DeFiにはどのようなスケーリングネットワークが必要か？Radix、StarkWare技術からの推論
一部のDeFiはLayer 1の拡張に適しており、他のDeFiはLayer 2で高頻度取引エリアを構築するのに適しています。この記事はホワイトペーパーに掲載され、著者：Li。
DeFiはすでに暗号通貨の世界に欠かせない要素となっています。
2020年全体で、DeFiの規模は前例のない成長を遂げました。DefiMarketCapの統計によると、Top100DeFiトークンの時価総額はすでに千億に近づいており、DeFiのロック資産も500億ドルを超えています。
上の図はDeBankが示すDeFiロック資産の変化
この膨大な数字はEthereumに基づいて形成されており、現在EthereumはBTC、ETH、DAIなどの他のチェーン上の資産の流動的価値を担っていますが、Ethereumの運用ロジックによれば、この膨大な数字の背後には巨大なリソース消費があります。
Ethereumのガス消費量を調べると、ETH価格が上昇し、DeFiアプリケーションが増加する中で、Ethereumの1日のマイナー収入のピークは2700万ドルを超えています。通常のブロック報酬に加えて、この数字の大部分はDeFiユーザーがスマートコントラクトを呼び出すことによって生じています。
ガス料金が高すぎることは、ユーザーが暗号通貨を使用する際のハードルを増加させるだけでなく、より高次元の視点から見ると、暗号通貨の出現の本来の目的である「普惠金融」を妨げています。
したがって、暗号通貨は取引におけるコストの問題を解決し、より低コストのDeFi取引を実現する必要があります。現在、多くのパブリックチェーンプロジェクトは明確な開発ロードマップを持っており、EthereumのDeFiが最も多いため、現在の拡張ソリューションは最も代表的です。ソリューションは3つあります：PoSへの移行、シャーディング、Layer 2。
Layer 2技術による拡張の代表的なプロジェクトにはStarkWare、Matic、Celerなどがあり、シャーディングなどの方法による拡張の代表的なネットワークにはRadix、Nearなどがあります。この2つの形式は技術的にそれぞれの長所があり、DeFiトラックへの貢献も異なります。本稿では、この2つの拡張設計をもとに、DeFiがどのような暗号通貨ネットワークを必要とするかを推論します。
Layer 2は現在最も実現しやすい拡張ソリューション
Ethereumや他のパブリックチェーンは、多チェーン構造を利用して拡張を試みています。たとえば、Ethereum 2.0が実現する可能性のある同型シャーディング、Polkadotが実施している異型シャーディング、COSMOSのクロスチェーン構造などです。そして新たに登場したAvalancheプロトコルなどのネットワークは、多チェーン構造の中で機能層と機能モジュール化をより詳細に定義して拡張を実現しています。
これらはすべて巨大で長期的な設計です。たとえば、Polkadotは将来的にスロットオークションを経る必要があり、COSMOSはより良いエコシステムを構築する必要があります。他のチェーンの技術進展やエコシステム構築もまだ初期段階にあります。
他の拡張に焦点を当てたプロジェクトは、単一のネットワーク構造に焦点を当てることが多いです。たとえば、Layer 1でシャーディングを実現する代表的なプロジェクトはRadix、Nearです。長期的には、Layer 1の拡張（たとえばシャーディング）は必然です。これらのネットワークがEVMと互換性を持つようになれば、DeFiは迅速にネットワークに移行できます。資産の移転問題を解決すれば、これらのネットワークはEthereumの拡張ネットワークとなります。
しかし、DeFiの需要が高いブル市場において、Layer 2の拡張は非常に必要です。
Ethereumを例にとると、EthereumのPoWチェーンはその性能が信号チェーンには遠く及びません。もしEthereumがPoSに成功裏に移行できれば、その性能は質的に向上しますが、EthereumがPoSに移行するには長い移行期間を経る必要があります。PoWチェーンがネットワークのブロック生成を担っている段階では、Layer 2が最も早く実現できる拡張ソリューションです。多くの先見の明のあるプロジェクトはすでにLayer 2のテストアプリケーションを構築し始めています。たとえばAAVE、Synthetix、dYdXなどですが、Layer 2の原理は新たな関連問題を引き起こす可能性があります。
Layer 2の原理を簡単に分析
Layer 2の原理を見てみましょう。
Ethereumを例にとると、そのLayer 2ソリューションはEthereum上にオフチェーン構造またはサイドチェーン構造を構築し、Ethereum上のアドレス残高をLayer 2層にマッピングします。そしてLayer 2層でアカウント間の取引やその他の操作を完了し、最終的なアドレスのデータ変化を確認するために結果をチェーン上にフィードバックします。
このように、Layer 2で動作するDeFiアプリケーションにとって、Layer 2層が起動したときと最終的な決済のときだけ、Layer 2とチェーン上での相互作用があり、他の取引プロセスはすべてLayer 2で発生し、チェーン上のリソースを占有せず、迅速な取引処理とガス消費の有効な削減を実現できます。
しかし、この方法には2つの関連する懸念があります：
- 主チェーンの性能が不十分で、チェーン上で混雑が発生した場合、Layer 2とアカウントの決済には依然として高いガス料金と長い確認時間が必要になる可能性があります。
- Layer 2層では、チェーン上の他の資産やコントラクトとの相互作用が実行できない可能性があります。もし相互作用が可能であれば、依然としてチェーン上のリソースを何度も呼び出す必要があり、1の問題が発生します。
取引がパッケージ化されてブロックとしてチェーン上に保存される以外に、すべてのスマートコントラクトもチェーン上にアップロードされます。DeFiの常態は資産コントラクト、貸出、取引コントラクト間の相互呼び出しです。したがって、コントラクト間で呼び出しが発生する場合、それはチェーン上のリソースを占有することになります。
これは、1つ目：ガス料金の支払いプロセスは避けられないこと、2つ目：DeFiは豊富な組み合わせ性を必要とすることを示しています。
したがって、根本的な問題は、EthereumのPoWチェーンがもたらすガス問題を解決し、DeFi間の組み合わせ性を維持することにあります。これにより、答えがもたらされます：もしLayer 1層の性能が十分に速ければ、Layer 2を拡張する必要はありません。Layer 2に適さないビジネスであれば、できるだけLayer 1の拡張技術を使用するべきです。なぜなら、Layer 2はスマートコントラクトの組み合わせ性に影響を与えるからです。
StarkWareのLayer 2設計の例
しかし、ブル市場の熱い需要の中で、Layer 2は多くのプロジェクトが発展を求める選択肢です。たとえば、dYdXはStarkWareの技術を使用してStarkExシステムを構築し、永続的な契約取引に利用します。StarkWareの技術ロジックを見てみましょう。
StarkWareの目標は、Ethereumの下層にネットワークを構築することであり、そのネットワークはチェーン上の相互作用プロセスやLayer 2層の通信プロセスにRollupやゼロ知識証明を適用して安全性を保護します。しかし、このネットワーク内でさまざまなDeFiを適用する前提は、DeFiをStarkWareのネットワークにデプロイする必要があります。
StarkWareが将来形成するLayer 2ネットワーク構造
たとえば、dYdXはオーダーブック形式のDEXであり、Layer 2を適用する前は、dYdXのオーダーブックのマッチングはオフチェーンで行われ、決済データはチェーン上と相互に同期されます。このプロセスは高額なガス料金を生じますが、Layer 2を適用すると、StarkExシステムがLayer 2層で決済プロセスを完了し、このプロセスのガス消費を明らかに削減します。
しかし、これにはいくつかの関連する影響が伴います。たとえば、使用手順がやや複雑になる可能性があり、モバイル端末でのアプリケーションができない場合や、Layer 2の口座開設コストが発生する可能性があります。さらに、最大の問題は、dYdXが他のDeFiプロトコルと組み合わせてアプリケーションを開始したい場合、他のDeFiアプリケーションもこのネットワークにデプロイする必要があることです。
暗号通貨の本来の目的から見ると、これは普惠金融のアプローチではなく、その適用は最終的に上級ユーザーや専門ユーザーの領域になる可能性があります。
したがって、頻繁に取引を行う必要があるDeFiに対して、Layer 2がより速く動作できる一方で、他のDeFiはLayer 1の拡張ソリューションや性能の高いネットワークを使用する方が適しています。
たとえば、Compoundは他のパブリックチェーンに移行する可能性を示唆したことがあります。オーダーブック形式のDEXは大量の取引プロセスを必要とするため、Layer 2により適しています。一方、貸出、ステーブルコイン、AMMプールなどは、性能の良いネットワーク上で運用する方が最大の価値を発揮します。
DeFiの特性により適したLayer 1拡張の考え方
では、DeFiがどのようなLayer 1を必要とするかを確認するにはどうすればよいでしょうか？Radixはそのネットワーク設計において一定の考え方を示しています：
- コンセンサス問題による性能ボトルネックを解決する。
- 組み合わせ性を最大限に高める。
そのため、Radixは一部の独自のアプローチを採用しています。
前述の同型シャーディング、異型シャーディングの中で、分布されたシャードは一部のノードで構成されたチェーンです。これは、いくつかのノードを分割して1つのパーティションを形成し、そのパーティションが他のパーティションとは独立して存在し、タスクを処理することを理解できます。
たとえば、Ethereum 2.0では、元のシャーディングのロードマップに基づいて、初期に64のシャードを構築する可能性がありますが、これらのシャードは最終的に信号チェーンによって取引検証を完了します。シャード間の通信は「クロスリンク」と呼ばれ、あるシャードが他のシャードを検証する必要があるときにのみ、シャード間通信が行われます。シャードが存在するため、DApp開発者はEthereum上でDAppを開発する際に、主要な処理区として1つのシャードを選択する必要があります。
これは、DAppが他のシャードからデータを取得する必要がある場合に、いくつかの冗長なステップが発生することを意味します。PolkadotやCOSMOSで実現された構造も同様で、Polkadotのパラチェーンは異型シャーディング構造内のシャードであり、パラチェーン間の相互作用はリレーチェーンを介して行われますが、相互作用プロセスは複雑で、パラチェーン間で個別に定義する必要があります。COSMOSも同様です。
このようなシャーディングは、境界を定義する設計であり、各シャードチェーンは一定の孤島効果を形成し、自然にいくつかの後続の問題が発生します。
しかし、視点を変えることで新しい技術的アプローチが生まれる可能性があります。
たとえば、Radixはデータベースシャーディングの形式に基づいて新しいコンセンサスメカニズムを設計しました。これは、データベースシャーディングとコンセンサスの新しいシャーディング構造と理解できます。
Radixのシャーディングデプロイの示意図
このシャーディングは、上記で言及したようにいくつかのノードをシャードチェーンとして定義するのではなく、ネットワークに参加する計算リソースをすべて最初に異なるシャードに分割します。シャードはチェーンによって分割されるのではなく、ランダムなコマンドによってすでに決定されたシャード位置にランダムに割り当てられます。これらのコマンドによって分割されたシャードは、さらに大きなパーティションを形成します。
このように、事前にシャード位置を設定し、動的にコマンドを各位置に割り当ててシャードを形成する方法は、最終的な状態を確認するためにコンセンサスを通じて確認する必要があります。RadixのCerberusコンセンサスはこのプロセスを実行し、信号チェーンのゴーストアルゴリズムが最終的な決定性を実現するのと同様に、Cerberusコンセンサスは取引の順序を確定し、最終的なデータセットを検証者に渡します。
この方法の最良の点は、より大きな並行性を実現し、すべてのリソースを使用するように調整できることです。固定されたパーティションによる境界問題を回避できます。
次に、重要な問題は組み合わせ性です。
Ethereumと比較すると、チェーン上の組み合わせ性はスマートコントラクト間の相互作用です。たとえば、Compoundから借りたcTokenなどは、他のDeFiでマイニングやスワップに使用できます。これは、DeFiのコントラクトがCompoundコントラクトを呼び出してcTokenを確認する必要があることを示しています。このコントラクト間の呼び出しは組み合わせ性の表れです。
もし両者が同じネットワークまたはシャードにデプロイされていなければ、組み合わせることは非常に難しく、ゲートウェイの処理やマッピングされたスマートコントラクトの存在が必要になります。
この問題を解決するために、Radixの考え方は、スマートコントラクトのプログラミングの複雑性を減らすことです。なぜなら、スマートコントラクト内では必ずアカウントの帳簿が記録され、最終結果を出力する必要があるからです。しかし、Layer 1で実現すれば、スマートコントラクトをより小さな単位の実行プロセスに置き換えることができます。Radixはこの実行単位を「コンポーネント」と呼び、これらのコンポーネントの機能を事前に定義しています。これにより、複数のコンポーネントを組み合わせても迅速にDeFiの業務を実行できます。
たとえば、あるスマートコントラクトが送金の場合、このスマートコントラクトは2つのアカウントを編集する必要があります。つまり、小さな総帳簿を形成し、送金者のアカウントを減少させ、受取人のアカウントを増加させます。しかし、Radixのコンポーネント設計を使用すれば、コンポーネントを「aの送金トークンはbに属する」とするだけで済み、実行が非常に迅速で、追加の証明が不要です。
これにより、十分な組み合わせの可能性が実現されます。
Radixのコンポーネントの例
公式技術文書によると、現在Radix財団が構築したコンポーネントにはDeFiアプリケーションのいくつかの標準機能が含まれます。これには（図のように）：資産（代替可能または非代替可能トークン）、アカウント（マルチシグ制御を含む）、流動性プール、交換システム、購入可能な資産、データオラクルなどが含まれます。
これらのコンポーネントはすぐにインスタンス化でき、たとえばAPI呼び出しを通じてカスタムトークンの供給を作成したり、さまざまな方法でモジュール化してより複雑な機能を作成したりできます。
新しいネットワークでDeFiアプリケーションを期待できるか？
Compoundが新しいパブリックチェーンを検討していることを示唆したように、現在非常に人気のあるDeFiにとって、新しいネットワークを選択することは挑戦です。
別のパブリックチェーンへの移行の可否は、性能の考慮だけでなく、そのチェーンがEthereumやBitcoinなどのネットワークの資産と互換性があるか、チェーン上の基礎通貨の価値にも大きく関係しています。
したがって、現時点ではDeFiがEthereumから逃れることはできませんが、新しい試みが登場することは少なくありません。2月11日のニュースによると、Chainlink、Aave、mStable、Messari、Radixは新しいDeFiアライアンスGoodFiを共同で立ち上げることを発表しました。このアライアンスは、DeFi業界の教育、研究、実践の発展を促進することを目的としています。これにより、希望が見えてきました。
コストが低く、体験が良いDeFiの早期実現を期待しています。
