Nuffle: イーサリアムのファイナリティ・アズ・ア・サービス・レイヤー

上級1/7/2025, 7:06:00 AM
この記事では、EigenLayerの再ステークETHとNEAR DAを使用した高速なクロスロールアップステート検証プロトコルであるNFFLについて探求しています。これにより、高速な確定性を持つ安全で効率的かつスケーラブルなクロスチェーンアプリケーションが可能となります。

イントロダクション

振り返ると、ロールアップはイーサリアムや分散技術全体の決定的なスケーリングソリューションとして登場しました。イーサリアムのDencunアップグレードから9ヶ月後、ロールアップのデータ可用性スケーリングを目指した結果、取引スループットは超過しました1秒あたり200件の取引年初からの5倍増を示す。2つの主要なロールアップ、ArbitrumとOP Mainnetは、ステージ1の分散化を達成しています。いくつかの有名な代替レイヤー1ネットワークを超える2025年には、ステージ2の分散化を目指した追加のロールアップを含め、分散化指標でのゲート.ioの進展がありました。ゼロ知識証明技術は進歩し、イーサリアム相当のトランザクションのサブセントコストでの検証、現代のEthereumブロックチェーン上で数千の標準ユーザートランザクションの効率的な検証のための経路を確立すること。

しかしながら、この進歩には新たな課題も存在します。複数のチームがEthereum上で独自のブロックチェーンを開発していますが、それらの間には限定的な相互運用性があります。この制約は主にロールアップの頻繁な最終化がないことに起因しており、クロスチェーンの意味のあるコミュニケーションが妨げられています。さらに、現在エコシステムの活動量と総額が多数派であるオプティミスティックロールアップは、共有ブリッジの外での直接通信を阻む技術的制約に直面しており、ArbitrumやBaseなどの主要ネットワーク間の相互運用性に大きな障壁を生じさせています。コミュニティは、意図ベースのブリッジングやアトミックスワップから包括的なチェーン抽象化まで、さまざまな解決策を提案しています。それらの解決策には異なる点がありますが、共通の要件があります: ロールアップ間の安全な状態検証を可能にする信頼性のある真実の情報源—それが迅速かつ費用対効果に優れているプロトコルです。

主要なソリューションの中で、楽観的なオラクル(Across)、専門のオペレーターコンセンサス(LayerZeroを介したStargate)、または中央集権化されたシーケンサーの信頼(Polymer Hub)に依存することが一般的ですが、Nuffle LabsのFast Finality Layer(NFFL)は、効率性、セキュリティ、Ethereumの整合性の間に魅力的なバランスを提供しています。この論文では、NFFLのイノベーティブなアプローチであるEigenLayerの再ステーキングメカニズムとNEAR DAを介したクロスロールアップの状態の検証を実現する方法、そのアーキテクチャの設計と開発のロードマップ、およびエコシステムへの潜在的な応用とその影響について検討します。

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NFFLが取り組む課題を理解するために、ロールアップの基本アーキテクチャ、目標、および固有の制約事項を調査してみましょう。

ロールアップ 101

ロールアップはブロックチェーンですトランザクションの順序付け、データの利用可能性、そしてコンセンサスに別の独立したブロックチェーンを利用し、一方でトランザクションを親ブロックチェーンによって外部で実行する方法を使用するもの。多くの定義が親チェーンをレイヤー1(L1)とロールアップをレイヤー2(L2)と呼ぶが、一部のフレームワークではL2がデータの利用可能性のためにL1を使用することを要求しない。この論文では、ロールアップ全般ではなく、特にロールアップに焦点を当てている。

この区別の例 - すべてのロールアップはL2ですが、すべてのL2が必ずしもロールアップではありません。出典: blog.thirdweb.com

もちろん、私たちの場合、親L1はEthereumブロックチェーンです。ロールアップとそのコア機能(後で詳しく述べます)に対して共有する責任があります。ロールアップがコア機能である取引の順序付け、データの利用可能性、およびコンセンサスをどのように活用しているかを分析しましょう。

取引順序付け

ロールアップには、L1ネットワークを介してトランザクションの含まれる順序を管理するためのシーケンサと呼ばれるエンティティが組み込まれています。シーケンサは従来のブロックチェーンにおけるブロックプロデューサーと同様の機能を持っています。具体的には、シーケンサはユーザーからの着信トランザクションを順次受け入れ、それらをバッチ(L1ブロックに類似)に集約し、定期的にこれらのバッチをL1上の指定されたスマートコントラクトに公開します。

L1上のスマートコントラクトは、すべての公開トランザクションとその順序の信頼できる記録を維持します。Rollupノードは、新しいブロックとトランザクション情報を取得するために、このコントラクトを監視する必要があります。L1ブロックにバッチが含まれ、L1のコンセンサスによってそのブロックが確定すると、そのバッチ内のすべてのトランザクションの含まれる順序は、L1のセキュリティプロパティによって保証されます。

ある程度、シーケンサーはロールアップの「スターター」であり、実際に新しいトランザクションをネットワークに受け入れるのを助け、状態を前に進めることを容易にします。一部のロールアップは分散型のシーケンスを実装しており、それはリスクを軽減する専門化されたエンティティのローテーションセットを使用して、それ以外は中央集権化されたシーケンサーのダウンタイムのリスクを減らします。また、ベースとなるシーケンスでは、L1へのバッチの公開前に信頼のソースとしてシーケンサーを使用せず、誰でもシーケンサーになることができますが、そのバッチはL1に公開されるときにのみノードによって使用されます。これにより、公開のダウンタイムのリスクがほとんどなくなり、取引の取り込みが遅くなるコストが発生します(最良のケースではL1のブロックごとに12秒)。

ただし、シーケンサーは、自分自身のバッチの実行後でさえ、ロールアップの新しい状態を決定しません。したがって、シーケンサーはロールアップを「開始」しますが、それが必ずしも「実行」するわけではありません。なぜなら、彼らの行動が直接悪意のある状態遷移につながることはありません。

エンジンスターター。エンジンを動かさなくても、なければエンジンも動作しません。ロールアップをエンジン、シーケンサーをスターターと考えてください。

データの利用可能性

ただし、一部のトランザクションの順序に関する情報だけでは、ロールアップのノードには十分ではありません。なぜなら、それらのトランザクション自体を持っていないからです。これらのトランザクションを実行して、ロールアップのブロックチェーンでその結果を決定するために、ノードはバッチ内のすべてのトランザクションに完全かつ制限のないアクセス権を持たなければなりません。

したがって、ロールアップシーケンサーは、ロールアップのスマートコントラクトが検証できるように、包括的な取引データをL1に公開しなければなりませんデータの利用可能性. 1つのバッチの取引データがL1で含まれ、確定されると、その利用可能性はすべての参加ノードに保証されます。

Dencunアップグレード前、Ethereumロールアップは、L1のシーケンスコールの入力データ(calldata)にトランザクションデータを投稿していました。したがって、すべてのトランザクションは永遠にL1のブロックチェーンに投稿する必要がありました。これは、将来のノードを含め、すべてのノードがロールアップの状態を再構築できるようにしたいため合理的に思えるかもしれません。しかし、これは非常に効率が悪いです。 Ethereum L1はその元帳に大量のデータを保存することができず、Ethereumの高速レーンであるロールアップは非常にデータ集約的です。代わりに、ロールアップのスマートコントラクトを使用して、シーケンスされたトランザクションの妥当性を検証し、ノードが瞬時にコントラクト内の状態に従うようにすることができます。それによって、すべてのジェネシスから始まるすべてのトランザクションから再構築するのではなく、ノードが直接コントラクト内の状態をフォローすることができます。

鎮座する橋(コンセンサス)

単純化のために、私たちはロールアップの定義を逆さまにしました。通常、すべての説明はロールアップとそのL1の間の双方向ブリッジから始まります。ロールアップでL1のネイティブ通貨を自分自身として使用することは一般的で、シーケンサーやプロポーザーの経費に基づいてガス手数料を見積もることを簡素化します。さらに、多くのロールアップは、生態系内で人気のあるトークンを最初の日から取得したいと考えており、そのためにL1からそれらをブリッジするのが最良の選択肢です。

L1からロールアップへのブリッジスマートコントラクトの実装は非常に簡単です。ロールアップノードはすでにそのコントラクトで起こるすべてのことを監視しているため、L1デポジット機能を実装することができます。これはすべてのノードがロールアップ自体で対応する「ラップトークン」の発行コマンドと解釈するでしょう。

ただし、信頼できない引き出しには、ブリッジ契約がロールアップトランザクションをすべて検証し、正当な結果を決定する必要があります。これにより、ブリッジはL1上の許可されたイニシエータに資金を開放することで有効な引き出し要求を処理できます。この検証メカニズムにより、ブリッジはロールアップの正準状態の決定的なソースとなります。ノードは、代替チェーンのフォークに関係なく、ブリッジの状態遷移に合わせます。従来のブロックチェーンとは異なり、ロールアップはチェーン選択のための独立したコンセンサスルールを実装していません。L1上のブリッジ契約が正準チェーンを定義しています。

ブロブ

イーサリアムのDencunアップグレードは、昨年3月に導入された「ブロブ」と呼ばれる、ブロックチェーンの外部に保存され、ネットワークのバリデータによって~18日後に削除される一時的なデータセルを導入しました。ロールアップブリッジによってトランザクションを再実行せずに状態を再構築することが可能になったため、この特性はアップグレード後すぐにcalldataからブロブに移行したロールアップにとって非常に有用となりました。具体的には、Dencun以前のロールアップの合計TPSは約50でしたが、現在は200を超え、理論的な限界に達しています。ロールアップによって400-800 TPSになります.

源:L2BEAT

容量の向上に加えて、Blobはトランザクションデータの保存にEVMガスコストを支払う必要をなくし、専用の一時保存用チャネルと独自の手数料設定を備えた別チャネルを確立しました。このアーキテクチャの変更により、ロールアップにおけるトランザクションコストが劇的に削減され、手数料が10-40セントからBaseなどのネットワークでサブセントレベルにまで低下しました。

ソース: growthepie.xyz

ロールアップ決済

シーケンサはトランザクションの順序付けと公開を管理しますが、それはロールアップアーキテクチャの1つのコンポーネントに過ぎません。ロールアップは、新しくシーケンスされたバッチによって生じる特定の状態出力をL1ブリッジに説得する責任を持つ「提案者」と呼ばれるエンティティも組み込んでいます。要するに、シーケンサはトランザクションの発生と順序付けを確立しますが、提案者はロールアップの処理ロジック(仮想マシンなど)に基づいて、これらのトランザクションの結果を示します。

提案者の役割は、ロールアップの状態検証アプローチによって大きく異なります。最適主義とゼロ知識(ZK)の2つの基本的に異なる方法論が存在し、2つのロールアップのカテゴリを定義しています。

オプティミスティック・ロールアップ

オプティミスティックロールアップでは、提案者は通常、シーケンサーのバッチ公開と同時またはその直後にL1ブリッジに状態更新を定期的に送信します。これらの状態更新には、最新のバッチですべてのトランザクションを実行した後の新しい状態全体に対する暗号化コミットメントである新しい状態ルートが含まれています。

無効な状態の更新を防ぐため、ブリッジはチャレンジ期間(通常7日間)を実装しています。この期間中、特殊なアクターである「チャレンジャー」は、詐欺の証拠を提出することで提案に異議を唱えることができます。この証拠は、疑わしいトランザクションをL1で再実行し、結果を比較することで、トランザクションが誤って実行されたことを証明します。

もしチャレンジャーが、プロポーザーが無効な状態遷移を提出したことを正しく証明した場合、状態出力は元に戻され、チャレンジャーは報酬を受け取ります(通常はプロポーザーが投稿する必要がある保証金から)。これにより、プロポーザーが正当な状態遷移のみを提出するようにインセンティブが与えられる経済ゲームが生まれます。

ゼロ知識ロールアップ

ZKロールアップでは、提案者は数学的な証明(「有効性証明」とも呼ばれる、またはより技術的に正確には「ZK証明」と呼ばれる)を生成します。これらの証明は、すべての状態遷移の正しさを示します。これらの証明は、バッチ内のすべてのトランザクションがロールアップのルールに従って実行され、その実行の具体的な詳細は明らかにされません。

L1ブリッジは、効率的な暗号操作を使用してこれらの証明を迅速に検証でき、トークンスワップのコスト程度で済みます。証明が検証されると、ブリッジは状態更新を受け入れ、これにより提案者は状態更新を提出する前にかなりの計算作業を行わなければなりませんが、これらの更新は楽観的ロールアップに比べてはるかに速く解決されます。

決済、確定、および相互運用性

カノニカルブリッジを介した決済時間は、オプティミスティックロールアップの場合はチャレンジ期間により7日から、ZKロールアップの場合は証明生成のオーバーヘッドとバッチ公開コストにより数時間まで大幅に異なります。このモデルは、遅延を許容できる高額取引を保護するのに適していますが、DeFiエコシステム全体には大きな摩擦を生み出します。

これが実世界の使用にどのように影響するかを考えてみてください:Arbitrumベースの担保を使用してBaseでローンを組みたいユーザーは、まず資産をブリッジし、使用する前に最大7日間待たなければならない。異なるロールアップ間のUniswapプールでアービトラージの機会を見つけたトレーダーは、実行できる前に機会が消滅してしまうでしょう。プレイヤーが異なるロールアップ展開間でアイテムを取引できるようにしたいゲームアプリケーションは、そのような長い遅延で受け入れられないUXに直面することになります。

ここでの重要な洞察は、ロールアップノードが実際に状態の変化をより速く観察できるということです。通常、L1ブロックの確認後数秒以内です。この状態は、正規のブリッジで完全な決済を経ていないものの、すでにイーサリアム上で順序付けられ確定されたトランザクションデータに基づいています。多くの中央集権取引所は、既にこの特性を活用し、独自のノードを実行し、L1でのトランザクションの確定を検証することで、ロールアップからのユーザー入金をわずか数ブロックの確認後にクレジットしています。

これにより、ロールアップエコシステムには興味深い二分法が生まれます。ロールアップは、イーサリアムの取引スループットを成功裏に拡大しましたが、状態と流動性の断片化を導入しました。それぞれのロールアップは、同じ基盤となるチェーン、つまりイーサリアムからセキュリティを派生しているにもかかわらず、ブリッジの決済を待たなければ他のロールアップの状態を効率的に検証できない独立したブロックチェーンとして機能します。

既存のソリューション

エコシステムは、中央集権的なブリッジから専門のオフチェーンネットワークまで、これらの制限を克服するためのさまざまなアプローチを開発してきました。これらのソリューションは、通常、3つの主要な特性間で異なるトレードオフを行います。

  • セキュリティ - 状態の検証が正しいことの保証はどれくらい強いですか
  • スピード - 状態をチェーン間で素早く検証できる速さ
  • コスト - ソリューションの維持および使用の費用がどれくらい高いか

既存のほとんどのソリューションは、セキュリティを犠牲にして速度とコストを最適化しています。これは、信頼できるオペレータ、マルチシグ、または最小限の経済的なバックアップを必要とする楽観的なメカニズムに頼ることが多いです。これにより、数多くの有名なブリッジハックが発生しており、特に6億2500万ドルのローニンブリッジの攻撃は、利便性のためにセキュリティを犠牲にするリスクを浮き彫りにしました。

基本的な課題は、ロールアップ状態についての安全な「真実の情報源」を確立することです。

  • 数秒または数分ではなく、数時間または数日以内に状態変更を確認します
  • 強力な暗号経済セキュリティの保証を提供する
  • インフラプロバイダーとユーザーの両方にとって費用対効果が高い運営
  • 既存のロールアップアーキテクチャとシームレスに統合する

ロールアップ間の安全で高速な状態の検証を可能にするこの機会は、大きなイノベーションを引き起こしました。さまざまなチームが異なるアプローチで問題に取り組んでおり、セキュリティを犠牲にすることなく、次世代のクロスチェーンアプリケーションを支えるインフラを作り出すことを目指しています。

以下のセクションでは、NFFLがEigenLayerの再積層とNEAR DAの新しい組み合わせを通じてこの課題に取り組む方法を探っていきます。これにより、セキュリティ、スピード、コスト効果のバランスを慎重に保ちながら、高速な確定性レイヤーが作成されます。

NFFL Deep Dive

コアテーゼ

NFFL(Nuffle Fast Finality Layer)は、ロールアップ間での迅速な状態検証を提供することで、安全なクロスチェーン相互作用を可能にする革新的なアプローチを表しています。開発者にセキュリティとスピードのどちらを選択するかを強制するのではなく、NFFLはEigenLayerの再ステークETHを活用して、数秒以内にロールアップの状態を証明できる暗号経済的に保護された高速最終性層を作成します。

その核心には、NFFLはEigenLayerで実行されるアクティブに検証されたサービス(AVS)として機能します。参加するロールアップのための完全ノードを実行する各オペレーターからなる分散ネットワークは、状態の更新を検証し証明します。これらの証明は、オペレーターの再投資されたETHで裏付けられ、正直な行動に対する強力な経済的インセンティブが生じます。効率的なブロックデータの保存のためのNEARのデータ可用性レイヤーと組み合わせることで、NFFLはアプリケーションがカノニカルブリッジ決済よりも桁違いに高速な2〜3秒でクロスチェーンの状態を安全に検証することを可能にします。

NFFLのシンプルな設計アーキテクチャ

NFFLが特に魅力的なのは、その実用的な設計アプローチです。イーサリアムのセキュリティモデルに取って代わろうとしたり、競合したりするのではなく、より迅速なファイナリティを必要とするユースケースに最適化された補完的なレイヤーを提供します。アプリケーションは、特定のニーズに基づいて、NFFLの暗号経済セキュリティに依存するか、完全なL1決済を待つかを選択できます。この柔軟性により、NFFLは強力なセキュリティ保証を維持しながら、多くのクロスチェーンインタラクションのユーザーエクスペリエンスを向上させることができます。

システムは3つの主要なイノベーションを導入しています:

  1. ローカルで実行された状態遷移をNEAR DAにポストされたブロックデータと比較することにより、ロールアップ状態に関するコンセンサスを得る分散型オペレータネットワーク
  2. EigenLayerのスラッシングメカニズムを通じての責任を維持しながら、オペレーターの証明の効率的な集約と検証を可能にするチェックポイントベースのタスクシステム
  3. すべてのロールアップにわたって承認されたロールアップデータを簡単に取得できるNEAR DAを使用したデータストレージメカニズム

この設計により、NFFLはセキュリティ、スピード、およびコスト効率の間で慎重なバランスを取ることができます。これは従来、クロスチェーンインフラストラクチャーにおいて相反していた3つの特性です。高速かつ安全な状態の検証を提供することで、NFFLは貸出プロトコルから流動性集約者に至るまでの様々なクロスチェーンアプリケーションに新たな可能性を開いています。

以下のセクションでは、NFFLのアーキテクチャについて詳しく説明し、そのさまざまなコンポーネントがクロスチェーン相互作用の新しいプリミティブを実現するためにどのように連携するかを調べます。セキュリティモデルを分析し、潜在的なアプリケーションについて説明し、プロトコルの将来の開発のためのロードマップを見てみましょう。

コアコンポーネント

オペレーターセット

NFFLの核心には、オペレーターネットワークがあります。これは、Ethereumのセキュリティを拡張して高速なクロスロールアップ検証を可能にする分散システムです。独自のセキュリティ前提を必要とするさらに別の孤立したネットワークを作成するのではなく、NFFLはEigenLayer上のActively Validated Service(AVS)として構築されており、既存のEthereumバリデーターエコシステムに直接アクセスできるようになっています。

この建築選択は、NFFLのセキュリティモデルを理解する上で基本的なものです。 Ethereumのコンセンサスを保護する同じバリデーターは、EigenLayerを介してETHを再ステークすることでNFFLオペレーターになることができます。 これにより、彼らはロールアップの状態に関する証明に賭けたETHを危険にさらすことになります。 これにより、EthereumのコンセンサスとNFFLの高速確定層の間に強力なセキュリティブリッジが作られます。

ロールアップが新しいブロックデータをL1に公開すると、リレーヤーはそれをNEAR DAに転送します。オペレーターは両方のソースからブロックデータを取得し、それらが等価であることを確認します。NFFLを利用するアプリケーションをユーザーや開発者にとってより便利にするために、NEAR DAでロールアップデータを公開する必要がある理由について詳しく説明します。

新しいロールアップバッチを取得した後、オペレーターはそれらをロールアップノードで実行します。彼らが同じノードソフトウェアを実行している場合、常に同じ正しい状態出力が表示されます。この状態出力は、すべてのオペレーターによって署名されます。オペレーターの大多数が特定の状態に同意した場合、システムによって受け入れられ、すべてのロールアップにわたるレジストリコントラクトに送信できます。

このようなシステムの経済的なセキュリティには、EigenLayerのスラッシュメカニズムから生じる非常に興味深い特性があります。

EigenLayerでは、アクティブに検証されたサービスは、オペレーターからの無効な証明を検出し、その後にその預金を削減(清算)することができる検証メカニズムを実装することができます。NFFLは、ブリッジで決済される前に、オフチェーンでロールアップ状態を「仮決済」するため、決済遅延を待って証明とブリッジの出力の不一致についてAVS契約に通知することで、詐欺を客観的に検出することが可能です。これにより、詐欺的な証明の経済的なインセンティブがなくなり、L1およびNFFLの状態を監視する任意のエンティティによって、ロールアップノードを実行しなくても検出および削減される可能性があります。言い換えると、NFFLはネットワークの主張を「保険」することができます。オペレーターは、ロールアップ状態に関する自分たちの主張を裏付けるために、かなりの資本をリスクに晒しています。

これが特に強力なのは、システム全体でインセンティブを調整する方法です。オペレーターは、誠実な参加に対して料金を稼ぐ一方で、不正に対しては大きな損失を被るリスクを負います。ETHがNFFLに再投入されればされるほど、これらのインセンティブは強くなります。また、このセキュリティはEigenLayerを通じてイーサリアムから派生しているため、イーサリアム自体に数千億ドルの価値を確保するのと同じ堅牢な経済セキュリティモデルの恩恵を部分的に受けています。

メッセージングフロー

NFFLのメッセージングシステムは、スケーラビリティのあるクロスチェーンの状態検証を処理する革新的なアプローチを示しています。高額な費用がかかるため、すべての状態証明をオンチェーンで記録するのではなく、NFFLはメッセージとタスクの二層システムを導入し、効率的なオフチェーンの操作と同時にオンチェーンのセキュリティ保証を維持します。

メッセージはNFFLのコミュニケーションの基本単位です。オペレーターが新しい状態を検証すると、その状態を証明するためのメッセージを作成し署名します。これらのメッセージは主にオンチェーンのガスコストを発生させずに、オペレーターとアグリゲーターの間で循環しています。システムを通じて流れるメッセージには2つの異なるタイプがあります。

  • ステートルート更新メッセージには、特定のブロック高でのロールアップの状態に関するオペレーターの証明が含まれています。各メッセージには、ステートルート自体だけでなく、ブロックデータを含むNEAR DAトランザクションへの参照も含まれており、証明された状態とその基になるデータとの検証可能なリンクが作成されています。
  • オペレータセット更新メッセージは、NFFLのオペレータセットの変更を追跡します。これらのメッセージは、システムのセキュリティに重要であり、ロールアップレジストリ契約が正当なオペレータの最新のレコードを維持し、アテステーションがリスクを負って認可された参加者からのみ受け入れられることを保証します。

メッセージは効率的な状態検証を可能にしますが、それだけではシステムの経済的なセキュリティを確保するのに十分ではありません。ここで、タスクが重要な役割を果たします。タスクはオンチェーンの作業単位であり、定期的な間隔でシステムの状態をチェックポイントとしています。すべてのメッセージをEthereumに送信するのではなく、オペレータは定期的に特定の時間帯のすべてのメッセージを含むSparse Merkle Treeを構築します。このツリーのルートはタスクの応答として提出され、オフチェーンの証明への効率的なオンチェーンのコミットメントが作成されます。

このチェックポイントシステムは特に賢明であるため、すべてのメッセージをブロックチェーン上に保存することなく、任意のメッセージを選択的に検証することができます。 Merkle証明により、特定のメッセージがチェックポイントに含まれていることを誰でも検証できるため、基本的なコストを低く保ちながら効率的なチャレンジメカニズムを実現できます。 チェックポイントが時間枠内のすべてのメッセージにコミットするブロックヘッダーとして機能する「アテステーションのブロックチェーン」を作成すると考えることができます。

このシステムにおいて、集約者はオペレーターの署名を収集し、それらをAPIを介して利用可能にすることで重要な役割を果たします。オペレーターがメッセージに署名すると、それらは集約者に送信され、集約者はそれらがクォーラム(ステークされたETHによって重み付けされた)に達したことを検証した後、アプリケーションで使用するためにそれらを公開します。これにより、開発者にとってはわかりやすいインターフェースが作成される一方で、システムの分散型セキュリティ特性が維持されます。次のセクションで集約者サービスについて詳しく説明します。

集約サービス

アグリゲーターは、NFFLの調整レイヤーとして機能し、オペレーターとアプリケーション間のメッセージの流れを効率的に管理します。概念的には直感的ですが、その設計には実用的な開発者のニーズと分散化の原則の両方が慎重に考慮されています。

アグリゲーターは、署名の集約における「コモンズの悲劇」問題を解決します。専用サービスがない場合、NFFLを使用する各アプリケーションは、すべてのオペレータから署名を独立して収集および検証する必要があります。それは非効率的でコストがかかります。代わりに、アグリゲーターはオペレーター署名の単一の収集ポイントを提供し、クォーラムを検証し、シンプルなAPIを介して検証済みの証言を公開します。

署名集約プロセスは以下のように機能します:

  • オペレーターは独立して、状態の更新を証明するメッセージに署名します
  • これらの署名は収集のために集約者に送信されます
  • 集約者は署名の有効性を検証し、クォーラムを追跡します
  • 十分なステークウェイトが達成されると、集計署名が利用可能になります
  • アプリケーションは、集約者のAPIを介してこれらの証明書を取得できます

この設計は、NFFLを統合する開発者の複雑さを大幅に削減します。複雑な暗号操作やオペレータのステークの追跡を管理する代わりに、アプリケーションはクリーンなAPIインターフェースを通じて特定の状態の更新のための証明を単純にリクエストすることができます。集約者は、署名の収集、検証、およびBLS集約の複雑さをすべて裏で処理します。

シグネチャの集約

NFFLがさらに使用するBLS集約を探ってみましょう。 BLS署名には、複数の署名を1つの署名に組み合わせる強力な数学的特性があります。演算子から個々の署名をN個検証する代わりに、計算コストが高くガスを大量に消費することになるので、アプリケーションは集約された1つの署名を検証することができます。

ここでの効率の向上は相当です。NFFLオペレータがメッセージに署名すると、彼らはプライベートキーを使用して標準のBLS署名を生成します。その後、アグリゲータはこれらの個々の署名を1つのコンパクトな署名に組み合わせることができます。このアグリゲートされた署名のサイズと検証コストは、参加したオペレータの数に関係なく一定です。このプロパティにより、システムは非常にスケーラブルになります。

また、集約署名は、署名オペレータの結合された公開鍵に対して検証することができます。経済的なセキュリティが適切に考慮されるように、ステーク量に応じて重み付けされます。その後、レジストリ契約は状態の更新に十分なステークウェイトが証明されたことを確認するために、ただ1つの署名検証操作のみを実行する必要があります。

アグリゲーターとチェックポイント

集約ツールは便利ですが、NFFLのセキュリティモデルには影響しません。集約ツールが収集する署名は公開可能であり、その役割は単に組織的なものであり、権威的なものではありません。アプリケーションは常に独立して、集約された署名がステーキングオペレーターからの正当なクオーラムを表していることを検証できます。集約ツールは署名を偽造することも、正当な証明を隠すこともできません-単にそれらをよりアクセスしやすくします。

アグリゲーターは、チェックポイントシステムでも重要な役割を果たします。時間の経過とともにすべてのメッセージを収集することで、チェックポイントタスクで使用されるスパースマークルツリーを構築できます。これにより、システムを通過したすべての構成証明の効率的な記録が作成され、セキュリティ上の課題や監査の目的で必要に応じて後で検証できるようになります。

レジストリ契約

各参加ロールアップに展開されたRegistry契約は、NFFLのオフチェーン証明とオンチェーン状態の検証の重要な橋として機能します。これらの契約により、アプリケーションはNFFLの暗号経済的に保護された証明を検証することで、他のロールアップの状態を信頼できるようになります。

Registryが特に興味深いのは、それがさまざまなチェーンでNFFLのセキュリティ特性を維持する方法です。各Registry契約は、NFFLのオペレータセットのローカルコピーを保持し、オペレータセットの更新の証明を追跡します。これは、オペレータセットがイーサリアムのEigenLayerを介して管理されている間、その状態がすべての参加ロールアップで信頼できるように、それらが独自に証明を確認できるようになります。

アプリケーションが他のロールアップの状態を検証する必要がある場合、例えば、OptimismからArbitrumの担保をチェックする貸出プロトコルなど、関連する証明書をローカルのRegistry契約に提出します。この証明書には、先ほど説明した集約BLS署名と、証明されている特定の状態ルートと関連するNEAR DAトランザクションの参照が含まれています。

レジストリ内の検証プロセスは、BLS署名集約により非常に効率的です。契約は、現在のオペレータセットの重み付けされた公開鍵に対して単一の署名検証のみを実行する必要があります。署名が有効であり、十分なステークウェイトを表している場合、レジストリは検証された認証済みステートを受け入れます。これにより、セキュアかつコスト効率の高いロールアップ間の信頼できるブリッジが作成されます。

レジストリは、セキュリティとコスト効率の両方を備えたトラスト最小化されたロールアップ間のブリッジを作成します。集計された署名を運営者セットの重み付け公開鍵に対して検証することにより、状態の更新が十分な証明重みを受け取ったことを確認できます。これにより、アプリケーションは異なるロールアップ間で状態を信頼性の高い方法で検証できるようになり、NFFLの経済的セキュリティ保証を引き継ぐことができます。

レジストリは、NFFLのチャレンジシステムにおいて重要な役割を果たします。もし証明が後にチャレンジシステムを通じて詐欺であることが証明された場合、レジストリはそれを無効にし、誤った状態に依存するアプリケーションを保護します。これにより、ステークしたETHによる即時の暗号経済的保証と、チャレンジを通じた長期的な詐欺保護が複数のセキュリティレイヤーを作り出します。

障害分類&セキュリティ設計

NFFLのセキュリティモデルは、2つの主要なオペレーターの不正行為を検出およびペナルティを科すことを中心としています: セーフティフォルトとリブネスフォルト。

セーフティフォールトは、システムのルールに矛盾する不正確な状態や結果を生み出すことで、ネットワークの完全性に影響を与える違反です。オペレーターが犯すことができるセーフティフォールトには、2つの主要なタイプがあります。

  • イーサリアム
  • 無効な証明は、オペレータが証明可能に間違った文を署名する場合に発生します。これは、オンチェーンの状態デルタに一致しないオペレータセットの更新に証明を行ったり、ブロックのトランザクションの正しい実行に対応しない状態ルートを署名することです。これらの不具合は、オンチェーンデータを通じて客観的に検証することができます。

安全性の欠陥は正確性を直接攻撃しますが、Liveness Faultsはネットワークの可用性と効率に影響を与えます。オペレータが一貫してメッセージ署名に参加を控えると、ネットワークの可用性に影響を与え、クォーラムに到達するためにより多くの署名が必要なユーザーの検証コストが増加します。プロトコルは、チェックポイントタスクを介してオペレータの参加状況を追跡し、そのような行動を特定して罰する。

フォルトの種類とチャレンジされるメッセージによって、チャレンジプロセスは異なります:

チェックポイントタスクでは、挑戦者はメッセージの含有または除外の過失を証明することができます。チェックポイントの時間帯からの有効な証明を持つメッセージが省略された場合、または無効/期間外のメッセージが含まれた場合、挑戦は成功します。これは、チェックポイントのメッセージツリーに対するMerkle証明によって検証されます。

個々のメッセージは、メッセージの内容が無効であることを証明することによって、そのチェックポイント期間後に異議を唱えることができます。例えば:

  • オペレータの設定更新メッセージは、主張された更新IDまたはオペレータのデルタがオンチェーンの状態と一致しない場合に無効にすることができます
  • ステートルートの更新メッセージは、正しいトランザクションの実行と矛盾していると主張されるステートルートを示すことによって挑戦することができます

この多層化された検証システムにより、プロトコルはオフチェーンメッセージングを介した高速な操作を維持しながら、暗号経済メカニズムを通じて強力なセキュリティ保証を維持できます。EigenLayerのスラッシングによって無効な動作を証明可能に検出し、経済的に罰することで、NFFLは正当な操作に対する強力なインセンティブを創出し、違反が発生した場合に効率的なチャレンジを可能にします。

実世界のフロー例

NFFLは、高速で安価なクロスロールアップステートリードを実現することで、現行のエコシステムの技術スタックでは実現不可能だった様々なアプリケーションを開くことになります。理論的かつシンプルなものから、より複雑で具体的なアプリケーションまで、今日のイーサリアムエコシステムで最も人気のある領域で役立つアイデアを探ってみましょう。

ハロープロトコル

まず、Nuffle Labsの公式ドキュメンテーションに記載されている簡単な例から始めましょう。このプロトコルは、ユーザーが異なるロールアップ間で「こんにちは」メッセージを送信することを可能にします。基本的ですが、これによってアプリケーションがクロスチェーン通信にNFFLを活用する方法の核心的なメカニズムが示されます。

ネットワーク#1で読まれるメッセージを送信したいユーザーを考えます。プロセスは、彼らがネットワークの状態に彼らの「こんにちは!」メッセージを記録するネットワーク#1上のトランザクションを提出することから始まります。この時点では、メッセージはネットワーク#1上にしか存在せず、通常、他のロールアップによって検証される前に正規のブリッジ決済(数時間または数日かかる可能性があります)を待つ必要があります。

ここが NFFL の出番です。このメッセージを含むブロックが生成されると、ネットワークのリレーアーによって NEAR DA に投稿されます。NFFL 演算子は、両方のネットワークのフルノードを実行し、このブロックデータがネットワーク#1のノードでローカルに計算されたものと一致することを検証します。検証後、彼らは新しいステートルートを証明するメッセージに署名します。

これらの証明書は、NFFLの集約サービスを介して流れます。このサービスでは、十分なステークウェイトが状態に証明するまで署名を収集します。クオーラムが達成されると、集約された署名は通常、オリジナルのブロック生成から数秒以内にNFFLのAPIを介して利用可能になります。

ここで興味深いのは、ネットワーク #2 でメッセージを消費することです。ネットワーク #2 の Hello プロトコルのコントラクトは、以下を含むトランザクションを受け入れることができます。

  • メッセージがネットワーク#1の状態に存在することを示すストレージ証明
  • NFFLの証明は、この状態が有効であることを証明しています
  • ブロックデータを含むNEAR DAトランザクションに言及しています

プロトコルは、このデータをネットワーク#2の登録契約にルーティングし、その契約は、NFFLオペレータの記録に対する証明書の署名を検証します。有効な場合、これによりメッセージがネットワーク#1の検証済み状態に存在することが証明され、プロトコルが安全に処理できるようになります。

その強力さの秘訣は、高速とセキュリティの組み合わせにあります。メッセージの提出からクロスチェーン検証までの全体のフローは、通常のブリッジでは数時間または数日かかるのに対し、数秒で完了することができます。しかし、そのセキュリティは、イーサリアムを再ステークしたETHによって裏付けられた暗号経済的保証によるものです。信頼できるオペレーターまたは楽観的な仮定。

「こんにちは」というメッセージを送ることは些細なことのように思えるかもしれませんが、この同じパターンはより洗練されたクロスチェーンアプリケーションを可能にします。ロールアップ間で状態を迅速かつ信頼できる方法で検証する能力は、クロスチェーンDeFiからチェーン抽象化されたユーザーエクスペリエンスまであらゆるもののためのビルディングブロックを作成します。

高速かつ安価なトークンブリッジング

これらの基本を基に、さらに実用的な応用を探ってみましょう - NFFLを活用したトークンブリッジは、迅速なクロスロールアップトランスファーを実現します。現在のブリッジの状況では、スピード、コスト、セキュリティの間で難しいトレードオフが迫られています。NFFLがこれらのダイナミクスをどのように変えるかを検討してみましょう。

今日の主要なブリッジは、これらのトレードオフを明確に示しています。LayerZeroによって駆動されるStargateは、比較的低コストであるが、複数のチェーン間での合意の達成とリレーが必要なため、10〜30分かかります。Acrossはほぼ即時の転送を提供しますが、コストが10〜100倍高くなります。これは、高価なUMAオラクルの出力と遅い(6時間)リバランスサイクルが流動性効率に影響を与えるためです。

NFFLはここで新しいパラダイムを導入します。別のオペレーターネットワークを維持する代わりに、EigenLayerのAVSフレームワークを活用することで、NFFLは数秒以内にロールアップの状態について合意することができます。この合意は参加するすべてのロールアップ間のレジストリ契約を介して効率的に中継され、Stargateのコスト効率性とさらに高速な最終性を組み合わせたブリッジデザインが実現できます。

ユーザーがアービトラムからベースにETHを移動する場合を考えてみましょう。アービトラムのブリッジ契約でトークンがロックされると、NFFLオペレーターはすぐにその状態変更を自分のフルノードを介して迅速に検証して証明します。アグリゲーターが十分な証明を収集すると、ベースのブリッジ契約はその登録契約を介してトークンのロックを直ちに検証し、ユーザーに資金を開放できます。

この速度と効率性により、多くの既存のブリッジ最適化はあまり関係がなくなります。たとえば、意図に基づいたブリッジングシステムは、遅い確定性を回避するために提案されることがあります-ユーザーはトークンをブリッジする意図を提出し、これらの意図は専門のアクターによってマッチングおよび実行されます。しかし、NFFLが意図のマッチングとほぼ同じ速度でコンセンサスを提供するため、ブリッジはStargateと同様の効率的な流動性プールデザインを使用することができますが、その速度制限はありません。

ここでの費用効益は大きいです。ブリッジのオペレーターは独自のコンセンサスインフラを維持したり、高価なオラクルの出力を支払ったりする必要はありません。ユーザーは基本的なガスコストの支払いを行いながら、秒単位で宛先チェーン上のトークンを受け取ることができます。流動性提供者はより効率的にポジションを管理でき、再バランスサイクルも速くなります。

追加の利点として、システムはEigenLayerのスラッシングメカニズムを通じて強力なセキュリティを維持します。 いかなる不正な証明も、オペレーターがステークしたETHを失うことになりますが、ブリッジは追加のセーフティレイヤーとしてカノニカルブリッジを通じて最終決済を確認することができます。

マルチチェーンレンディングプロトコル

クロスチェーンレンディングは、おそらくNFFLの最も魅力的な即時適用例を示しています。現在の貸出プロトコルは、チェーンの断片化による重大な制約があります。Aaveを例にとると、複数のロールアップに展開されているにもかかわらず、各展開は孤立して動作します。複数のチェーンで担保を使用したいユーザーは、アセットをブリッジする必要があり、流動性が分断され、資本効率が低下します。さらに、一部の小規模なロールアップ展開では、意味のある貸出に十分な流動性がないため、Aaveのマーケティングポジションである誰もが簡単にどんなサイズでも貸出できるという主張に疑問が生じます。「Aaveを使ってみてください」…ただし、最大の展開でのみ利用できます。

NFFLは基本的に異なるアプローチを可能にします。複数のロールアップ間でプールを維持するレンディングプロトコルを考えてみてくださいが、それらの間で担保状態を共有するためにNFFLを使用します。ユーザーはBaseに担保としてUSDCを預け入れることができ、その担保に対してArbitrumで直ちにUSDTを借りることができます。たとえUSDTがBaseに展開されていなくてもです。プロトコルのArbitrum契約はNFFLの証明を通じてBaseの担保ポジションを単純に検証し、ブリッジが必要ありません。

これにより、資本効率の新たな可能性が生まれます。ユーザーは資産を移動せずに、サポートされているロールアップ全体で最適なレートにアクセスすることができます。流動性プロバイダーは、チェーンごとに別々のポジションを維持することなく、最も必要な場所に資本を展開することができます。また、NFFLの証明を介してほぼリアルタイムでポジションを監視することができるため、プロトコルはセキュリティを維持しながらより良いレートを提供することができます。

利点は基本的な貸付を超えています。複数のDEXでポジションを取ることができるレバレッジトレードプロトコルを考えてみましょう。トレーダーはArbitrumに担保を預け、それを使用してArbitrumとBaseのDEXの両方でレバレッジポジションを同時に持つことができます。プロトコルはNFFL証明を介してすべてのポジションを監視し、必要に応じて迅速な清算を可能にし、トレーダーに全エコシステム全体で最高の価格にアクセスする機会を提供します。

このモデルは、既存のアプローチよりも著しくシンプルで効率的です。複雑なブリッジメカニズムや集中型の価格フィードではなく、プロトコルは直接登録契約を介して位置を検証することができます。NFFLによる高速な確定性は、安全マージンを低く保ちながらセキュリティを維持することができます。そして、ユーザーはエコシステム全体での流動性にシームレスにアクセスできます。

Cross-DEX: 一度デプロイして、どこでも使用する

分散型取引所をロールアップにまたがってスケーリングする現在のアプローチは、しばしばばかげた非効率性につながります。Uniswapのようなプロトコルが新しいロールアップにデプロイされると、ユーザーは最初に流動性を欠いたプールに直面し、重要な取引ペアが欠落しています。最近のZKエアドロップによる大きな興奮と資金の流れにもかかわらず、多くのプールは流動性が不十分なため、ローンチ後数日間使用できないままでした。一方、Arbitrum、Base、およびその他の確立されたチェーンでの同じプロトコルの展開は、数千のペアに対して深い流動性、低い手数料、および効率的な価格設定を維持しています。

このフラグメンテーションはエコシステム全体に摩擦を生み出します。流動性提供者はチェーン全体に資本を分散させる必要があり、悪い価格設定と高いスリッページがどこでも発生します。ユーザーはトークンを橋渡しして、別のチェーンでより良い流動性にアクセスしたい場合には常に待たなければなりません。プロトコルチームは複数のデプロイメントを管理する必要があり、それぞれが別々のメンテナンスと監視を必要とします。

その通りです: NFFLは再び基本的に異なるアプローチを可能にします。これを2つのますます強力なパターンを通じて探求しましょう:

Arbitrumに専用に展開された新しいDEXを考えてみてください。これは確立されたDeFiエコシステムと有利なガスコストを理由に選ばれています。チェーン全体にわたって別々のインスタンスを起動するのではなく、Arbitrum上で統一された流動性プールを維持しながら、どのロールアップからでも取引アクセスを可能にします。ここでは、Baseのユーザーがそれとどのようにやり取りするかを見てみましょう。

  1. アリスはBaseで10,000 USDCをETHにスワップしたいと思っています
  2. DEXのベースインターフェースは、NFFLアテステーションを介してArbitrumプールの状態をクエリします
  3. アリスは、ベースの断片化されたプールよりも良い価格を得ることができることに気づきます
  4. 彼女はベースで取引を承認します
  5. トランザクションはアービトラム上で実行され、その結果がベースに証明されます

この統合された流動性の利点は大きいです。流動性提供者は資本を一箇所に集中させることで、より良い価格設定と低いスリッページを実現できます。プロトコルチームは1つの展開のみを管理する必要があり、開発を簡素化し、運用コストを削減できます。ユーザーはどのロールアップを使用しているかに関係なく、一貫した深い流動性にアクセスできます。

このようなプロトコルは、以前に探求したブリッジングパターンを活用して、スワップフローをシームレスに管理することができます。わずか数秒の待機時間で、ブリッジングの実際の事実は完全に抽象化されます。これにより、最近暗号コミュニティで非常に人気のある「チェーン抽象化」テーゼに興奮して近づくことができます:dappにとってどのチェーンであるかは重要ではないのであれば、なぜあなたがいるチェーンやこれらのアプリがどのチェーンにいるかを気にする必要があるのでしょうか?ユーザーは単にアプリのウェブサイトに移動し、ウォレットを接続して必要なアクションを実行するだけです。完了。

しかし、NFFLはさらに強力なパターンを可能にし、既存のDeFiプロトコルをクロスチェーンアクセスすることができます。競合する流動性プールを構築する代わりに、開発者は、任意のロールアップからArbitrumの巨大なUniswapプールにアクセス可能にする「ヘルパー」プロトコルを作成することができます。

最大のTVLを持つUniswapの展開。BaseとArbitrumがチャートをリードし、Optimismはどちらよりも6倍小さいTVLを持ち、他のロールアップは「その他」に分類されています。出典:DefiLlama

例えば、BobはBaseで長尾トークンペアをスワップする必要がある場合を考えてみましょう。現在、彼のオプションは限られています。別のチェーンにブリッジして待つか、Baseの薄い流動性から極端なスリッページを受け入れるかです。ArbitrumのUniswap展開にNFFLパワードラッパーをラップすることで、Bobは次のことができます。

  1. NFFLアテステーションを介して、Arbitrum Uniswapのすべてのプールで利用可能な流動性を問い合わせる
  2. 確立されたアルビトラムプールで、彼が望むペアの深い流動性を見つけることができます
  3. ベースからラッパープロトコルを介して取引を実行します
  4. NFFLがスワップの完了を証明すると、Baseで彼のトークンを受け取ります

このパターンは変革的です。なぜなら、既存の成功した展開を普遍的なインフラストラクチャに変えるからです。新しいロールアップで流動性が構築されるのを数ヶ月または数年待つ代わりに、プロトコルは即座に確立されたプールにアクセスできます。これは劇的にキャピタル効率が良くなり、より良いユーザーエクスペリエンスを生み出します。

可能性は単純なスワップをはるかに超えています。 NFFLのリアルタイムの状態検証により、プロトコルはクロスチェーンのリミットオーダーなどの高度な機能を提供できます。ユーザーは、Baseに対するArbitrumの流動性に対してリミットオーダーを出すことができ、ラッパープロトコルがNFFLの証明を介して価格動向を監視し、条件が満たされたときに実行することができます。

このモデルは、ロールアップ間でのプロトコル展開に関する考え方を再構築する可能性があります。プロトコルは、あらゆる場所に自動的に展開したり、特定のチェーンのネットワーク効果に参加したりするのではなく、次のような要因に基づいてプライマリチェーンを戦略的に選択できます。

  • 特定の操作のガスコスト
  • 技術スタック—仮想マシン、AA、シーケンスタイプ、DAなど。
  • 規制上の考慮事項

その後、NFFLを通じて、よりシンプルで効率的な運用を維持しながら、ロールアップエコシステム全体のユーザーにサービスを提供することができます。

MEVへの影響も興味深いものです。チェーン全体で統一された流動性にアクセスできるため、MEV検索者はより少ない展開を監視して操作する必要があります。これにより、より効率的な価格検出と、すべてのロールアップのユーザーの実行が改善される可能性があります。

すでに気づいているように、NFFLを介してマルチチェーンアクセスを通じて単一チェーン展開のこのパターンは、DEXをはるかに超えて拡張する可能性があります。流動性の深さやネットワーク効果に恩恵を受けるプロトコルは、貸出プロトコル、オプションプラットフォーム、NFTマーケットプレイスなど、このモデルを採用することができます。重要な見識は、NFFLがクロスチェーンアクセスを同じチェーンインタラクションとほぼ同じようにシームレスにすることで、プロトコルがアクセシビリティを犠牲にすることなく展開戦略を最適化できるようにすることです。言い換えれば、NFFLはEthereumを再びエコシステムにします。

ロードマップと将来の開発

NFFLは既に強力な新しいクロスチェーンアプリケーションを可能にしていますが、プロトコルは引き続き進化しています。NFFLの開発ロードマップは、次の3つの重要な領域に焦点を当てています:

プロトコルセキュリティ

  • EigenLayerを介して包括的なチャレンジとスラッシングメカニズムを実装する
  • 堅牢なステーク管理によるパーミッションレスなオペレーターの参加の活性化
  • 改良された暗号プリミティブ(BLS→ECDSA)によるクロスチェーン状態の検証の向上

ネットワークの拡張性

  • 署名スキームと状態伝播の最適化
  • チェックポイントの効率と検証コストの向上

開発者体験

  • 簡単な統合のためのSDKとツールの構築
  • 異なるロールアップタイプやVMに対するサポートを拡大する
  • 一般的なユースケースのためのドキュメントと例の作成

以下では、詳細にいくつかの最も重要な計画された改善を探求します。

BLSからECDSAへ

最も重要な計画された変更の1つは、BLSからECDSA署名への移行です。現在、NFFLはBLS署名を使用して効率的な集約を可能にしており、複数のオペレータ署名を1つの署名に組み合わせることで合意を証明しています。これにより検証コストは削減されますが、チェーン間でのオペレータセットの管理に課題が生じます。

問題は、BLS署名の検証方法に起因しています。集約されたBLS署名を検証する際、検証者は作成したときとまったく同じ公開鍵のセットを使用する必要があります。これはつまり、イーサリアム上でオペレーターセットが変更された場合、すべてのロールアップが新しいアテステーションを検証する前にまったく同じオペレーターセットに更新する必要があることを意味します。チェーン間でオペレーターセットのわずかな不一致があると、署名の検証ができず、オペレーターセットの変更メッセージをすべて同期する必要があります。

ECDSA署名は、検証により多くのスペースと計算を必要としますが、より柔軟性があります。個々のオペレータ署名は独立して検証できるため、オペレータセットが変更された場合でもスムーズな移行が可能です。ロールアップはアテステーションを検証できますが、Ethereumの完全なオペレータセットのビューが一時的に異なっていても、署名オペレータを認識すればよいです。このより大きな柔軟性は、検証コストのわずかな増加に値するかもしれません。

ダイナミックオペレーターセット

このシグネチャの変更は、動的演算子セットの実装という別の主要なプロトコルの改善に直接結びついています。現在のシステムでは、ホワイトリストに登録された静的な演算子のセットが使用されています。これにより、初期開発は簡素化されましたが、プロトコルの分散化とスケーラビリティが制限されます。

動的なオペレーターシステムにより、新しいオペレーターはEigenLayerを介してステーキングすることで、パーミッションレスでネットワークに参加できます。これにより、慎重に対処する必要があるいくつかの技術的な課題が生じます。

まず、プロトコルはオペレータの参加と脱退のキューを管理する必要があります。オペレータがネットワークに参加または脱退したい場合、これらの変更はすべての参加チェーンで調整する必要があります。キューシステムは、ネットワークのアテステーションの検証能力を妨げることなく、スムーズな移行を保証します。

第二に、プロトコルには、運用業者のパフォーマンスとステークの重みを追跡するメカニズムが必要です。運用業者が参加したり離れたりするたびに、システムは各運用業者のステークとコンセンサスへの参加権を正確に記録する必要があります。現在のホワイトリスト方式と比較して、動的なセットに対してはこれがより複雑になります。

最後に、プロトコルは効率的にチェーン間でオペレーターセットの更新を処理する必要があります。イーサリアム上でオペレーターセットが変更されると、これらの更新は登録契約を介してすべての参加ロールアップに伝播する必要があります。計画されているECDSA移行により、これらの更新を柔軟にすることができます。

トレーニングホイールを外す

もう一つの重要な開発領域は、許可なしの挑戦とスラッシングメカニズムの活性化です。これらのメカニズムは、正直な行動の強制とNFFLが依存する経済的セキュリティ保証を提供するために不可欠です。

チャレンジシステムは、チェックポイントタスクメカニズムを中心に展開されています。オペレーターが、ある時間帯のメルクライズされたメッセージを含むチェックポイントを提出すると、無効な証明を含んでいると考える人は、これらのチェックポイントに対してチャレンジすることができます。成功したチャレンジは、いくつかの種類の不具合から生じる可能性があります:

  • まず、ネットワークの整合性に直接影響する安全上の障害です。これらには、曖昧さ - オペレーターが同じブロックの異なる状態ルートを証明するなど、同じケースに対して複数の競合するメッセージに署名する場合が含まれます。また、無効な構成証明も含まれており、オペレーターは、証明可能な不正確な状態遷移またはオペレーターセットの更新をサインオフします。
  • ネットワークの可用性に影響を与えるライブネスの問題。 オペレーターが一貫してメッセージ署名に参加しない場合、これはネットワークが状態を効率的に検証する能力に影響を与えます。 チャレンジメカニズムは、そのような振る舞いに対するペナルティをバランス良くする必要がありますが、合法的なダウンタイムを考慮する必要があります。

このプロトコルは担保ベースのチャレンジシステムを実装します。チャレンジャーはチャレンジを提出する際に担保をロックする必要があり、もしチャレンジが無効であることが証明された場合には、その担保は没収されます。しかし、もしオペレーターの過失が成功裏に証明された場合には、チャレンジャーは削減されたオペレーターのステークから報酬を受け取ります。これにより、オペレーターの行動監視に対する経済的インセンティブが生まれ、軽率なチャレンジを防止します。

ステートルートの更新に関して、チャレンジプロセスは特に興味深いものです。オペレーターがロールアップの状態を証明した後、これはNEAR DAに適切に投稿されなかった関連するブロックデータを証明するか、証明された状態が決済後の正準状態と一致しないことを証明することでチャレンジできます。これにより、チャレンジャーはNEAR DA検証のためにレインボーブリッジを介して証明を提出する必要があり、複数のセキュリティレイヤーが作成されます。

スラッシングメカニズム自体は、EigenLayerのミドルウェア契約を介して実装されます。 チャレンジが成功すると、オペレーターはステークされたETHの一部を失います。 スラッシングパラメーターは、悪意のある行動から得られる利益を大幅に上回る潜在的な損失になるように設計されています。 これにより、一部のスラッシュされたステークが成功したチャレンジャーに授与され、残りは誠実なオペレーターに配布されるか、プロトコルの開発に使用されるかもしれません。

これらのメカニズムにより、包括的なセキュリティフレームワークが作成されます。事業者は不正行為に対して多額の罰金を科せられ、挑戦者はネットワークを監視するインセンティブが与えられ、アプリケーションはETHに裏打ちされた暗号経済的保証に頼ることができます。チャレンジ期間は、楽観的なロールアップ詐欺の証拠よりもはるかに短く、EigenLayerのスラッシングメカニズムを通じて強力なセキュリティを提供します。

高速確定性の未来

NFFLはクロスロールアップ状態検証のための即時ソリューションを提供しますが、このプロトコルがイーサリアムのより広範なスケーリングロードマップにどのように適合するかを検討する価値があります。多くの人が尋ねる重要な質問は、「ロールアップ技術が進歩してもNFFLは関連性があるのか」ということです。

異なるロールアップデザインにおける基本的な決済制限を調査すると、答えは明らかになります。人気と成熟度にも関わらず、オプティミスティックロールアップは基本的に詐欺証明ウィンドウ(通常7日間)よりも速く決済することはできません。オプティミズムのスーパーチェーンやアービトラムオービットなどのソリューションは、ブリッジを共有するロールアップ間のより速い通信を可能にしますが、それらは特定のエコシステムの外部での相互運用性には役立ちません。たとえば、これらの2つの間で。

ZKロールアップは異なるが同じくらい重要な制約に直面しています。ZKプルーフ技術が大幅に向上しても、決済速度には実用的な制限があります。L1ブロックごとにプルーフを生成できるようになったとしても、Ethereumはまだ異なるロールアップ間での1ブロックあたりの複数のZKプルーフを検証する能力を持つ必要があります。これが可能になると、決済は依然としてL1ブロック時間によって制約されます-現在のパラメーターでは少なくとも12秒です。

NFFLは、ロールアップから署名されたシーケンサーの証明を利用することで、異なるアプローチを提供します。L1にバッチが公開されるのを待つのではなく、NFFLオペレーターはシーケンサーによって生成された状態の変化をすぐに検証して証明することができます。これにより、強力な暗号経済のセキュリティを維持しながら、数秒でクロスチェーンの状態を検証することが可能となります。

重要なことは、NFFLはイーサリアムのロールアップセキュリティモデルと競合するものではなく、脅威として見るべきではありません。それどころか、モジュラーイーサリアムエコシステム内で新たな可能性を提供する補完的なツールです。アプリケーションは、必要に応じてL1を介した正統な決済に依存しながら、迅速な状態の検証にNFFLを使用することができます。これにより、開発者がセキュリティモデルを特定のニーズに適したものに組み合わせてクロスチェーンアプリケーションを構築するための豊富なツールキットが生まれます。

結論

NFFLは、イーサリアムのモジュラーエコシステムにおける最も差し迫った課題の1つである、安全で効率的なクロスロールアップ状態検証を可能にするための新しいアプローチです。NFFLは、経済安全保障のためにEigenLayerのretaked ETHを、効率的なデータストレージのためにNEAR DAを活用することで、数時間や数日ではなく、数秒でロールアップ状態を検証できる高速ファイナリティレイヤーを作成します。

プロトコルの綿密な設計の選択肢は、クロスチェーンインフラストラクチャの課題に対する深い理解を反映しています。ロールアップのセキュリティモデルを置き換えることを試みるのではなく、NFFLは特定のユースケースに最適化された補完的なレイヤーを提供します。チェックポイントベースのタスクシステムは、効率的なオフチェーン操作を可能にしながら、オンチェーンのセキュリティ保証を強力に維持します。また、登録契約アーキテクチャにより、ロールアップはNFFLの経済的セキュリティを継承しながら状態を信頼できるように検証することができます。

NFFLは以前は実用的ではなかった新世代のクロスチェーンアプリケーションを実現します。ロールアップ全体で担保を共有する統一融資プロトコルから確立された流動性を普遍的に利用可能にするDEXラッパーまで、NFFLの高速状態検証は真のチェーン抽象化のためのビルディングブロックを作り出します。これは生態系全体での資本効率とユーザーエクスペリエンスに深い影響を与えます。

プロトコルのロードマップは、継続的な改善へのコミットメントを示しています。ECDSA署名への移行やダイナミックオペレータセットの実装などの計画されたアップグレードは、分散化とスケーラビリティを向上させます。包括的なチャレンジとスラッシュメカニズムのアクティベーションは、セキュリティ保証を強化します。NEARを超える追加のDAソリューションとの統合により、NFFLはさらに普遍的になります。

イーサリアムのロールアップエコシステムが進化し続けるにつれて、安全なクロスチェーンの状態検証の必要性はますます高まるでしょう。NFFLは、スピードとコスト効率を最適化しながら、イーサリアムのセキュリティを再ステーキングすることで、このニーズに応えるための良い位置にあります。強力なセキュリティ保証を維持しながら、新しい形式のクロスチェーンの相互作用を可能にすることで、NFFLはイーサリアムのモジュラーなビジョンを現実のものにします。

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Nuffle: イーサリアムのファイナリティ・アズ・ア・サービス・レイヤー

上級1/7/2025, 7:06:00 AM
この記事では、EigenLayerの再ステークETHとNEAR DAを使用した高速なクロスロールアップステート検証プロトコルであるNFFLについて探求しています。これにより、高速な確定性を持つ安全で効率的かつスケーラブルなクロスチェーンアプリケーションが可能となります。

イントロダクション

振り返ると、ロールアップはイーサリアムや分散技術全体の決定的なスケーリングソリューションとして登場しました。イーサリアムのDencunアップグレードから9ヶ月後、ロールアップのデータ可用性スケーリングを目指した結果、取引スループットは超過しました1秒あたり200件の取引年初からの5倍増を示す。2つの主要なロールアップ、ArbitrumとOP Mainnetは、ステージ1の分散化を達成しています。いくつかの有名な代替レイヤー1ネットワークを超える2025年には、ステージ2の分散化を目指した追加のロールアップを含め、分散化指標でのゲート.ioの進展がありました。ゼロ知識証明技術は進歩し、イーサリアム相当のトランザクションのサブセントコストでの検証、現代のEthereumブロックチェーン上で数千の標準ユーザートランザクションの効率的な検証のための経路を確立すること。

しかしながら、この進歩には新たな課題も存在します。複数のチームがEthereum上で独自のブロックチェーンを開発していますが、それらの間には限定的な相互運用性があります。この制約は主にロールアップの頻繁な最終化がないことに起因しており、クロスチェーンの意味のあるコミュニケーションが妨げられています。さらに、現在エコシステムの活動量と総額が多数派であるオプティミスティックロールアップは、共有ブリッジの外での直接通信を阻む技術的制約に直面しており、ArbitrumやBaseなどの主要ネットワーク間の相互運用性に大きな障壁を生じさせています。コミュニティは、意図ベースのブリッジングやアトミックスワップから包括的なチェーン抽象化まで、さまざまな解決策を提案しています。それらの解決策には異なる点がありますが、共通の要件があります: ロールアップ間の安全な状態検証を可能にする信頼性のある真実の情報源—それが迅速かつ費用対効果に優れているプロトコルです。

主要なソリューションの中で、楽観的なオラクル(Across)、専門のオペレーターコンセンサス(LayerZeroを介したStargate)、または中央集権化されたシーケンサーの信頼(Polymer Hub)に依存することが一般的ですが、Nuffle LabsのFast Finality Layer(NFFL)は、効率性、セキュリティ、Ethereumの整合性の間に魅力的なバランスを提供しています。この論文では、NFFLのイノベーティブなアプローチであるEigenLayerの再ステーキングメカニズムとNEAR DAを介したクロスロールアップの状態の検証を実現する方法、そのアーキテクチャの設計と開発のロードマップ、およびエコシステムへの潜在的な応用とその影響について検討します。

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ロールアップ 101

ロールアップはブロックチェーンですトランザクションの順序付け、データの利用可能性、そしてコンセンサスに別の独立したブロックチェーンを利用し、一方でトランザクションを親ブロックチェーンによって外部で実行する方法を使用するもの。多くの定義が親チェーンをレイヤー1(L1)とロールアップをレイヤー2(L2)と呼ぶが、一部のフレームワークではL2がデータの利用可能性のためにL1を使用することを要求しない。この論文では、ロールアップ全般ではなく、特にロールアップに焦点を当てている。

この区別の例 - すべてのロールアップはL2ですが、すべてのL2が必ずしもロールアップではありません。出典: blog.thirdweb.com

もちろん、私たちの場合、親L1はEthereumブロックチェーンです。ロールアップとそのコア機能(後で詳しく述べます)に対して共有する責任があります。ロールアップがコア機能である取引の順序付け、データの利用可能性、およびコンセンサスをどのように活用しているかを分析しましょう。

取引順序付け

ロールアップには、L1ネットワークを介してトランザクションの含まれる順序を管理するためのシーケンサと呼ばれるエンティティが組み込まれています。シーケンサは従来のブロックチェーンにおけるブロックプロデューサーと同様の機能を持っています。具体的には、シーケンサはユーザーからの着信トランザクションを順次受け入れ、それらをバッチ(L1ブロックに類似)に集約し、定期的にこれらのバッチをL1上の指定されたスマートコントラクトに公開します。

L1上のスマートコントラクトは、すべての公開トランザクションとその順序の信頼できる記録を維持します。Rollupノードは、新しいブロックとトランザクション情報を取得するために、このコントラクトを監視する必要があります。L1ブロックにバッチが含まれ、L1のコンセンサスによってそのブロックが確定すると、そのバッチ内のすべてのトランザクションの含まれる順序は、L1のセキュリティプロパティによって保証されます。

ある程度、シーケンサーはロールアップの「スターター」であり、実際に新しいトランザクションをネットワークに受け入れるのを助け、状態を前に進めることを容易にします。一部のロールアップは分散型のシーケンスを実装しており、それはリスクを軽減する専門化されたエンティティのローテーションセットを使用して、それ以外は中央集権化されたシーケンサーのダウンタイムのリスクを減らします。また、ベースとなるシーケンスでは、L1へのバッチの公開前に信頼のソースとしてシーケンサーを使用せず、誰でもシーケンサーになることができますが、そのバッチはL1に公開されるときにのみノードによって使用されます。これにより、公開のダウンタイムのリスクがほとんどなくなり、取引の取り込みが遅くなるコストが発生します(最良のケースではL1のブロックごとに12秒)。

ただし、シーケンサーは、自分自身のバッチの実行後でさえ、ロールアップの新しい状態を決定しません。したがって、シーケンサーはロールアップを「開始」しますが、それが必ずしも「実行」するわけではありません。なぜなら、彼らの行動が直接悪意のある状態遷移につながることはありません。

エンジンスターター。エンジンを動かさなくても、なければエンジンも動作しません。ロールアップをエンジン、シーケンサーをスターターと考えてください。

データの利用可能性

ただし、一部のトランザクションの順序に関する情報だけでは、ロールアップのノードには十分ではありません。なぜなら、それらのトランザクション自体を持っていないからです。これらのトランザクションを実行して、ロールアップのブロックチェーンでその結果を決定するために、ノードはバッチ内のすべてのトランザクションに完全かつ制限のないアクセス権を持たなければなりません。

したがって、ロールアップシーケンサーは、ロールアップのスマートコントラクトが検証できるように、包括的な取引データをL1に公開しなければなりませんデータの利用可能性. 1つのバッチの取引データがL1で含まれ、確定されると、その利用可能性はすべての参加ノードに保証されます。

Dencunアップグレード前、Ethereumロールアップは、L1のシーケンスコールの入力データ(calldata)にトランザクションデータを投稿していました。したがって、すべてのトランザクションは永遠にL1のブロックチェーンに投稿する必要がありました。これは、将来のノードを含め、すべてのノードがロールアップの状態を再構築できるようにしたいため合理的に思えるかもしれません。しかし、これは非常に効率が悪いです。 Ethereum L1はその元帳に大量のデータを保存することができず、Ethereumの高速レーンであるロールアップは非常にデータ集約的です。代わりに、ロールアップのスマートコントラクトを使用して、シーケンスされたトランザクションの妥当性を検証し、ノードが瞬時にコントラクト内の状態に従うようにすることができます。それによって、すべてのジェネシスから始まるすべてのトランザクションから再構築するのではなく、ノードが直接コントラクト内の状態をフォローすることができます。

鎮座する橋(コンセンサス)

単純化のために、私たちはロールアップの定義を逆さまにしました。通常、すべての説明はロールアップとそのL1の間の双方向ブリッジから始まります。ロールアップでL1のネイティブ通貨を自分自身として使用することは一般的で、シーケンサーやプロポーザーの経費に基づいてガス手数料を見積もることを簡素化します。さらに、多くのロールアップは、生態系内で人気のあるトークンを最初の日から取得したいと考えており、そのためにL1からそれらをブリッジするのが最良の選択肢です。

L1からロールアップへのブリッジスマートコントラクトの実装は非常に簡単です。ロールアップノードはすでにそのコントラクトで起こるすべてのことを監視しているため、L1デポジット機能を実装することができます。これはすべてのノードがロールアップ自体で対応する「ラップトークン」の発行コマンドと解釈するでしょう。

ただし、信頼できない引き出しには、ブリッジ契約がロールアップトランザクションをすべて検証し、正当な結果を決定する必要があります。これにより、ブリッジはL1上の許可されたイニシエータに資金を開放することで有効な引き出し要求を処理できます。この検証メカニズムにより、ブリッジはロールアップの正準状態の決定的なソースとなります。ノードは、代替チェーンのフォークに関係なく、ブリッジの状態遷移に合わせます。従来のブロックチェーンとは異なり、ロールアップはチェーン選択のための独立したコンセンサスルールを実装していません。L1上のブリッジ契約が正準チェーンを定義しています。

ブロブ

イーサリアムのDencunアップグレードは、昨年3月に導入された「ブロブ」と呼ばれる、ブロックチェーンの外部に保存され、ネットワークのバリデータによって~18日後に削除される一時的なデータセルを導入しました。ロールアップブリッジによってトランザクションを再実行せずに状態を再構築することが可能になったため、この特性はアップグレード後すぐにcalldataからブロブに移行したロールアップにとって非常に有用となりました。具体的には、Dencun以前のロールアップの合計TPSは約50でしたが、現在は200を超え、理論的な限界に達しています。ロールアップによって400-800 TPSになります.

源:L2BEAT

容量の向上に加えて、Blobはトランザクションデータの保存にEVMガスコストを支払う必要をなくし、専用の一時保存用チャネルと独自の手数料設定を備えた別チャネルを確立しました。このアーキテクチャの変更により、ロールアップにおけるトランザクションコストが劇的に削減され、手数料が10-40セントからBaseなどのネットワークでサブセントレベルにまで低下しました。

ソース: growthepie.xyz

ロールアップ決済

シーケンサはトランザクションの順序付けと公開を管理しますが、それはロールアップアーキテクチャの1つのコンポーネントに過ぎません。ロールアップは、新しくシーケンスされたバッチによって生じる特定の状態出力をL1ブリッジに説得する責任を持つ「提案者」と呼ばれるエンティティも組み込んでいます。要するに、シーケンサはトランザクションの発生と順序付けを確立しますが、提案者はロールアップの処理ロジック(仮想マシンなど)に基づいて、これらのトランザクションの結果を示します。

提案者の役割は、ロールアップの状態検証アプローチによって大きく異なります。最適主義とゼロ知識(ZK)の2つの基本的に異なる方法論が存在し、2つのロールアップのカテゴリを定義しています。

オプティミスティック・ロールアップ

オプティミスティックロールアップでは、提案者は通常、シーケンサーのバッチ公開と同時またはその直後にL1ブリッジに状態更新を定期的に送信します。これらの状態更新には、最新のバッチですべてのトランザクションを実行した後の新しい状態全体に対する暗号化コミットメントである新しい状態ルートが含まれています。

無効な状態の更新を防ぐため、ブリッジはチャレンジ期間(通常7日間)を実装しています。この期間中、特殊なアクターである「チャレンジャー」は、詐欺の証拠を提出することで提案に異議を唱えることができます。この証拠は、疑わしいトランザクションをL1で再実行し、結果を比較することで、トランザクションが誤って実行されたことを証明します。

もしチャレンジャーが、プロポーザーが無効な状態遷移を提出したことを正しく証明した場合、状態出力は元に戻され、チャレンジャーは報酬を受け取ります(通常はプロポーザーが投稿する必要がある保証金から)。これにより、プロポーザーが正当な状態遷移のみを提出するようにインセンティブが与えられる経済ゲームが生まれます。

ゼロ知識ロールアップ

ZKロールアップでは、提案者は数学的な証明(「有効性証明」とも呼ばれる、またはより技術的に正確には「ZK証明」と呼ばれる)を生成します。これらの証明は、すべての状態遷移の正しさを示します。これらの証明は、バッチ内のすべてのトランザクションがロールアップのルールに従って実行され、その実行の具体的な詳細は明らかにされません。

L1ブリッジは、効率的な暗号操作を使用してこれらの証明を迅速に検証でき、トークンスワップのコスト程度で済みます。証明が検証されると、ブリッジは状態更新を受け入れ、これにより提案者は状態更新を提出する前にかなりの計算作業を行わなければなりませんが、これらの更新は楽観的ロールアップに比べてはるかに速く解決されます。

決済、確定、および相互運用性

カノニカルブリッジを介した決済時間は、オプティミスティックロールアップの場合はチャレンジ期間により7日から、ZKロールアップの場合は証明生成のオーバーヘッドとバッチ公開コストにより数時間まで大幅に異なります。このモデルは、遅延を許容できる高額取引を保護するのに適していますが、DeFiエコシステム全体には大きな摩擦を生み出します。

これが実世界の使用にどのように影響するかを考えてみてください:Arbitrumベースの担保を使用してBaseでローンを組みたいユーザーは、まず資産をブリッジし、使用する前に最大7日間待たなければならない。異なるロールアップ間のUniswapプールでアービトラージの機会を見つけたトレーダーは、実行できる前に機会が消滅してしまうでしょう。プレイヤーが異なるロールアップ展開間でアイテムを取引できるようにしたいゲームアプリケーションは、そのような長い遅延で受け入れられないUXに直面することになります。

ここでの重要な洞察は、ロールアップノードが実際に状態の変化をより速く観察できるということです。通常、L1ブロックの確認後数秒以内です。この状態は、正規のブリッジで完全な決済を経ていないものの、すでにイーサリアム上で順序付けられ確定されたトランザクションデータに基づいています。多くの中央集権取引所は、既にこの特性を活用し、独自のノードを実行し、L1でのトランザクションの確定を検証することで、ロールアップからのユーザー入金をわずか数ブロックの確認後にクレジットしています。

これにより、ロールアップエコシステムには興味深い二分法が生まれます。ロールアップは、イーサリアムの取引スループットを成功裏に拡大しましたが、状態と流動性の断片化を導入しました。それぞれのロールアップは、同じ基盤となるチェーン、つまりイーサリアムからセキュリティを派生しているにもかかわらず、ブリッジの決済を待たなければ他のロールアップの状態を効率的に検証できない独立したブロックチェーンとして機能します。

既存のソリューション

エコシステムは、中央集権的なブリッジから専門のオフチェーンネットワークまで、これらの制限を克服するためのさまざまなアプローチを開発してきました。これらのソリューションは、通常、3つの主要な特性間で異なるトレードオフを行います。

  • セキュリティ - 状態の検証が正しいことの保証はどれくらい強いですか
  • スピード - 状態をチェーン間で素早く検証できる速さ
  • コスト - ソリューションの維持および使用の費用がどれくらい高いか

既存のほとんどのソリューションは、セキュリティを犠牲にして速度とコストを最適化しています。これは、信頼できるオペレータ、マルチシグ、または最小限の経済的なバックアップを必要とする楽観的なメカニズムに頼ることが多いです。これにより、数多くの有名なブリッジハックが発生しており、特に6億2500万ドルのローニンブリッジの攻撃は、利便性のためにセキュリティを犠牲にするリスクを浮き彫りにしました。

基本的な課題は、ロールアップ状態についての安全な「真実の情報源」を確立することです。

  • 数秒または数分ではなく、数時間または数日以内に状態変更を確認します
  • 強力な暗号経済セキュリティの保証を提供する
  • インフラプロバイダーとユーザーの両方にとって費用対効果が高い運営
  • 既存のロールアップアーキテクチャとシームレスに統合する

ロールアップ間の安全で高速な状態の検証を可能にするこの機会は、大きなイノベーションを引き起こしました。さまざまなチームが異なるアプローチで問題に取り組んでおり、セキュリティを犠牲にすることなく、次世代のクロスチェーンアプリケーションを支えるインフラを作り出すことを目指しています。

以下のセクションでは、NFFLがEigenLayerの再積層とNEAR DAの新しい組み合わせを通じてこの課題に取り組む方法を探っていきます。これにより、セキュリティ、スピード、コスト効果のバランスを慎重に保ちながら、高速な確定性レイヤーが作成されます。

NFFL Deep Dive

コアテーゼ

NFFL(Nuffle Fast Finality Layer)は、ロールアップ間での迅速な状態検証を提供することで、安全なクロスチェーン相互作用を可能にする革新的なアプローチを表しています。開発者にセキュリティとスピードのどちらを選択するかを強制するのではなく、NFFLはEigenLayerの再ステークETHを活用して、数秒以内にロールアップの状態を証明できる暗号経済的に保護された高速最終性層を作成します。

その核心には、NFFLはEigenLayerで実行されるアクティブに検証されたサービス(AVS)として機能します。参加するロールアップのための完全ノードを実行する各オペレーターからなる分散ネットワークは、状態の更新を検証し証明します。これらの証明は、オペレーターの再投資されたETHで裏付けられ、正直な行動に対する強力な経済的インセンティブが生じます。効率的なブロックデータの保存のためのNEARのデータ可用性レイヤーと組み合わせることで、NFFLはアプリケーションがカノニカルブリッジ決済よりも桁違いに高速な2〜3秒でクロスチェーンの状態を安全に検証することを可能にします。

NFFLのシンプルな設計アーキテクチャ

NFFLが特に魅力的なのは、その実用的な設計アプローチです。イーサリアムのセキュリティモデルに取って代わろうとしたり、競合したりするのではなく、より迅速なファイナリティを必要とするユースケースに最適化された補完的なレイヤーを提供します。アプリケーションは、特定のニーズに基づいて、NFFLの暗号経済セキュリティに依存するか、完全なL1決済を待つかを選択できます。この柔軟性により、NFFLは強力なセキュリティ保証を維持しながら、多くのクロスチェーンインタラクションのユーザーエクスペリエンスを向上させることができます。

システムは3つの主要なイノベーションを導入しています:

  1. ローカルで実行された状態遷移をNEAR DAにポストされたブロックデータと比較することにより、ロールアップ状態に関するコンセンサスを得る分散型オペレータネットワーク
  2. EigenLayerのスラッシングメカニズムを通じての責任を維持しながら、オペレーターの証明の効率的な集約と検証を可能にするチェックポイントベースのタスクシステム
  3. すべてのロールアップにわたって承認されたロールアップデータを簡単に取得できるNEAR DAを使用したデータストレージメカニズム

この設計により、NFFLはセキュリティ、スピード、およびコスト効率の間で慎重なバランスを取ることができます。これは従来、クロスチェーンインフラストラクチャーにおいて相反していた3つの特性です。高速かつ安全な状態の検証を提供することで、NFFLは貸出プロトコルから流動性集約者に至るまでの様々なクロスチェーンアプリケーションに新たな可能性を開いています。

以下のセクションでは、NFFLのアーキテクチャについて詳しく説明し、そのさまざまなコンポーネントがクロスチェーン相互作用の新しいプリミティブを実現するためにどのように連携するかを調べます。セキュリティモデルを分析し、潜在的なアプリケーションについて説明し、プロトコルの将来の開発のためのロードマップを見てみましょう。

コアコンポーネント

オペレーターセット

NFFLの核心には、オペレーターネットワークがあります。これは、Ethereumのセキュリティを拡張して高速なクロスロールアップ検証を可能にする分散システムです。独自のセキュリティ前提を必要とするさらに別の孤立したネットワークを作成するのではなく、NFFLはEigenLayer上のActively Validated Service(AVS)として構築されており、既存のEthereumバリデーターエコシステムに直接アクセスできるようになっています。

この建築選択は、NFFLのセキュリティモデルを理解する上で基本的なものです。 Ethereumのコンセンサスを保護する同じバリデーターは、EigenLayerを介してETHを再ステークすることでNFFLオペレーターになることができます。 これにより、彼らはロールアップの状態に関する証明に賭けたETHを危険にさらすことになります。 これにより、EthereumのコンセンサスとNFFLの高速確定層の間に強力なセキュリティブリッジが作られます。

ロールアップが新しいブロックデータをL1に公開すると、リレーヤーはそれをNEAR DAに転送します。オペレーターは両方のソースからブロックデータを取得し、それらが等価であることを確認します。NFFLを利用するアプリケーションをユーザーや開発者にとってより便利にするために、NEAR DAでロールアップデータを公開する必要がある理由について詳しく説明します。

新しいロールアップバッチを取得した後、オペレーターはそれらをロールアップノードで実行します。彼らが同じノードソフトウェアを実行している場合、常に同じ正しい状態出力が表示されます。この状態出力は、すべてのオペレーターによって署名されます。オペレーターの大多数が特定の状態に同意した場合、システムによって受け入れられ、すべてのロールアップにわたるレジストリコントラクトに送信できます。

このようなシステムの経済的なセキュリティには、EigenLayerのスラッシュメカニズムから生じる非常に興味深い特性があります。

EigenLayerでは、アクティブに検証されたサービスは、オペレーターからの無効な証明を検出し、その後にその預金を削減(清算)することができる検証メカニズムを実装することができます。NFFLは、ブリッジで決済される前に、オフチェーンでロールアップ状態を「仮決済」するため、決済遅延を待って証明とブリッジの出力の不一致についてAVS契約に通知することで、詐欺を客観的に検出することが可能です。これにより、詐欺的な証明の経済的なインセンティブがなくなり、L1およびNFFLの状態を監視する任意のエンティティによって、ロールアップノードを実行しなくても検出および削減される可能性があります。言い換えると、NFFLはネットワークの主張を「保険」することができます。オペレーターは、ロールアップ状態に関する自分たちの主張を裏付けるために、かなりの資本をリスクに晒しています。

これが特に強力なのは、システム全体でインセンティブを調整する方法です。オペレーターは、誠実な参加に対して料金を稼ぐ一方で、不正に対しては大きな損失を被るリスクを負います。ETHがNFFLに再投入されればされるほど、これらのインセンティブは強くなります。また、このセキュリティはEigenLayerを通じてイーサリアムから派生しているため、イーサリアム自体に数千億ドルの価値を確保するのと同じ堅牢な経済セキュリティモデルの恩恵を部分的に受けています。

メッセージングフロー

NFFLのメッセージングシステムは、スケーラビリティのあるクロスチェーンの状態検証を処理する革新的なアプローチを示しています。高額な費用がかかるため、すべての状態証明をオンチェーンで記録するのではなく、NFFLはメッセージとタスクの二層システムを導入し、効率的なオフチェーンの操作と同時にオンチェーンのセキュリティ保証を維持します。

メッセージはNFFLのコミュニケーションの基本単位です。オペレーターが新しい状態を検証すると、その状態を証明するためのメッセージを作成し署名します。これらのメッセージは主にオンチェーンのガスコストを発生させずに、オペレーターとアグリゲーターの間で循環しています。システムを通じて流れるメッセージには2つの異なるタイプがあります。

  • ステートルート更新メッセージには、特定のブロック高でのロールアップの状態に関するオペレーターの証明が含まれています。各メッセージには、ステートルート自体だけでなく、ブロックデータを含むNEAR DAトランザクションへの参照も含まれており、証明された状態とその基になるデータとの検証可能なリンクが作成されています。
  • オペレータセット更新メッセージは、NFFLのオペレータセットの変更を追跡します。これらのメッセージは、システムのセキュリティに重要であり、ロールアップレジストリ契約が正当なオペレータの最新のレコードを維持し、アテステーションがリスクを負って認可された参加者からのみ受け入れられることを保証します。

メッセージは効率的な状態検証を可能にしますが、それだけではシステムの経済的なセキュリティを確保するのに十分ではありません。ここで、タスクが重要な役割を果たします。タスクはオンチェーンの作業単位であり、定期的な間隔でシステムの状態をチェックポイントとしています。すべてのメッセージをEthereumに送信するのではなく、オペレータは定期的に特定の時間帯のすべてのメッセージを含むSparse Merkle Treeを構築します。このツリーのルートはタスクの応答として提出され、オフチェーンの証明への効率的なオンチェーンのコミットメントが作成されます。

このチェックポイントシステムは特に賢明であるため、すべてのメッセージをブロックチェーン上に保存することなく、任意のメッセージを選択的に検証することができます。 Merkle証明により、特定のメッセージがチェックポイントに含まれていることを誰でも検証できるため、基本的なコストを低く保ちながら効率的なチャレンジメカニズムを実現できます。 チェックポイントが時間枠内のすべてのメッセージにコミットするブロックヘッダーとして機能する「アテステーションのブロックチェーン」を作成すると考えることができます。

このシステムにおいて、集約者はオペレーターの署名を収集し、それらをAPIを介して利用可能にすることで重要な役割を果たします。オペレーターがメッセージに署名すると、それらは集約者に送信され、集約者はそれらがクォーラム(ステークされたETHによって重み付けされた)に達したことを検証した後、アプリケーションで使用するためにそれらを公開します。これにより、開発者にとってはわかりやすいインターフェースが作成される一方で、システムの分散型セキュリティ特性が維持されます。次のセクションで集約者サービスについて詳しく説明します。

集約サービス

アグリゲーターは、NFFLの調整レイヤーとして機能し、オペレーターとアプリケーション間のメッセージの流れを効率的に管理します。概念的には直感的ですが、その設計には実用的な開発者のニーズと分散化の原則の両方が慎重に考慮されています。

アグリゲーターは、署名の集約における「コモンズの悲劇」問題を解決します。専用サービスがない場合、NFFLを使用する各アプリケーションは、すべてのオペレータから署名を独立して収集および検証する必要があります。それは非効率的でコストがかかります。代わりに、アグリゲーターはオペレーター署名の単一の収集ポイントを提供し、クォーラムを検証し、シンプルなAPIを介して検証済みの証言を公開します。

署名集約プロセスは以下のように機能します:

  • オペレーターは独立して、状態の更新を証明するメッセージに署名します
  • これらの署名は収集のために集約者に送信されます
  • 集約者は署名の有効性を検証し、クォーラムを追跡します
  • 十分なステークウェイトが達成されると、集計署名が利用可能になります
  • アプリケーションは、集約者のAPIを介してこれらの証明書を取得できます

この設計は、NFFLを統合する開発者の複雑さを大幅に削減します。複雑な暗号操作やオペレータのステークの追跡を管理する代わりに、アプリケーションはクリーンなAPIインターフェースを通じて特定の状態の更新のための証明を単純にリクエストすることができます。集約者は、署名の収集、検証、およびBLS集約の複雑さをすべて裏で処理します。

シグネチャの集約

NFFLがさらに使用するBLS集約を探ってみましょう。 BLS署名には、複数の署名を1つの署名に組み合わせる強力な数学的特性があります。演算子から個々の署名をN個検証する代わりに、計算コストが高くガスを大量に消費することになるので、アプリケーションは集約された1つの署名を検証することができます。

ここでの効率の向上は相当です。NFFLオペレータがメッセージに署名すると、彼らはプライベートキーを使用して標準のBLS署名を生成します。その後、アグリゲータはこれらの個々の署名を1つのコンパクトな署名に組み合わせることができます。このアグリゲートされた署名のサイズと検証コストは、参加したオペレータの数に関係なく一定です。このプロパティにより、システムは非常にスケーラブルになります。

また、集約署名は、署名オペレータの結合された公開鍵に対して検証することができます。経済的なセキュリティが適切に考慮されるように、ステーク量に応じて重み付けされます。その後、レジストリ契約は状態の更新に十分なステークウェイトが証明されたことを確認するために、ただ1つの署名検証操作のみを実行する必要があります。

アグリゲーターとチェックポイント

集約ツールは便利ですが、NFFLのセキュリティモデルには影響しません。集約ツールが収集する署名は公開可能であり、その役割は単に組織的なものであり、権威的なものではありません。アプリケーションは常に独立して、集約された署名がステーキングオペレーターからの正当なクオーラムを表していることを検証できます。集約ツールは署名を偽造することも、正当な証明を隠すこともできません-単にそれらをよりアクセスしやすくします。

アグリゲーターは、チェックポイントシステムでも重要な役割を果たします。時間の経過とともにすべてのメッセージを収集することで、チェックポイントタスクで使用されるスパースマークルツリーを構築できます。これにより、システムを通過したすべての構成証明の効率的な記録が作成され、セキュリティ上の課題や監査の目的で必要に応じて後で検証できるようになります。

レジストリ契約

各参加ロールアップに展開されたRegistry契約は、NFFLのオフチェーン証明とオンチェーン状態の検証の重要な橋として機能します。これらの契約により、アプリケーションはNFFLの暗号経済的に保護された証明を検証することで、他のロールアップの状態を信頼できるようになります。

Registryが特に興味深いのは、それがさまざまなチェーンでNFFLのセキュリティ特性を維持する方法です。各Registry契約は、NFFLのオペレータセットのローカルコピーを保持し、オペレータセットの更新の証明を追跡します。これは、オペレータセットがイーサリアムのEigenLayerを介して管理されている間、その状態がすべての参加ロールアップで信頼できるように、それらが独自に証明を確認できるようになります。

アプリケーションが他のロールアップの状態を検証する必要がある場合、例えば、OptimismからArbitrumの担保をチェックする貸出プロトコルなど、関連する証明書をローカルのRegistry契約に提出します。この証明書には、先ほど説明した集約BLS署名と、証明されている特定の状態ルートと関連するNEAR DAトランザクションの参照が含まれています。

レジストリ内の検証プロセスは、BLS署名集約により非常に効率的です。契約は、現在のオペレータセットの重み付けされた公開鍵に対して単一の署名検証のみを実行する必要があります。署名が有効であり、十分なステークウェイトを表している場合、レジストリは検証された認証済みステートを受け入れます。これにより、セキュアかつコスト効率の高いロールアップ間の信頼できるブリッジが作成されます。

レジストリは、セキュリティとコスト効率の両方を備えたトラスト最小化されたロールアップ間のブリッジを作成します。集計された署名を運営者セットの重み付け公開鍵に対して検証することにより、状態の更新が十分な証明重みを受け取ったことを確認できます。これにより、アプリケーションは異なるロールアップ間で状態を信頼性の高い方法で検証できるようになり、NFFLの経済的セキュリティ保証を引き継ぐことができます。

レジストリは、NFFLのチャレンジシステムにおいて重要な役割を果たします。もし証明が後にチャレンジシステムを通じて詐欺であることが証明された場合、レジストリはそれを無効にし、誤った状態に依存するアプリケーションを保護します。これにより、ステークしたETHによる即時の暗号経済的保証と、チャレンジを通じた長期的な詐欺保護が複数のセキュリティレイヤーを作り出します。

障害分類&セキュリティ設計

NFFLのセキュリティモデルは、2つの主要なオペレーターの不正行為を検出およびペナルティを科すことを中心としています: セーフティフォルトとリブネスフォルト。

セーフティフォールトは、システムのルールに矛盾する不正確な状態や結果を生み出すことで、ネットワークの完全性に影響を与える違反です。オペレーターが犯すことができるセーフティフォールトには、2つの主要なタイプがあります。

  • イーサリアム
  • 無効な証明は、オペレータが証明可能に間違った文を署名する場合に発生します。これは、オンチェーンの状態デルタに一致しないオペレータセットの更新に証明を行ったり、ブロックのトランザクションの正しい実行に対応しない状態ルートを署名することです。これらの不具合は、オンチェーンデータを通じて客観的に検証することができます。

安全性の欠陥は正確性を直接攻撃しますが、Liveness Faultsはネットワークの可用性と効率に影響を与えます。オペレータが一貫してメッセージ署名に参加を控えると、ネットワークの可用性に影響を与え、クォーラムに到達するためにより多くの署名が必要なユーザーの検証コストが増加します。プロトコルは、チェックポイントタスクを介してオペレータの参加状況を追跡し、そのような行動を特定して罰する。

フォルトの種類とチャレンジされるメッセージによって、チャレンジプロセスは異なります:

チェックポイントタスクでは、挑戦者はメッセージの含有または除外の過失を証明することができます。チェックポイントの時間帯からの有効な証明を持つメッセージが省略された場合、または無効/期間外のメッセージが含まれた場合、挑戦は成功します。これは、チェックポイントのメッセージツリーに対するMerkle証明によって検証されます。

個々のメッセージは、メッセージの内容が無効であることを証明することによって、そのチェックポイント期間後に異議を唱えることができます。例えば:

  • オペレータの設定更新メッセージは、主張された更新IDまたはオペレータのデルタがオンチェーンの状態と一致しない場合に無効にすることができます
  • ステートルートの更新メッセージは、正しいトランザクションの実行と矛盾していると主張されるステートルートを示すことによって挑戦することができます

この多層化された検証システムにより、プロトコルはオフチェーンメッセージングを介した高速な操作を維持しながら、暗号経済メカニズムを通じて強力なセキュリティ保証を維持できます。EigenLayerのスラッシングによって無効な動作を証明可能に検出し、経済的に罰することで、NFFLは正当な操作に対する強力なインセンティブを創出し、違反が発生した場合に効率的なチャレンジを可能にします。

実世界のフロー例

NFFLは、高速で安価なクロスロールアップステートリードを実現することで、現行のエコシステムの技術スタックでは実現不可能だった様々なアプリケーションを開くことになります。理論的かつシンプルなものから、より複雑で具体的なアプリケーションまで、今日のイーサリアムエコシステムで最も人気のある領域で役立つアイデアを探ってみましょう。

ハロープロトコル

まず、Nuffle Labsの公式ドキュメンテーションに記載されている簡単な例から始めましょう。このプロトコルは、ユーザーが異なるロールアップ間で「こんにちは」メッセージを送信することを可能にします。基本的ですが、これによってアプリケーションがクロスチェーン通信にNFFLを活用する方法の核心的なメカニズムが示されます。

ネットワーク#1で読まれるメッセージを送信したいユーザーを考えます。プロセスは、彼らがネットワークの状態に彼らの「こんにちは!」メッセージを記録するネットワーク#1上のトランザクションを提出することから始まります。この時点では、メッセージはネットワーク#1上にしか存在せず、通常、他のロールアップによって検証される前に正規のブリッジ決済(数時間または数日かかる可能性があります)を待つ必要があります。

ここが NFFL の出番です。このメッセージを含むブロックが生成されると、ネットワークのリレーアーによって NEAR DA に投稿されます。NFFL 演算子は、両方のネットワークのフルノードを実行し、このブロックデータがネットワーク#1のノードでローカルに計算されたものと一致することを検証します。検証後、彼らは新しいステートルートを証明するメッセージに署名します。

これらの証明書は、NFFLの集約サービスを介して流れます。このサービスでは、十分なステークウェイトが状態に証明するまで署名を収集します。クオーラムが達成されると、集約された署名は通常、オリジナルのブロック生成から数秒以内にNFFLのAPIを介して利用可能になります。

ここで興味深いのは、ネットワーク #2 でメッセージを消費することです。ネットワーク #2 の Hello プロトコルのコントラクトは、以下を含むトランザクションを受け入れることができます。

  • メッセージがネットワーク#1の状態に存在することを示すストレージ証明
  • NFFLの証明は、この状態が有効であることを証明しています
  • ブロックデータを含むNEAR DAトランザクションに言及しています

プロトコルは、このデータをネットワーク#2の登録契約にルーティングし、その契約は、NFFLオペレータの記録に対する証明書の署名を検証します。有効な場合、これによりメッセージがネットワーク#1の検証済み状態に存在することが証明され、プロトコルが安全に処理できるようになります。

その強力さの秘訣は、高速とセキュリティの組み合わせにあります。メッセージの提出からクロスチェーン検証までの全体のフローは、通常のブリッジでは数時間または数日かかるのに対し、数秒で完了することができます。しかし、そのセキュリティは、イーサリアムを再ステークしたETHによって裏付けられた暗号経済的保証によるものです。信頼できるオペレーターまたは楽観的な仮定。

「こんにちは」というメッセージを送ることは些細なことのように思えるかもしれませんが、この同じパターンはより洗練されたクロスチェーンアプリケーションを可能にします。ロールアップ間で状態を迅速かつ信頼できる方法で検証する能力は、クロスチェーンDeFiからチェーン抽象化されたユーザーエクスペリエンスまであらゆるもののためのビルディングブロックを作成します。

高速かつ安価なトークンブリッジング

これらの基本を基に、さらに実用的な応用を探ってみましょう - NFFLを活用したトークンブリッジは、迅速なクロスロールアップトランスファーを実現します。現在のブリッジの状況では、スピード、コスト、セキュリティの間で難しいトレードオフが迫られています。NFFLがこれらのダイナミクスをどのように変えるかを検討してみましょう。

今日の主要なブリッジは、これらのトレードオフを明確に示しています。LayerZeroによって駆動されるStargateは、比較的低コストであるが、複数のチェーン間での合意の達成とリレーが必要なため、10〜30分かかります。Acrossはほぼ即時の転送を提供しますが、コストが10〜100倍高くなります。これは、高価なUMAオラクルの出力と遅い(6時間)リバランスサイクルが流動性効率に影響を与えるためです。

NFFLはここで新しいパラダイムを導入します。別のオペレーターネットワークを維持する代わりに、EigenLayerのAVSフレームワークを活用することで、NFFLは数秒以内にロールアップの状態について合意することができます。この合意は参加するすべてのロールアップ間のレジストリ契約を介して効率的に中継され、Stargateのコスト効率性とさらに高速な最終性を組み合わせたブリッジデザインが実現できます。

ユーザーがアービトラムからベースにETHを移動する場合を考えてみましょう。アービトラムのブリッジ契約でトークンがロックされると、NFFLオペレーターはすぐにその状態変更を自分のフルノードを介して迅速に検証して証明します。アグリゲーターが十分な証明を収集すると、ベースのブリッジ契約はその登録契約を介してトークンのロックを直ちに検証し、ユーザーに資金を開放できます。

この速度と効率性により、多くの既存のブリッジ最適化はあまり関係がなくなります。たとえば、意図に基づいたブリッジングシステムは、遅い確定性を回避するために提案されることがあります-ユーザーはトークンをブリッジする意図を提出し、これらの意図は専門のアクターによってマッチングおよび実行されます。しかし、NFFLが意図のマッチングとほぼ同じ速度でコンセンサスを提供するため、ブリッジはStargateと同様の効率的な流動性プールデザインを使用することができますが、その速度制限はありません。

ここでの費用効益は大きいです。ブリッジのオペレーターは独自のコンセンサスインフラを維持したり、高価なオラクルの出力を支払ったりする必要はありません。ユーザーは基本的なガスコストの支払いを行いながら、秒単位で宛先チェーン上のトークンを受け取ることができます。流動性提供者はより効率的にポジションを管理でき、再バランスサイクルも速くなります。

追加の利点として、システムはEigenLayerのスラッシングメカニズムを通じて強力なセキュリティを維持します。 いかなる不正な証明も、オペレーターがステークしたETHを失うことになりますが、ブリッジは追加のセーフティレイヤーとしてカノニカルブリッジを通じて最終決済を確認することができます。

マルチチェーンレンディングプロトコル

クロスチェーンレンディングは、おそらくNFFLの最も魅力的な即時適用例を示しています。現在の貸出プロトコルは、チェーンの断片化による重大な制約があります。Aaveを例にとると、複数のロールアップに展開されているにもかかわらず、各展開は孤立して動作します。複数のチェーンで担保を使用したいユーザーは、アセットをブリッジする必要があり、流動性が分断され、資本効率が低下します。さらに、一部の小規模なロールアップ展開では、意味のある貸出に十分な流動性がないため、Aaveのマーケティングポジションである誰もが簡単にどんなサイズでも貸出できるという主張に疑問が生じます。「Aaveを使ってみてください」…ただし、最大の展開でのみ利用できます。

NFFLは基本的に異なるアプローチを可能にします。複数のロールアップ間でプールを維持するレンディングプロトコルを考えてみてくださいが、それらの間で担保状態を共有するためにNFFLを使用します。ユーザーはBaseに担保としてUSDCを預け入れることができ、その担保に対してArbitrumで直ちにUSDTを借りることができます。たとえUSDTがBaseに展開されていなくてもです。プロトコルのArbitrum契約はNFFLの証明を通じてBaseの担保ポジションを単純に検証し、ブリッジが必要ありません。

これにより、資本効率の新たな可能性が生まれます。ユーザーは資産を移動せずに、サポートされているロールアップ全体で最適なレートにアクセスすることができます。流動性プロバイダーは、チェーンごとに別々のポジションを維持することなく、最も必要な場所に資本を展開することができます。また、NFFLの証明を介してほぼリアルタイムでポジションを監視することができるため、プロトコルはセキュリティを維持しながらより良いレートを提供することができます。

利点は基本的な貸付を超えています。複数のDEXでポジションを取ることができるレバレッジトレードプロトコルを考えてみましょう。トレーダーはArbitrumに担保を預け、それを使用してArbitrumとBaseのDEXの両方でレバレッジポジションを同時に持つことができます。プロトコルはNFFL証明を介してすべてのポジションを監視し、必要に応じて迅速な清算を可能にし、トレーダーに全エコシステム全体で最高の価格にアクセスする機会を提供します。

このモデルは、既存のアプローチよりも著しくシンプルで効率的です。複雑なブリッジメカニズムや集中型の価格フィードではなく、プロトコルは直接登録契約を介して位置を検証することができます。NFFLによる高速な確定性は、安全マージンを低く保ちながらセキュリティを維持することができます。そして、ユーザーはエコシステム全体での流動性にシームレスにアクセスできます。

Cross-DEX: 一度デプロイして、どこでも使用する

分散型取引所をロールアップにまたがってスケーリングする現在のアプローチは、しばしばばかげた非効率性につながります。Uniswapのようなプロトコルが新しいロールアップにデプロイされると、ユーザーは最初に流動性を欠いたプールに直面し、重要な取引ペアが欠落しています。最近のZKエアドロップによる大きな興奮と資金の流れにもかかわらず、多くのプールは流動性が不十分なため、ローンチ後数日間使用できないままでした。一方、Arbitrum、Base、およびその他の確立されたチェーンでの同じプロトコルの展開は、数千のペアに対して深い流動性、低い手数料、および効率的な価格設定を維持しています。

このフラグメンテーションはエコシステム全体に摩擦を生み出します。流動性提供者はチェーン全体に資本を分散させる必要があり、悪い価格設定と高いスリッページがどこでも発生します。ユーザーはトークンを橋渡しして、別のチェーンでより良い流動性にアクセスしたい場合には常に待たなければなりません。プロトコルチームは複数のデプロイメントを管理する必要があり、それぞれが別々のメンテナンスと監視を必要とします。

その通りです: NFFLは再び基本的に異なるアプローチを可能にします。これを2つのますます強力なパターンを通じて探求しましょう:

Arbitrumに専用に展開された新しいDEXを考えてみてください。これは確立されたDeFiエコシステムと有利なガスコストを理由に選ばれています。チェーン全体にわたって別々のインスタンスを起動するのではなく、Arbitrum上で統一された流動性プールを維持しながら、どのロールアップからでも取引アクセスを可能にします。ここでは、Baseのユーザーがそれとどのようにやり取りするかを見てみましょう。

  1. アリスはBaseで10,000 USDCをETHにスワップしたいと思っています
  2. DEXのベースインターフェースは、NFFLアテステーションを介してArbitrumプールの状態をクエリします
  3. アリスは、ベースの断片化されたプールよりも良い価格を得ることができることに気づきます
  4. 彼女はベースで取引を承認します
  5. トランザクションはアービトラム上で実行され、その結果がベースに証明されます

この統合された流動性の利点は大きいです。流動性提供者は資本を一箇所に集中させることで、より良い価格設定と低いスリッページを実現できます。プロトコルチームは1つの展開のみを管理する必要があり、開発を簡素化し、運用コストを削減できます。ユーザーはどのロールアップを使用しているかに関係なく、一貫した深い流動性にアクセスできます。

このようなプロトコルは、以前に探求したブリッジングパターンを活用して、スワップフローをシームレスに管理することができます。わずか数秒の待機時間で、ブリッジングの実際の事実は完全に抽象化されます。これにより、最近暗号コミュニティで非常に人気のある「チェーン抽象化」テーゼに興奮して近づくことができます:dappにとってどのチェーンであるかは重要ではないのであれば、なぜあなたがいるチェーンやこれらのアプリがどのチェーンにいるかを気にする必要があるのでしょうか?ユーザーは単にアプリのウェブサイトに移動し、ウォレットを接続して必要なアクションを実行するだけです。完了。

しかし、NFFLはさらに強力なパターンを可能にし、既存のDeFiプロトコルをクロスチェーンアクセスすることができます。競合する流動性プールを構築する代わりに、開発者は、任意のロールアップからArbitrumの巨大なUniswapプールにアクセス可能にする「ヘルパー」プロトコルを作成することができます。

最大のTVLを持つUniswapの展開。BaseとArbitrumがチャートをリードし、Optimismはどちらよりも6倍小さいTVLを持ち、他のロールアップは「その他」に分類されています。出典:DefiLlama

例えば、BobはBaseで長尾トークンペアをスワップする必要がある場合を考えてみましょう。現在、彼のオプションは限られています。別のチェーンにブリッジして待つか、Baseの薄い流動性から極端なスリッページを受け入れるかです。ArbitrumのUniswap展開にNFFLパワードラッパーをラップすることで、Bobは次のことができます。

  1. NFFLアテステーションを介して、Arbitrum Uniswapのすべてのプールで利用可能な流動性を問い合わせる
  2. 確立されたアルビトラムプールで、彼が望むペアの深い流動性を見つけることができます
  3. ベースからラッパープロトコルを介して取引を実行します
  4. NFFLがスワップの完了を証明すると、Baseで彼のトークンを受け取ります

このパターンは変革的です。なぜなら、既存の成功した展開を普遍的なインフラストラクチャに変えるからです。新しいロールアップで流動性が構築されるのを数ヶ月または数年待つ代わりに、プロトコルは即座に確立されたプールにアクセスできます。これは劇的にキャピタル効率が良くなり、より良いユーザーエクスペリエンスを生み出します。

可能性は単純なスワップをはるかに超えています。 NFFLのリアルタイムの状態検証により、プロトコルはクロスチェーンのリミットオーダーなどの高度な機能を提供できます。ユーザーは、Baseに対するArbitrumの流動性に対してリミットオーダーを出すことができ、ラッパープロトコルがNFFLの証明を介して価格動向を監視し、条件が満たされたときに実行することができます。

このモデルは、ロールアップ間でのプロトコル展開に関する考え方を再構築する可能性があります。プロトコルは、あらゆる場所に自動的に展開したり、特定のチェーンのネットワーク効果に参加したりするのではなく、次のような要因に基づいてプライマリチェーンを戦略的に選択できます。

  • 特定の操作のガスコスト
  • 技術スタック—仮想マシン、AA、シーケンスタイプ、DAなど。
  • 規制上の考慮事項

その後、NFFLを通じて、よりシンプルで効率的な運用を維持しながら、ロールアップエコシステム全体のユーザーにサービスを提供することができます。

MEVへの影響も興味深いものです。チェーン全体で統一された流動性にアクセスできるため、MEV検索者はより少ない展開を監視して操作する必要があります。これにより、より効率的な価格検出と、すべてのロールアップのユーザーの実行が改善される可能性があります。

すでに気づいているように、NFFLを介してマルチチェーンアクセスを通じて単一チェーン展開のこのパターンは、DEXをはるかに超えて拡張する可能性があります。流動性の深さやネットワーク効果に恩恵を受けるプロトコルは、貸出プロトコル、オプションプラットフォーム、NFTマーケットプレイスなど、このモデルを採用することができます。重要な見識は、NFFLがクロスチェーンアクセスを同じチェーンインタラクションとほぼ同じようにシームレスにすることで、プロトコルがアクセシビリティを犠牲にすることなく展開戦略を最適化できるようにすることです。言い換えれば、NFFLはEthereumを再びエコシステムにします。

ロードマップと将来の開発

NFFLは既に強力な新しいクロスチェーンアプリケーションを可能にしていますが、プロトコルは引き続き進化しています。NFFLの開発ロードマップは、次の3つの重要な領域に焦点を当てています:

プロトコルセキュリティ

  • EigenLayerを介して包括的なチャレンジとスラッシングメカニズムを実装する
  • 堅牢なステーク管理によるパーミッションレスなオペレーターの参加の活性化
  • 改良された暗号プリミティブ(BLS→ECDSA)によるクロスチェーン状態の検証の向上

ネットワークの拡張性

  • 署名スキームと状態伝播の最適化
  • チェックポイントの効率と検証コストの向上

開発者体験

  • 簡単な統合のためのSDKとツールの構築
  • 異なるロールアップタイプやVMに対するサポートを拡大する
  • 一般的なユースケースのためのドキュメントと例の作成

以下では、詳細にいくつかの最も重要な計画された改善を探求します。

BLSからECDSAへ

最も重要な計画された変更の1つは、BLSからECDSA署名への移行です。現在、NFFLはBLS署名を使用して効率的な集約を可能にしており、複数のオペレータ署名を1つの署名に組み合わせることで合意を証明しています。これにより検証コストは削減されますが、チェーン間でのオペレータセットの管理に課題が生じます。

問題は、BLS署名の検証方法に起因しています。集約されたBLS署名を検証する際、検証者は作成したときとまったく同じ公開鍵のセットを使用する必要があります。これはつまり、イーサリアム上でオペレーターセットが変更された場合、すべてのロールアップが新しいアテステーションを検証する前にまったく同じオペレーターセットに更新する必要があることを意味します。チェーン間でオペレーターセットのわずかな不一致があると、署名の検証ができず、オペレーターセットの変更メッセージをすべて同期する必要があります。

ECDSA署名は、検証により多くのスペースと計算を必要としますが、より柔軟性があります。個々のオペレータ署名は独立して検証できるため、オペレータセットが変更された場合でもスムーズな移行が可能です。ロールアップはアテステーションを検証できますが、Ethereumの完全なオペレータセットのビューが一時的に異なっていても、署名オペレータを認識すればよいです。このより大きな柔軟性は、検証コストのわずかな増加に値するかもしれません。

ダイナミックオペレーターセット

このシグネチャの変更は、動的演算子セットの実装という別の主要なプロトコルの改善に直接結びついています。現在のシステムでは、ホワイトリストに登録された静的な演算子のセットが使用されています。これにより、初期開発は簡素化されましたが、プロトコルの分散化とスケーラビリティが制限されます。

動的なオペレーターシステムにより、新しいオペレーターはEigenLayerを介してステーキングすることで、パーミッションレスでネットワークに参加できます。これにより、慎重に対処する必要があるいくつかの技術的な課題が生じます。

まず、プロトコルはオペレータの参加と脱退のキューを管理する必要があります。オペレータがネットワークに参加または脱退したい場合、これらの変更はすべての参加チェーンで調整する必要があります。キューシステムは、ネットワークのアテステーションの検証能力を妨げることなく、スムーズな移行を保証します。

第二に、プロトコルには、運用業者のパフォーマンスとステークの重みを追跡するメカニズムが必要です。運用業者が参加したり離れたりするたびに、システムは各運用業者のステークとコンセンサスへの参加権を正確に記録する必要があります。現在のホワイトリスト方式と比較して、動的なセットに対してはこれがより複雑になります。

最後に、プロトコルは効率的にチェーン間でオペレーターセットの更新を処理する必要があります。イーサリアム上でオペレーターセットが変更されると、これらの更新は登録契約を介してすべての参加ロールアップに伝播する必要があります。計画されているECDSA移行により、これらの更新を柔軟にすることができます。

トレーニングホイールを外す

もう一つの重要な開発領域は、許可なしの挑戦とスラッシングメカニズムの活性化です。これらのメカニズムは、正直な行動の強制とNFFLが依存する経済的セキュリティ保証を提供するために不可欠です。

チャレンジシステムは、チェックポイントタスクメカニズムを中心に展開されています。オペレーターが、ある時間帯のメルクライズされたメッセージを含むチェックポイントを提出すると、無効な証明を含んでいると考える人は、これらのチェックポイントに対してチャレンジすることができます。成功したチャレンジは、いくつかの種類の不具合から生じる可能性があります:

  • まず、ネットワークの整合性に直接影響する安全上の障害です。これらには、曖昧さ - オペレーターが同じブロックの異なる状態ルートを証明するなど、同じケースに対して複数の競合するメッセージに署名する場合が含まれます。また、無効な構成証明も含まれており、オペレーターは、証明可能な不正確な状態遷移またはオペレーターセットの更新をサインオフします。
  • ネットワークの可用性に影響を与えるライブネスの問題。 オペレーターが一貫してメッセージ署名に参加しない場合、これはネットワークが状態を効率的に検証する能力に影響を与えます。 チャレンジメカニズムは、そのような振る舞いに対するペナルティをバランス良くする必要がありますが、合法的なダウンタイムを考慮する必要があります。

このプロトコルは担保ベースのチャレンジシステムを実装します。チャレンジャーはチャレンジを提出する際に担保をロックする必要があり、もしチャレンジが無効であることが証明された場合には、その担保は没収されます。しかし、もしオペレーターの過失が成功裏に証明された場合には、チャレンジャーは削減されたオペレーターのステークから報酬を受け取ります。これにより、オペレーターの行動監視に対する経済的インセンティブが生まれ、軽率なチャレンジを防止します。

ステートルートの更新に関して、チャレンジプロセスは特に興味深いものです。オペレーターがロールアップの状態を証明した後、これはNEAR DAに適切に投稿されなかった関連するブロックデータを証明するか、証明された状態が決済後の正準状態と一致しないことを証明することでチャレンジできます。これにより、チャレンジャーはNEAR DA検証のためにレインボーブリッジを介して証明を提出する必要があり、複数のセキュリティレイヤーが作成されます。

スラッシングメカニズム自体は、EigenLayerのミドルウェア契約を介して実装されます。 チャレンジが成功すると、オペレーターはステークされたETHの一部を失います。 スラッシングパラメーターは、悪意のある行動から得られる利益を大幅に上回る潜在的な損失になるように設計されています。 これにより、一部のスラッシュされたステークが成功したチャレンジャーに授与され、残りは誠実なオペレーターに配布されるか、プロトコルの開発に使用されるかもしれません。

これらのメカニズムにより、包括的なセキュリティフレームワークが作成されます。事業者は不正行為に対して多額の罰金を科せられ、挑戦者はネットワークを監視するインセンティブが与えられ、アプリケーションはETHに裏打ちされた暗号経済的保証に頼ることができます。チャレンジ期間は、楽観的なロールアップ詐欺の証拠よりもはるかに短く、EigenLayerのスラッシングメカニズムを通じて強力なセキュリティを提供します。

高速確定性の未来

NFFLはクロスロールアップ状態検証のための即時ソリューションを提供しますが、このプロトコルがイーサリアムのより広範なスケーリングロードマップにどのように適合するかを検討する価値があります。多くの人が尋ねる重要な質問は、「ロールアップ技術が進歩してもNFFLは関連性があるのか」ということです。

異なるロールアップデザインにおける基本的な決済制限を調査すると、答えは明らかになります。人気と成熟度にも関わらず、オプティミスティックロールアップは基本的に詐欺証明ウィンドウ(通常7日間)よりも速く決済することはできません。オプティミズムのスーパーチェーンやアービトラムオービットなどのソリューションは、ブリッジを共有するロールアップ間のより速い通信を可能にしますが、それらは特定のエコシステムの外部での相互運用性には役立ちません。たとえば、これらの2つの間で。

ZKロールアップは異なるが同じくらい重要な制約に直面しています。ZKプルーフ技術が大幅に向上しても、決済速度には実用的な制限があります。L1ブロックごとにプルーフを生成できるようになったとしても、Ethereumはまだ異なるロールアップ間での1ブロックあたりの複数のZKプルーフを検証する能力を持つ必要があります。これが可能になると、決済は依然としてL1ブロック時間によって制約されます-現在のパラメーターでは少なくとも12秒です。

NFFLは、ロールアップから署名されたシーケンサーの証明を利用することで、異なるアプローチを提供します。L1にバッチが公開されるのを待つのではなく、NFFLオペレーターはシーケンサーによって生成された状態の変化をすぐに検証して証明することができます。これにより、強力な暗号経済のセキュリティを維持しながら、数秒でクロスチェーンの状態を検証することが可能となります。

重要なことは、NFFLはイーサリアムのロールアップセキュリティモデルと競合するものではなく、脅威として見るべきではありません。それどころか、モジュラーイーサリアムエコシステム内で新たな可能性を提供する補完的なツールです。アプリケーションは、必要に応じてL1を介した正統な決済に依存しながら、迅速な状態の検証にNFFLを使用することができます。これにより、開発者がセキュリティモデルを特定のニーズに適したものに組み合わせてクロスチェーンアプリケーションを構築するための豊富なツールキットが生まれます。

結論

NFFLは、イーサリアムのモジュラーエコシステムにおける最も差し迫った課題の1つである、安全で効率的なクロスロールアップ状態検証を可能にするための新しいアプローチです。NFFLは、経済安全保障のためにEigenLayerのretaked ETHを、効率的なデータストレージのためにNEAR DAを活用することで、数時間や数日ではなく、数秒でロールアップ状態を検証できる高速ファイナリティレイヤーを作成します。

プロトコルの綿密な設計の選択肢は、クロスチェーンインフラストラクチャの課題に対する深い理解を反映しています。ロールアップのセキュリティモデルを置き換えることを試みるのではなく、NFFLは特定のユースケースに最適化された補完的なレイヤーを提供します。チェックポイントベースのタスクシステムは、効率的なオフチェーン操作を可能にしながら、オンチェーンのセキュリティ保証を強力に維持します。また、登録契約アーキテクチャにより、ロールアップはNFFLの経済的セキュリティを継承しながら状態を信頼できるように検証することができます。

NFFLは以前は実用的ではなかった新世代のクロスチェーンアプリケーションを実現します。ロールアップ全体で担保を共有する統一融資プロトコルから確立された流動性を普遍的に利用可能にするDEXラッパーまで、NFFLの高速状態検証は真のチェーン抽象化のためのビルディングブロックを作り出します。これは生態系全体での資本効率とユーザーエクスペリエンスに深い影響を与えます。

プロトコルのロードマップは、継続的な改善へのコミットメントを示しています。ECDSA署名への移行やダイナミックオペレータセットの実装などの計画されたアップグレードは、分散化とスケーラビリティを向上させます。包括的なチャレンジとスラッシュメカニズムのアクティベーションは、セキュリティ保証を強化します。NEARを超える追加のDAソリューションとの統合により、NFFLはさらに普遍的になります。

イーサリアムのロールアップエコシステムが進化し続けるにつれて、安全なクロスチェーンの状態検証の必要性はますます高まるでしょう。NFFLは、スピードとコスト効率を最適化しながら、イーサリアムのセキュリティを再ステーキングすることで、このニーズに応えるための良い位置にあります。強力なセキュリティ保証を維持しながら、新しい形式のクロスチェーンの相互作用を可能にすることで、NFFLはイーサリアムのモジュラーなビジョンを現実のものにします。

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