共有シーケンスとロールアップメタレイヤーを通じたモジュール式ブロックチェーンの相互運用性の構造最適化 @EspressoSys、@Calderaxyz、@commonwarexyz モジュール式ブロックチェーン構造は、実行、データ可用性、合意、決済機能を分離することでスケーラビリティと柔軟性を確保する手段として確立されましたが、同時にシステム的な相互運用性の問題も明らかになっています。各ロールアップが独立してトランザクションを処理し状態を維持する構造では、複数のロールアップを単一の原子実行ユニットとして処理するのは構造的に困難であり、たとえチェーン間でデータを転送することが可能であってもです。いくつかの研究や実装ケースで、これらの問題は単純なメッセージ配信やブリッジ技術の限界に起因し、取引処理の順序を保証できないことが根本的に原因であることが確認されています。 従来のブリッジベースの相互運用性は、チェーン間のメッセージ伝達の役割に焦点を当てており、これはデータ移動には効果的ですが、実行の並行性や一貫性を保証するものではありません。異なるロールアップがそれぞれのシーケンサーを通じてトランザクションを注文している限り、同じイベントに対して異なる処理順序が生じることがあり、それがクロスロールアップ実行における競争や非決定性を生みます。この文脈で、相互運用性の重要な制約はメッセージ配信ではなく順序であることが明らかになり、共有シーケンスが解決のアプローチとして登場しました。 共有シーケンスとは、複数のロールアップが単一のソートレイヤーを通じてトランザクションの順序を共同で確認する構造のことであり、Espressoシステムは分散型コンセンサスメカニズムを通じてこれを実装しています。EspressoのHotShotコンセンサスは、参加するロールアップ間で一貫したグローバル取引順序を提供し、複数のロールアップにまたがるトランザクションの束を同じ順序で実行できるようにします。このアライメント保証は個々のロールアップの実行ロジックとは独立して提供されるため、実行環境の多様性を維持しつつ原子実行を可能にすることが特徴です。さらに、Tiramisuプロトコルを通じて、取引ソート過程で発生する経済的価値の抽出をオープンかつルールベースに扱うことで、注文操作による不公平さを緩和する構造を持っています。 共有シーケンスによるソート層に加え、ロールアップ間の協力を実際の運用レベルにまで引き上げるために、追加の調整層が必要です。Calderaのメタレイヤーは、この役割を果たすオーケストレーションインフラストラクチャとして機能し、個々のロールアップの自律性を維持しつつ、共通のインターフェースと運用手順を提供します。Metalayerは共有シーケンサーと標準化されたクロスロールアップ呼び出しメソッドを用いた意図ベースのブリッジをサポートし、各ロールアップが個別のカスタムブリッジを構築せずに相互作用できるようにします。また、ロールアップの展開、設定、アップグレードプロセス中に共通インフラを調整することで、運用の複雑さを軽減する役割も果たします。 この高次の調整構造は、下位レベルで使われる技術的要素が一定の一貫性を持つことでより効果的に機能します。現時点でCommonwareはフレームワークというよりもプリミティブ中心のアプローチを取り、コンセンサス、ネットワーク、ストレージ、実行に関連する重要なコンポーネントを再利用可能なソフトウェアライブラリの形で提供しています。例えば、BLSベースの暗号化やバッファ付き署名構造、標準化されたP2Pネットワークコンポーネント、Merkle Mountain Rangeを利用するステート構造を含むコンセンサスモジュールは、異なるチェーンやロールアップ間で同様に利用できます。これらのコンポーネントは特定のチェーンに縛られておらず、実際、NobleのEVMベースのレイヤー1変換ケースでも、個々のプリミティブを組み合わせることでサブセカンドレベルの決定論とオープンスマートコントラクト環境が実装されています。 共有シーケンス、ロールアップメタレイヤー、モジュラープリミティブを組み合わせた構造では、相互運用性の最適化は異なる方法で行われます。トランザクションはまず共有シーケンサーを通じてグローバル順序で最終決定され、その後メタレイヤーが提供する標準インターフェースを通じて各ロールアップに渡され、共通のプリミティブに基づく実行環境で一貫して処理されます。このプロセスでは、別途ブリッジロジックや状態同期装置は不要であり、相互運用性はアドオンではなく基本的な実行特性として機能します。しかし、この構造には物理的なネットワーク遅延や層間調整コストなどの制約があり、また特定のコンポーネントでの障害や障害が複数のロールアップに同時に影響を及ぼすことも観察されています。 このスタック全体で、信頼とガバナンスはレイヤーごとに分散されています。共有シーケンス層では、分散型のバリデーターとスラッシング機構による行動検証が重要であり、メタレイヤーではインターフェースの変更やアップグレード手順に関する合意が必要です。プリミティブ層では、個々のコンポーネントのセキュリティおよび監査品質が重要な役割を果たし、モジュールユニットの交換が可能なためエラーの影響範囲は比較的限定的です。これらの構造は従来の単一鎖モデルとは異なる破壊形態を持ち、成分ごとの置換および回復手順の両方を考慮するよう進化してきました。 共有シーケンス、ロールアップメタレイヤー、再利用可能なモジュラープリミティブを合わせると、モジュラーブロックチェーン環境における整合性と調整の問題として相互運用性を再定義しました。このアプローチはデータ転送中心の相互作用から離れ、実行シーケンスと状態遷移の構造的整合に焦点を当て、ロールアップ間の相互作用をよりシンプルかつ検証可能にします。この構造はこれまでの公開された技術文書や実装例によって確認されており、その動作原理と有効性はモジュール式ブロックチェーンエコシステムにおける相互運用性の確立された方向性として確認されています。