著者: Polygon 編集: ヴァナキュラーブロックチェーン本日、Polygon Labs のエンジニアリング チームは、無限のスケーラビリティと統一された流動性を提供し、インターネットの価値層としての Polygon のビジョンを実現することを目的とした Polygon 2.0 のアーキテクチャ案を共有しました。Web3 はその歴史を通じて、スケーリングに関する厄介な問題に直面してきました。ブロックスペースの需要を満たすために新しいチェーンを追加し続けることは可能ですが、これには必然的に流動性の断片化とユーザーエクスペリエンスの低下という代償が伴います。Polygon 2.0 が解決策です。インターネットが弾力的にスケーラブルで統一された情報アクセス環境であるのと同様に、Polygon 2.0 も弾力的にスケーラブルで統一された価値アクセス環境、つまりインターネットの価値層です。私たちは、この提案が概念的な北極星としても正式な開発フレームワークとしても、今後のすべての Polygon プロトコル開発の取り組みを導くことができ、またそうすべきであると信じています。#### 背景: 発散と収束Polygon の創設以来、その開発者とコミュニティは実験の精神を受け入れてきました。未来を予測して単一のアプローチに賭けるのではなく、次世代のブロックチェーン インフラストラクチャを構築するために複数のアプローチを積極的に奨励しています。これは、創造的な問題解決の典型的なプロセスと一致しており、多くのアイデアやアプローチを探求する発散段階の後に、これらのアイデアやアプローチが統合されて問題の解決策が生み出される収束段階が続きます。ブロックチェーンが若くて非常にダイナミックな業界であることを考えると、このアプローチは当然の選択でした。最初の分岐段階で、Polygon 開発チームはテクノロジー スタック全体で実験を行いました。これらの取り組みのいくつかを挙げると、次のとおりです。* さまざまなブロックチェーン アーキテクチャ: サイドチェーン、ロールアップ、バリディウムなど。* ZK がサポートするさまざまな実行環境構築方法: zkEVM タイプ 1 ～ 3、ポリゴン ミデン。* 複数のブロックチェーン クライアント: Polygon Edge、既存の Ethereum クライアント、および Polygon zkEVM ロールアップで現在使用されているカスタム クライアントなど。* クロスチェーンメッセージング、ステーキングなど、スタックの他の部分のためのさまざまなソリューション。この段階は非常に便利です。さまざまなアプローチとテクニックが試され、多くの重要な教訓が得られました。アイデアと取り組みのフィルタリングと統合を開始する時期が来ました。コンバージェンス段階では、Polygon プロトコル チームと貢献者は特定のプロトコル アーキテクチャ (テクノロジー スタック) に関して徐々に連携していき、現在ではインターネットのバリュー レイヤーに最適なインフラストラクチャとして喜んで使用できるようになりました。#### プロトコル アーキテクチャPolygon 2.0 アーキテクチャは、連携して機能するように設計されたプロトコル レイヤのコレクションとして形式化されています。おそらく、この層状アーキテクチャの最も顕著な例は、インターネット プロトコル スイートです。その 4 つの層 (リンク、ネットワーク、トランスポート、およびアプリケーション) がインターネットを支えています。各プロトコル層には特定のサブプロセスがあり、この論理的な分離により、アーキテクチャの推論、実装、アップグレードが簡素化されます。Polygon 2.0 は 4 つのプロトコル層で構成されており、それぞれがネットワーク内の重要なプロセスをサポートしています。* 誓約層* 相互運用性レイヤー* 実行層* 検証層#### 誓約層プレッジ レイヤーは、PoS (Proof of Stake) ベースのプロトコルであり、Polygon のネイティブ トークンを活用して、参加している Polygon チェーンに分散化を提供します。これは、バリデータの共通の高度に分散化されたプールと組み込みの再ステーキング モデルを通じて行われます。プレッジ層は、2 種類のスマート コントラクトを通じてイーサリアムに実装されます。Validator Manager: Validator Manager は、すべての Polygon チェーンが利用できるバリデーターのパブリック プールを管理するスマート コントラクトです。これは次のことを行います。* 検証者の登録を維持する。* バリデーターからのステーキングおよびステーキング解除リクエストを処理します。* バリデーターがサブスクライブすること、つまり任意の数の Polygon チェーンを再抵当に入れることを許可します。* カットイベントを処理します。Chain Manager: Chain Manager コントラクトは、各 Polygon チェーンのバリデーターのセットを管理します。各 Polygon チェーンには、次の機能を実行する Chain Manager コントラクトがあります。* 望ましい分散化レベル、つまりバリデーターの数を定義します。* (オプション) バリデーターの追加要件を定義します (GDPR への準拠、Polygon のネイティブ トークンに加えて他のトークンの保持など)。* (オプション) スラッシュ基準を定義します。前述したように、ステーク レイヤーは「すぐに使える」ポリゴン チェーンの分散化を提供するため、これらのチェーンのチームはインフラストラクチャではなくユースケースとコミュニティに集中できるようになります。バリデーターに対しては、Polygon トークンで保証された報酬を提供するだけでなく、検証したチェーンから取引手数料と追加のトークン報酬を徴収することで追加の収入源を受け取る機会も提供します。#### 相互運用性レイヤー相互運用性レイヤーは、Polygon エコシステム内での安全でシームレスなクロスチェーン メッセージングを促進します。以下を有効にすることで、クロスチェーン通信の複雑さを抽象化し、ユーザーにとって Polygon ネットワーク全体がチェーンのように見えるようにします。* ネイティブ イーサリアム資産への共有アクセス: クロスチェーン ブリッジでは、多くの場合、ユーザーがイーサリアム トークンの合成バージョンを鋳造する必要がありますが、これはユーザー エクスペリエンスの悪夢です。相互運用性レイヤーはイーサリアムへの共有ブリッジを提供し、ネイティブ イーサリアム資産のシームレスなクロスチェーン転送を可能にします。* シームレスな構成可能性: 相互運用性レイヤーは、Polygon 2.0 の統合流動性ビジョンの中核となる、ほぼ瞬時のアトミックなクロスチェーン トランザクションをサポートできます。相互運用性レイヤーは、Polygon zkEVM ロールアップで現在使用されている LxLy プロトコルの設計とそのメッセージ キューの概念を拡張します。各 Polygon チェーンは、メッセージ (デジタル資産、つまりトークンまたは任意のメッセージ)、宛先チェーン、宛先アドレス、およびメタデータを含む、事前定義された形式でローカルの送信メッセージ キューを維持します。メッセージ キューには、対応する ZK 証明があります。特定のキューを参照する ZK 証明がイーサリアム上で検証されると、そのキューからのメッセージは受信チェーンとアドレスによって安全に消費されます。この設計に基づいて、クロスチェーントランザクションをさらに改善し、ほぼ瞬時かつアトミックなものにするために、独自のアグリゲーターコンポーネントを導入することを提案します。アグリゲーターは Polygon チェーンと Ethereum の間に位置し、次の 2 つのサービスを提供します。* ZK 証明とメッセージ キューの表現 (マークル ルートなど) を受け入れます。* ZK プルーフを単一の ZK プルーフに集約し、検証のためにイーサリアムに送信します。ZK プルーフがアグリゲーターによって受け入れられると、受信チェーンは (ZK プルーフによって最終的なグローバル一貫性が保証されていることを認識して) 受信メッセージを楽観的に受け入れ始めることができるため、クロスチェーンの対話がシームレスになります。 ZK プルーフを集約することにより、アグリゲーターはプルーフ検証のためのイーサリアム ガスの消費量を大幅に削減します。稼働性と検閲耐性を確保するために、アグリゲーターは、上記のパブリックバリデータープールからの Polygon バリデーターによって分散型で実行されます。#### 実行層実行レイヤーを使用すると、任意の Polygon チェーンで、ブロックとも呼ばれる順序付けされたトランザクションのバッチを生成できます。このプロトコル層は比較的コモディティ化されており、ほとんどのブロックチェーン ネットワーク (イーサリアム、ビットコインなど) が同様の形式で使用しています。実行層には次のような複数のコンポーネントがあります。* P2P: ノード (バリデーターとフルノード) が相互に検出し、メッセージを交換できるようにします。* コンセンサス: バリデーターが単一の世界観 (ブロックチェーンなど) に同意できるようにします。* Mempool: ユーザーによって送信されたトランザクションを収集し、バリデーター間で同期します。* データベース: トランザクション履歴を保存します。* 証人ジェネレータ: ZK 証明者が必要とする証人データを生成します。この層はコモディティ化されているが実装が比較的複雑であることを考慮すると、既存の高性能実装 (Erigon など) を可能な限り再利用する必要があります。#### 検証レイヤーProof Layer は、高性能で柔軟な ZK プルーフ プロトコルです。各 Polygon チェーンのすべてのトランザクション (内部および外部 (つまり、クロスチェーン)) のプルーフを生成します。プルーフ層には次のコンポーネントがあります。* ユニバーサル証明者: Plonky2 の後継として Polygon の ZK 研究者によって開発された高性能 ZK 証明者。再帰的 SNARK 自体が証明効率の限界を 2 桁引き上げ、Polygon ZK チームの専門知識を実証します。 。証明者は、任意のトランザクション タイプ、つまりステート マシン形式をサポートするように設計されたクリーンなインターフェイスを提供します。さらに、単一の証明者を使用すると、証明の集約と検証がシンプルかつ非常に効率的になります。* (オプション) ステート マシン コンストラクター: ステート マシンを定義するためのフレームワーク。PIL の後継として Polygon の ZK 研究者によって開発され、最初の Polygon zkEVM 実装の構築に使用されます。コンストラクターは証明メカニズムの複雑さを抽象化し、開発者が使いやすいインターフェイスを通じてステート マシンを構築できるようにします。これはモジュール式であり、開発者がパラメータ化可能なステート マシンを定義できるため、大規模で複雑なステート マシンの構築、テスト、監査が容易になります。※ステートマシン：証明者が証明している実行環境やトランザクション形式のシミュレーション。ステート マシンは、上記のコンストラクターを使用して実装することも、Rust などを使用して完全にカスタマイズすることもできます。 Polygon の ZK チームは、zkEVM と MidenVM という 2 つのステート マシン実装を提供しており、コミュニティは他のステート マシン実装 (zkWASM など) を構築できます。証明層とその高性能で柔軟な証明者は、いくつかの主な利点を提供します。主に: (i) シンプルかつ効率的なプルーフの生成、集約、および検証、(ii) 異なるステート マシン間のクロスチェーン通信。#### 未来を見据えて今後数日から数週間かけて、Polygon 2.0 プロトコル層を詳しく見ていきます。それぞれが下位レベルでどのように機能するのか、またそれらがどのように連携してインターネットの価値層の独自で最適なアーキテクチャを形成するのかを探っていきます。いつものように、この提案と今後の詳細な内容についてレビューし、フィードバックを提供するようコミュニティを招待します。一緒にPolygon 2.0を実現しましょう！
Polygon 2.0: プロトコルのビジョンとアーキテクチャ
著者: Polygon 編集: ヴァナキュラーブロックチェーン
本日、Polygon Labs のエンジニアリング チームは、無限のスケーラビリティと統一された流動性を提供し、インターネットの価値層としての Polygon のビジョンを実現することを目的とした Polygon 2.0 のアーキテクチャ案を共有しました。
Web3 はその歴史を通じて、スケーリングに関する厄介な問題に直面してきました。ブロックスペースの需要を満たすために新しいチェーンを追加し続けることは可能ですが、これには必然的に流動性の断片化とユーザーエクスペリエンスの低下という代償が伴います。
Polygon 2.0 が解決策です。インターネットが弾力的にスケーラブルで統一された情報アクセス環境であるのと同様に、Polygon 2.0 も弾力的にスケーラブルで統一された価値アクセス環境、つまりインターネットの価値層です。
私たちは、この提案が概念的な北極星としても正式な開発フレームワークとしても、今後のすべての Polygon プロトコル開発の取り組みを導くことができ、またそうすべきであると信じています。
背景: 発散と収束
Polygon の創設以来、その開発者とコミュニティは実験の精神を受け入れてきました。未来を予測して単一のアプローチに賭けるのではなく、次世代のブロックチェーン インフラストラクチャを構築するために複数のアプローチを積極的に奨励しています。これは、創造的な問題解決の典型的なプロセスと一致しており、多くのアイデアやアプローチを探求する発散段階の後に、これらのアイデアやアプローチが統合されて問題の解決策が生み出される収束段階が続きます。ブロックチェーンが若くて非常にダイナミックな業界であることを考えると、このアプローチは当然の選択でした。
最初の分岐段階で、Polygon 開発チームはテクノロジー スタック全体で実験を行いました。これらの取り組みのいくつかを挙げると、次のとおりです。
この段階は非常に便利です。さまざまなアプローチとテクニックが試され、多くの重要な教訓が得られました。アイデアと取り組みのフィルタリングと統合を開始する時期が来ました。
コンバージェンス段階では、Polygon プロトコル チームと貢献者は特定のプロトコル アーキテクチャ (テクノロジー スタック) に関して徐々に連携していき、現在ではインターネットのバリュー レイヤーに最適なインフラストラクチャとして喜んで使用できるようになりました。
プロトコル アーキテクチャ
Polygon 2.0 アーキテクチャは、連携して機能するように設計されたプロトコル レイヤのコレクションとして形式化されています。おそらく、この層状アーキテクチャの最も顕著な例は、インターネット プロトコル スイートです。その 4 つの層 (リンク、ネットワーク、トランスポート、およびアプリケーション) がインターネットを支えています。各プロトコル層には特定のサブプロセスがあり、この論理的な分離により、アーキテクチャの推論、実装、アップグレードが簡素化されます。
Polygon 2.0 は 4 つのプロトコル層で構成されており、それぞれがネットワーク内の重要なプロセスをサポートしています。
誓約層
プレッジ レイヤーは、PoS (Proof of Stake) ベースのプロトコルであり、Polygon のネイティブ トークンを活用して、参加している Polygon チェーンに分散化を提供します。これは、バリデータの共通の高度に分散化されたプールと組み込みの再ステーキング モデルを通じて行われます。
プレッジ層は、2 種類のスマート コントラクトを通じてイーサリアムに実装されます。
Validator Manager: Validator Manager は、すべての Polygon チェーンが利用できるバリデーターのパブリック プールを管理するスマート コントラクトです。これは次のことを行います。
Chain Manager: Chain Manager コントラクトは、各 Polygon チェーンのバリデーターのセットを管理します。各 Polygon チェーンには、次の機能を実行する Chain Manager コントラクトがあります。
前述したように、ステーク レイヤーは「すぐに使える」ポリゴン チェーンの分散化を提供するため、これらのチェーンのチームはインフラストラクチャではなくユースケースとコミュニティに集中できるようになります。バリデーターに対しては、Polygon トークンで保証された報酬を提供するだけでなく、検証したチェーンから取引手数料と追加のトークン報酬を徴収することで追加の収入源を受け取る機会も提供します。
相互運用性レイヤー
相互運用性レイヤーは、Polygon エコシステム内での安全でシームレスなクロスチェーン メッセージングを促進します。以下を有効にすることで、クロスチェーン通信の複雑さを抽象化し、ユーザーにとって Polygon ネットワーク全体がチェーンのように見えるようにします。
相互運用性レイヤーは、Polygon zkEVM ロールアップで現在使用されている LxLy プロトコルの設計とそのメッセージ キューの概念を拡張します。各 Polygon チェーンは、メッセージ (デジタル資産、つまりトークンまたは任意のメッセージ)、宛先チェーン、宛先アドレス、およびメタデータを含む、事前定義された形式でローカルの送信メッセージ キューを維持します。メッセージ キューには、対応する ZK 証明があります。特定のキューを参照する ZK 証明がイーサリアム上で検証されると、そのキューからのメッセージは受信チェーンとアドレスによって安全に消費されます。
この設計に基づいて、クロスチェーントランザクションをさらに改善し、ほぼ瞬時かつアトミックなものにするために、独自のアグリゲーターコンポーネントを導入することを提案します。アグリゲーターは Polygon チェーンと Ethereum の間に位置し、次の 2 つのサービスを提供します。
ZK プルーフがアグリゲーターによって受け入れられると、受信チェーンは (ZK プルーフによって最終的なグローバル一貫性が保証されていることを認識して) 受信メッセージを楽観的に受け入れ始めることができるため、クロスチェーンの対話がシームレスになります。 ZK プルーフを集約することにより、アグリゲーターはプルーフ検証のためのイーサリアム ガスの消費量を大幅に削減します。
稼働性と検閲耐性を確保するために、アグリゲーターは、上記のパブリックバリデータープールからの Polygon バリデーターによって分散型で実行されます。
実行層
実行レイヤーを使用すると、任意の Polygon チェーンで、ブロックとも呼ばれる順序付けされたトランザクションのバッチを生成できます。このプロトコル層は比較的コモディティ化されており、ほとんどのブロックチェーン ネットワーク (イーサリアム、ビットコインなど) が同様の形式で使用しています。
実行層には次のような複数のコンポーネントがあります。
この層はコモディティ化されているが実装が比較的複雑であることを考慮すると、既存の高性能実装 (Erigon など) を可能な限り再利用する必要があります。
検証レイヤー
Proof Layer は、高性能で柔軟な ZK プルーフ プロトコルです。各 Polygon チェーンのすべてのトランザクション (内部および外部 (つまり、クロスチェーン)) のプルーフを生成します。
プルーフ層には次のコンポーネントがあります。
証明層とその高性能で柔軟な証明者は、いくつかの主な利点を提供します。 主に: (i) シンプルかつ効率的なプルーフの生成、集約、および検証、(ii) 異なるステート マシン間のクロスチェーン通信。
未来を見据えて
今後数日から数週間かけて、Polygon 2.0 プロトコル層を詳しく見ていきます。それぞれが下位レベルでどのように機能するのか、またそれらがどのように連携してインターネットの価値層の独自で最適なアーキテクチャを形成するのかを探っていきます。
いつものように、この提案と今後の詳細な内容についてレビューし、フィードバックを提供するようコミュニティを招待します。一緒にPolygon 2.0を実現しましょう！