヤーのリーダーとしてセレスティアや決済レイヤーのリーダーとしてダイメンションなど、多くの先駆的なプロジェクトが台頭しています。
  • Cosmosエコシステムは、相互運用性を提供するために、同時に複数の独立したブロックチェーンをサポートし、お互いと連携するマルチチェーンアーキテクチャを使用しています。
  • Cosmosはモジュラーデザインを採用しており、開発者が異なるモジュールを選択して組み合わせ、独自のアプリケーションチェーンを構築することができるため、大きな自律性と柔軟性を提供しています。
  • ただし、Cosmosには、アプリケーションチェーンの構築と維持に伴う高コスト、Cosmos Hubの収益モデルの欠如、持続不能な経済モデルなど、いくつかの課題もあります。これらは将来的に対処する必要がある問題です。
• ビットコインエコシステムの拡大:
  • Ordinalsプロトコルの導入以来、ビットコインエコシステムに大きな注目が集まっています。昨年、碑文のトレンド、BTCレイヤー2の開発、ビットコインのリテイクの熱意が急増しました。
  • ビットコインエコシステムの開発方向は主に2つあります。1つはビットコイン自体の技術的特徴に基づいて拡大すること、もう1つはEVM（Ethereum Virtual Machine）と統合することで、ビットコインとイーサリアムエコシステム間の流動性を橋渡しすることです。
  • EthereumはBitcoinのモジュール拡張として考えることができ、あるいはテストグラウンドとしても考えることができます。Ethereumから多くの成熟したテクノロジーがBitcoinエコシステムに直接適用されており、これによりNubitのようなデータ可用性プロジェクト、MerlinやBitLayerのようなLayer 2プロジェクト、およびBabylonのようなBitcoin共有セキュリティサービス（再ステーキング）を含むさまざまなモジュラープロジェクトが出現しています。

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