「すべての道はローマに通ず」 — — 信頼不要のトラフィックネットワークを構築する

出典：kokii.eth X アカウント

著者: kokii.eth

編纂：Summer Ventures

こうしたインターネット時代の生活を想像してみてください：シンガポールとアメリカの友人とのコミュニケーションには異なるネットワークプロトコルを処理する必要があり、韓国とイギリスのプレイヤーはオンラインゲームのチーム競技中に深刻な遅延に直面し、ブラジルから香港への送金には何度も通貨を交換する必要がある --- --- これは悪夢のような体験です。幸運なことに、今の私たちはこれらの困難を克服する必要はありません：TCP/IPなどの通信プロトコルのおかげで、Facebookのユーザーはいつでも共有し、ネットユーザーとインタラクションを持ち、毎日数十億回の「いいね」を生み出しています；UDPデータ交換の低遅延プロトコルのおかげで、『リーグ・オブ・レジェンド』は毎日数十億回の指示と状態同期リクエストを処理できます；SWIFTなどの銀行間プロトコルのおかげで、マスターカードやアリペイなどの決済機関の日々の取引数は10億回を超え、ユーザーはシンプルなモバイルアプリを通じてワンクリックで完了できます；クラウドサービスプロトコルのおかげで、ChatGPTは毎日1000万回以上のタスクを処理することができます。

アプリケーションシーンはインターネットの発展の原動力です。需要と痛点があるからこそ、よりシンプルで使いやすいインターフェースと機能を構築し、背後にある複雑な技術や異なるプロトコルの統合を隠す必要があります。ユーザーがソーシャル、支払い、ゲーム、さらには他の金融シーンなどの高頻度シーンでアプリケーションを使用する際、基盤となるインフラストラクチャを考慮する必要はありません。これが「プロトコルの抽象化」であり、その本質は異なる地域、エコシステム、インフラ間のユーザー端の相互接続を実現し、高効率のトラフィックネットワークを構築することです。

Web3は現在、統一されたネットワークプロトコルがなく、あるいは相互接続されたトラフィックネットワークがない未開の時代にあります。エコシステムは大規模なアプリケーションの進展を推進する中で、「プロトコルの抽象化」を実現し、ユーザーにスムーズな体験を提供し、アプリケーションに高効率の流動性を提供する必要があります。インターネットのトラフィックプールがユーザーから来るとすれば、Web3のトラフィックネットワークは資産、データ、プロトコルに基づいています。

Web3の現状：「断絶」したネットワーク

インターネットと比較して、Web3の技術スタックは避けられないほど分散化と複雑化に向かっています：ネットワーク、Rollup、サイドチェーン、アプリケーションチェーンなどは、初期の「百家争鳴」の輝きを経て、「此消彼長」の状況に直面しています。根本的な原因は、ブロックチェーン技術がまだ相対的に初期段階にあり、統一された技術基準とトラフィックインフラが欠けていることです。新しいブロックチェーンプロジェクトが次々と登場し、新しいアプリケーションシーンや技術の可能性を探求していますが、各アプリケーションには独自の設計理念とビジネス考慮があり、次第に主要プロジェクトはトラフィックに依存し、自らインフラを構築する傾向が強まっています。

この分散化と多様化は複雑性の繁栄をもたらし、ブロックチェーンの非中央集権の本質を反映していますが、ユーザー、開発者、流動性がますます断絶しています --- ---

ユーザーの取引は異なるチェーンやミドルウェアと相互作用する必要があり、使用のハードルが高いだけでなく、資産の安全性のリスクにも直面しています：

• 入門のハードル：簡単な相互作用を行うために、公的チェーンプロトコルと対応するウォレットを選択する必要があり、資産がクロスチェーンされる際には、まず目標チェーンの取引手数料（Gas Fee）を取得する必要があります；
• 取引の摩擦：複数のウォレット、アドレス、チェーンの秘密鍵と資産を手動で管理する必要があります；
• 安全上のリスク：各取引は複数回の署名承認が必要で、フィッシング攻撃やプロトコルの故障などのリスクに常に直面し、資産自体は従来の銀行ネットワークのような保障を受けられません。

開発者にとっては、エコシステムの選択を優先的に考慮する必要があり、製品設計やユーザー体験に集中できません：

• エコシステムの選択：プロトコルコード、開発者ツール、コミュニティの活発度など、複数の方向で権限の取捨選択；
• 流動性の選択：ユーザーと流動性が異なるエコシステムに分散していますが、異なるエコシステムにデプロイするとチームの集中度が分散し、流動性の断絶や資金利用率の低下などの問題が生じます；
• 製品の孤立：製品は他の製品と有機的に組み合わせたり、スムーズに切り替えたりすることができません。

現在のWeb3の世界は、ユーザーにとっては漏斗のようで、各段階の障害で離脱が発生します。余分な操作手順や予備知識の要求は、潜在的なユーザーや開発者を次々と排除しています。基盤インフラの構築は急速に進んでいますが、ユーザー体験やアプリケーションレベルの進展は厳しい状況です。最終的に、少数のアプリケーションだけがこの高い相互作用と開発のハードルを克服でき、ほとんどの活発なアプリケーションは主要な非中央集権金融シーンに集中しています。

アプリケーション駆動のインフラストラクチャのアップグレード：技術の抽象化

Web2の初期のユーザーも複雑な基盤技術に直面せざるを得ませんでしたが、技術の進歩に伴い、抽象化（Abstraction）によりユーザーはフロントエンドのインターフェースと相互作用にのみ集中できるようになりました。抽象化はモジュールをカプセル化し、ユーザーや開発者が散乱したモジュールに直面して混乱することを防ぎます。

この抽象化により、アプリケーションは爆発的な成長の条件を得ました --- --- 開発者は製品設計とユーザー体験に集中でき、ユーザーはアプリケーションを障害なく使用できます；最も重要なのは、任意のアプリケーションとユーザーが同時に全ネットワークのエコシステム相互作用とトラフィックネットワークを享受できることです。ユーザーは迅速にネットワーク接続を実現し、グラフィカルインターフェースを通じてタスクを完了し、アドレスバーにURLを入力するだけでウェブページを閲覧し、統一された認証を通じて任意のアプリケーションにログインできます；アプリケーション開発者はビジネスロジックに集中し、基盤となるブラウザの互換性やDOM操作を気にする必要がなく、クラウド仮想サーバーはすべてのアプリケーションの基盤インフラ（ストレージ、計算などを含む）を完全に接続しました。ブロックチェーン基盤のインフラストラクチャとアプリケーション体験レベルの抽象化作業はまだ始まったばかりですが、Web3はWeb2の成熟した抽象フレームワークの一部を再利用でき、その発展速度はWeb2時代を超える可能性があります。

私たちは、Web3の真の大規模アプリケーションを実現するためには、インターネットのようにスーパーアプリケーションと多様なユーザーシーンのためのインフラストラクチャと革新技術を構築する必要があると考えています。私たちはすでに、多くの公的チェーンインフラの台頭と繁栄が、ユーザー側でのいくつかの「スーパーアプリケーション」によって推進されていることを観察しています。例えば、Binance / Trust Wallet --- BSC、Coinbase --- Base、OKX / OK Wallet --- X Layer、Telegram --- TON、Metamask --- Linea、Tether --- Tron、Axie Infinity --- Roninなどです。**

チェーンの抽象化：ブロックチェーンの複雑性を隠す

チェーンの抽象化は、ブロックチェーン技術の複雑性を遮断し、ユーザーにシンプルで使いやすいフロントエンドインターフェースを提供することを目的としています。その最終目標は、モジュールを組み合わせる形で統合し、シームレスな開発者とユーザー体験を構築することです。これにより、エンドユーザーは障害なくWeb3アプリケーションを閲覧し、使用できるようになり、使用するチェーン、クロスチェーン操作、Gasの支払いなどの煩雑な詳細を気にする必要がなくなります。

チェーンの抽象化は特定の技術ではなく、デザイン理念であり、ユーザーとブロックチェーンの相互作用の異なる側面をカバーするためにさまざまな解決策を組み合わせる必要があります。 アクセス層（Access Layer）はユーザーとブロックチェーンの相互作用のフロントエンドインターフェースであり、直感的で使いやすいユーザーインターフェース（UI）とユーザー体験（UX）を提供し、ユーザーが複数のチェーンとインタラクションできるようにします。インターフェース層（Interface Layer）は、ユーザーが実際にチェーン上に構築されたアプリケーションと接続するレイヤーであり、安全で信頼性のあるアクセス経路を提供します。機能層（Functional Layer）は、非中央集権アプリケーション（Dapp）とブロックチェーンを接続し、Web3におけるプロトコル、ユーザー、資産、流動性の相互運用性（Interoperability）を実現するための鍵となります。

多チェーンの発展は避けられないようであり、多チェーン通信は機能層のチェーン抽象化の鍵です。初期のクロスチェーンブリッジはクロスチェーントークンの移転を実現できましたが、ユーザーにとっては煩雑で、資産移転のニーズしか満たせませんでした。チェーン間でメッセージを伝達する能力は、クロスチェーンDappを構築するために不可欠であり、より複雑なユースケースを実現し、クロスチェーンガバナンス、トークン資産の相互作用、契約呼び出し、ユーザー体験を促進します。現在、100以上のブリッジがさまざまな同型または異型のチェーンを接続しており、その根源は相互運用性の三難困難にあります：

• 信頼不要：基盤となるブロックチェーンの安全性に等しい；
• 拡張性：任意の種類の資産や任意のブロックチェーンをサポートする能力；
• 汎用性：任意のクロスチェーンデータを伝送できること。

速度、コスト、安全性のトレードオフに基づいて、さまざまなアーキテクチャ、特性、検証方法を持つクロスチェーン通信プロトコルの設計が存在します。多チェーン通信の核心は、どのような信頼仮定に基づいているか、目標チェーンが原チェーンの情報（例えば、必要な取引が完了したこと）をどのように検証するかにあります。検証メカニズムは「誰」が取引を確認するかに要約できます：

1. 中央集権モデル（Centralization）：中央集権的な外部検証者に依存して検証を行い、通常はマルチシグネチャを使用して実現します。

• 信頼仮定：実体はその評判を気にするため、不誠実にはならない；
• 例：中央集権取引所、クロスチェーンブリッジ（例えば、Wormholeはわずか19の検証者）など。

1. プルーフ・オブ・ステーク経済モデル（Proof of Stake Economics）：同様にマルチシグネチャを実現しますが、ステークされた資産による保障措置が追加されます。

• 信頼仮定：実体が評判を気にすることに加え、ステーク者の担保を削減/没収することで悪事のコストを高める；
• 例：PoSにはさまざまな設計があり、Cosmosに基づいてL1を構築してスマートコントラクト機能を実現するもの（Axelar、Zetachain）、再ステークされたETHによる保障を提供するもの（Omni Network）などがあります。

1. ゲーム理論モデル（Multiparites under Game Theory）：同様にPoSの保障措置を追加するだけでなく、検証プロセスを2つ（またはそれ以上）の独立した実体によって完了する2つ（またはそれ以上）の独立した作業に分解し、実体間の調整を抑制することで安全性を確保します。

• 信頼仮定：外部実体がその評判と経済的動機を気にすることに加え、異なる実体が独立して運営され、互いに共謀しないこと；
• 例：クロスチェーンメッセージの伝達と検証を異なる役割に委ねるもの（例えば、Layerzero（Oracle + Relayer）やConnext（楽観的検証、Watchersによる通報メカニズムの導入））。

4. 数学的証明モデル（Math Proof）：シンプルな数学的証明を利用して目標チェーン上で検証を行います。

• 信頼仮定：暗号学的証明に依存し、目標チェーンと原チェーン自体の安全性に依存；
• 例：ハッシュタイムロック（BTCライトニングネットワーク）、軽ノード検証（Cosmos IBC）、ZK-Rollupブリッジなど。

安全性はユーザー体験の基盤ですが、通常は拡張性と汎用性のために犠牲にされます。 理論的には、数学的検証にのみ依存して高度な安全性を実現したいと考えていますが、この種のクロスチェーン通信プロトコルは大規模に展開するのが難しいです。しかし、頻発するハッカー事件は再び安全性の重要性を証明しています。開発者は基盤アーキテクチャで安全保障を提供し、速度、コスト、エコシステムの断絶などの問題を解決する努力をすべきであり、単純にリスクをユーザーに転嫁するべきではありません。

基盤層（Fundamental Layer）は最下層でブロックチェーン技術を提供し、主に安定性、安全性、コスト、速度を最適化するためのブロックチェーンアーキテクチャの設計に関わります。エンジニアの不断の努力により、現在の単一チェーンの性能はかなり実用的なレベルに達していると考えられ、いくつかの解決策はブロック構築の観点から多チェーンをリンクしようとしています。この層の抽象化の核心は拡張性であり、この層で構築される方向性には以下が含まれます：

• 共有シーケンサー（shared sequencer）：各L1/Rollupは自分のシーケンサーを維持する必要があり、取引を収集し、パッケージ化し、コンセンサスを達成/メインチェーンに提出します。共有シーケンサーアーキテクチャでは、複数のチェーンが一組のシーケンサーを共有し、相互運用性をサポートします。異種チェーンのコンセンサスメカニズムにより、ブロック構造の差異が大きいため、現在の共有シーケンサーはEthereum Rollup（Espresso）にサービスを集中させています；RomeはSolanaを共有シーケンサーの実行層として利用し、SolanaとEthereum Rollupのクロスチェーン流動性を実現します。
• 集約証明：L1上でRollupクロスチェーンブリッジコントラクトを統一し、集約層で異なるRollupのブロック構築依存関係グラフを作成し、ゼロ知識証明を通じてすべてのチェーンのクロスチェーン情報を集約し、原子的な相互運用性を実現します。Polygon AggLayerは、Polygon CDKを使用して構築されたL2に提供されるクロスチェーンインフラストラクチャで、すべての接続されたRollupからのZK証明を集約し、Ethereumメインネットにアップロードします。

異なるプロジェクトチームの目標は一致しており、ユーザーにシンプルで直感的な方法で多チェーンアプリケーションを管理することを提供することですが、彼らの重点や実現経路には顕著な違いがあります。これは、それぞれの独自の技術的課題、機能要件、コスト利益のトレードオフ、そして市場考慮に起因しています。

ユーザーはしばしば彼らのニーズを率直に表現します。例えば「より速い馬」を要求しますが、彼らの本当のニーズは「目的地により早く到達すること」です。自動車の登場はこのニーズを解決しましたが、その成功は産業革命、インフラストラクチャの構築、法的環境の共同推進によるものです。したがって、真に問題を解決するソリューションは第一原理から出発し、最下層の最適化に重点を置き、さまざまな支援と努力を統合して上に積み上げる必要があります。

したがって、私たちはチェーン抽象化のスタック設計が以下の要点に従う必要があると考えています：

1. 安全性を最優先にする：安全性を犠牲にして設計されたすべてのソリューションは一時的なものであり、大規模かつ大規模なチェーン上のアプリケーションを実現することはできません。 非中央集権はブロックチェーンプロトコルの安全性において最も重要な考慮事項です；
2. スタックは下から上に基盤層から出発するべき：上層のスタックは下層スタックの設計に依存し、過渡的なソリューションは基盤インフラのイテレーションとともに置き換えられます；
3. 同一層の技術スタックの集約：基盤インフラは継続的にイテレーションされるため、異なる層（例えばウォレット、流動性、クロスチェーン通信プロトコル）はさらに集約され、シンプルなソリューションを提供する必要があります。

チェーン抽象化に基づく流動性ネットワーク：Cycle Network

上記の要点に基づいて、Cycle NetworkはZK-Rollup技術を使用して安全な基盤通信インフラを構築し、全チェーン台帳のシームレスな統合体験を実現し、安全性を犠牲にすることなく汎用性と拡張性を大幅に保証します。Cycleという名前は、インフラストラクチャの発展の周期的なプロセスを意味し、最終的には抽象化と統合に向かいます。アプリケーション開発は再び中心的な役割を果たすことになります。Cycleはこのプロセスを加速させ、開発者とユーザーに新しい全チェーン台帳のパラダイムを定義し、彼らが現在直面している多チェーンの断絶から解放します。

未来のユーザーは、1つのアカウント内（あるいはより具体的には、特定のチェーン上の1つのウォレットアドレス）で全ての資産を管理でき、任意の主流資産を使用して基盤のチェーンのガス料金を支払うことができ、異なるチェーンのアプリケーションとインタラクションし、Web2と同じようなスムーズな体験を享受できると想像してください。

開発者はCycleが提供するSDKを基に上層に抽象化を拡張し、全チェーンに基づくさまざまなアプリケーションを開発できます。複数のチェーン上でコントラクトを個別にデプロイすることなく、アプリケーション内の資産を多チェーンで流通させ、異なるチェーンのユーザーにサービスを提供することができます。

技術アーキテクチャ

極限の安全性と信頼不要性を追求するために、Cycleのクロスチェーン通信の本質は、すべての接続チェーンのZK-Rollupとして自らをデプロイすることです。ZK-Rollupブリッジは信頼不要の双方向検証であり、Cycleはこの特性をEthereumからすべての外部ネットワークに拡張し、シーケンサーを集約して多チェーンの状態をCycleの状態に固定し、分散システムにおける状態同期の問題を簡素化し、すべてのブロックチェーンに非中央集権的なスーパー台帳と流動性センターを構築します。

Cycle Networkの全体アーキテクチャは主に3つのコンポーネントで構成されています：

1. Cycle LayerはCycleのコア層であり、Security LayerとExtend LayerのZK-Rollupとして統一された多チェーン状態管理を提供します。コアモジュールには以下が含まれます：

• Verifiable Aggregate SequencerはCycle取引パッケージのコアモジュールであり、Ethereum上にデプロイされたOmni State Channel Indexer（OSCI）に依存してすべての取引をパッケージ化します；
• Omni-LedgerはCycle上のグローバル台帳であり、Cycle Network上のすべての取引状態を保存し、クロスチェーン取引とCycle Layerの内部取引を含みます；

2. Extend LayerはEthereum以外の他のブロックチェーンを接続し、すべてのL2および他の異種L1（Solana、TON、Bitcoinなど）を含みます。コアモジュールには以下が含まれます：

• ブリッジコントラクトはRollupコントラクト内の原始チェーン資産をロックするために使用されます；
• ZK VerifierはCycleが生成したZK証明を検証し、Rollup状態の合法性を証明します；
• Extend DAはデータの可用性を提供し、データの不変性と安全性を確保します。

3. Security Layerは取引状態の安全性を確保するブロックチェーン層であり、プログラム可能なネットワークの中で最も安全性の高いEthereumを選択します。コアモジュールには以下が含まれます：

• Omni State Channel Indexer（OSCI）は分散型の多チェーンインデクサーであり、シーケンサーが多チェーンのRollinとRolloutトランザクションのルールを記録します；
• Security Layerは特別なExtend Layerとしても機能し、ブリッジコントラクト、ZK Verifier、DAモジュールを持っています。

クロスチェーン通信

Rollinの本質はCycleがブリッジコントラクトを通じて接続されたチェーンの状態更新を読み取り、固定することです：

• ユーザーがL1/LEでRollin取引を開始し、L1/LEにデプロイされたブリッジコントラクトがトランザクションを実行し、原チェーンとCycle間のすべてのクロスチェーントランザクションのMerkleツリーのルートを更新し、関連イベントを発出します；
• Cycleは発出されたイベントを受信し記録し、次のバッチが生成されるとブリッジコントラクト内のMerkleツリーを更新し、Rollin取引がCycle上で確認されます。

Rolloutの本質は接続されたチェーンがCycleが提出したZK Proofを検証することでCycleの状態更新を読み取ることです：

• ユーザーがCycleでRollout取引を開始し、Cycleは取引をパッケージ化してL1/LEにデータ可用性（DA）を提供し、取引を実行してZK Proofを生成し、L1/LEのブリッジコントラクトに検証を提出します；
• ユーザーはL1/LEでブリッジコントラクトに確認取引を送信し、RolloutメタデータとMerkel証明を含みます。

以下のケースは、RollinとRolloutインターフェースの使用方法を示しています。ArbitrumからのAliceがCycleを通じてOptimismのBobに2Uを送金し、彼らの全チェーンアカウントの状態変化は右上隅に示されています：

• 初期状態では、AliceはArbitrumで5Uを保有し、BobはOptimismで4Uを保有し、それぞれCycleにRollinします；
• Cycleがブリッジコントラクトの状態更新を確認した後、AliceとBobは多チェーン間で自由に資産を移動し管理でき、AliceはBobに2Uを移転します；
• BobはCycle上の3UをRolloutしてOptimismに戻し、この取引が検証されるとOptimismで資産を引き出すことができます。

パフォーマンスの利点

安全な全チェーン状態の同期を実現することにより、Cycle Networkが提供するSDKとAPIを基に、開発者はそのアプリケーションをクロスチェーン機能と簡単に統合でき、多チェーン、多アプリケーションチェーンのトレンドの中で、アプリケーション設計の最大の柔軟性を保持しつつ、多チェーンの流動性とアプリケーションの相互作用を統合できます。

• 安全性：Cycleは最下層のブロック構築から切り込み、数学的証明を使用して目標チェーン上でクロスチェーン通信を検証し、最終的にEthereumで検証し、信頼できる第三者に依存しません；
• 拡張性：Cycleは任意のLayer1ブロックチェーンのRollupになることができます；
• プログラム可能性：Cycle自体はチューリング完全なRollupであり、開発者は直接全チェーンDappをデプロイできます；
• 低遅延：ZK-Rollupに基づいて構築され、即時の最終性を保証し、クロスチェーン通信の速度とユーザー体験を向上させます；
• 高資本効率：包装や予備流動性プールが不要で、リアルタイムでの焼却と鋳造を行い、資本効率を向上させます。

最終目標

Cycleはアプリケーション開発者にRollinとRolloutインターフェースを含むCore SDKを提供します。Core SDKに基づいて、CycleはLiquid Faucetなどのアプリケーション専用SDKも開発しました。DappはこれらのSDKを統合することで、Cycleに接続されたすべてのチェーンの流動性とユーザーにアクセスできます。

Cycle Networkを基盤層として、チェーン抽象化のコンポーネントを上に積み上げることができます：

• 全チェーンアカウント：Cycleはすでに全チェーン収益プロトコルPiggy Bankを成功裏にデプロイしており、ユーザーは任意のネットワーク上で全チェーン資産（例えばPiggyBox）を作成し、相互作用し、多チェーン資産の集約、生成、購入、Gas手数料の支払いなどの操作を実現できます；
• 流動性集約：Cycleは任意のターゲットチェーンでネイティブトークンの発行を行うことができます。DappはCycle上で迅速にデプロイでき、全チェーンの流動性にアクセスし、市場の深さを向上させ、取引機会を増やし、取引コストを削減します。流動性提供者はその流動性をCycleの統一流動性プールに統合し、すべてのチェーンにシームレスに分配します。
• 多チェーンゲーム/投資取引： TapUPはCycleを基に開発されたTelegram上のGameFiで、ゲーム化された方法で全チェーンのDeFiボットを構築し、ユーザーはゲーム内で異なるチェーンの資産を取引でき、将来的には異なる原チェーンでTONや他のエコシステムのゲーム資産取引に参加できます；
• その他のアプリケーション：全チェーンデータが必要なシーンに対してCycleはすべてサポートできます。**

Cycle Networkの最終目標は、資産の安全性、プロトコルの安全性、ガバナンスの安全性を確保しながら、すべての公的チェーンインフラとアプリケーションの信頼不要な流動性インフラストラクチャとなり、Web3エコシステムにおける10億人以上のユーザーのマスアダプションを実現することです。