アプリチェーンの技術と影響
Web3.com Ventures オリジナル調査分析
0xフィッシュロソファー
導入
Ethereum は素晴らしいです — 少なくともほとんどの人にとっては。しかし、Ethereum やその他の公開ブロックチェーンの主な問題の 1 つは、カスタマイズ性がそれほど高くないことです。もちろん、スマート コントラクトを記述して展開することはできますが、単一のユーザーまたは企業として、コンセンサス メカニズム、実行エンジン、その他の基盤となるアーキテクチャについてできることはあまりありません。結局のところ、Ethereum を使用するのはあなただけではないのですから、ルールを実際に決めることはできません。
これらすべての異なるチェーンからデータを集約する必要があるクロスチェーンの分散型取引所を構築しているとします [1]、またはオンチェーンのリアルタイム戦略ゲーム [2] が必要な場合、またはサプライチェーンを追跡しているフォーチュン 500 企業である場合を考えてみましょう。既成のパブリック ブロックチェーンでは、これらのアプリケーションに必要なスループット、データ集約、またはプライバシー要件を実際に処理することはできません。ここで、「アプリチェーン」の概念が登場します。アプリチェーンは、特定のユースケースをサポートし、特定の要件を満たすように設計された、分散型のアプリケーション固有のブロックチェーン ネットワークです。このエッセイでは、アプリチェーンの台頭が Web3 インフラストラクチャ ランドスケープ全体に及ぼす影響について説明する前に、Cosmos エコシステム、Hyperledger Fabric、Rollups-as-a-Service (RaaS) という、新興のアプリチェーン ランドスケープに対する 3 つの典型的なアプローチについて説明します。
コスモスネットワーク
Cosmos ネットワークは、Web3 内で最も重要なアプリチェーン ソリューションの 1 つかもしれません。2016 年にまで遡る Cosmos ネットワークは、「ブロックチェーンのインターネット」、つまりマルチチェーンの世界のインフラストラクチャを作成することを目指しています。基本的に、Cosmos はソフトウェア開発キット (SDK) を提供し、開発者が独自のブロックチェーン アプリケーションを簡単に構築するために必要なツールとインターフェイスを提供します。SDK には、Tendermint PoS コンセンサス プロトコルなど、すぐに使用できるデフォルトのアーキテクチャがいくつか用意されていますが、開発者にはこれらのデフォルトのアーキテクチャを上書きして、独自のカスタム コンセンサス メカニズム、トークン標準、スマート コントラクト プラットフォームを備えたブロックチェーンを設計する大きな自由が与えられています。
コスモスネットワーク内には、「ハブ」と「ゾーン」という2つの異なるタイプのブロックチェーンがあります[3]。「ゾーン」は理解するのがかなり簡単です。これらは、アプリケーション（分散型取引所やオンチェーンゲームなど）自体を実行するアプリケーション固有のチェーンです。一方、「ハブ」は、これらの「ゾーン」と他の「ハブ」を接続し、「ブロックチェーン間通信プロトコル」（IBC）を介してチェーン間通信を可能にするために機能します。
コスモス ネットワークの中心にあるのは「コスモス ハブ」です。これはコスモス ネットワーク上に構築される最初の「ハブ」チェーンであり、基本的に他のすべてのハブとゾーンの「グランド セントラル ステーション」として機能します。ただし、上の図に示すように、「ハブ」は必ずしもコスモス ハブに接続する必要はありません。たとえば、民間企業は、独自のプライベート ゾーンを接続する独自のプライベート ハブを立ち上げることを選択できます。
実際、Cosmos SDKはカスタマイズ性と相互運用性に重点を置いており、開発者には想像力を自由に発揮できる広い自由度が与えられています。Cosmosエコシステムには、EVM互換BNBチェーン（元々はBinance Smart Chain）[4]など、いくつかの主要な汎用L1チェーンがあります。アプリチェーンビルダーにとって、Cosmosネットワークの相互運用性は非常に有効であり、アプリチェーンはIBCを介して多種多様なチェーンのデータにアクセスできます。これが、Cosmosネットワークを使用して構築された多くのアプリチェーンが、オラクル、マルチチェーンDEX、および多種多様なチェーンからのデータの集約を必要とするその他のサービスである理由の1つです。
ハイパーレジャーファブリック
アプリチェーンを実装するもう1つの方法は、エンタープライズグレードのアプリケーションとソリューションを構築するためのオープンソースのブロックチェーンプラットフォームであるHyperledger Fabricを使用することです。これは、Linux Foundation [5]がホストするHyperledger傘下のプロジェクトの1つです。
Cosmos SDK と同様に、Hyperledger Fabric は、モジュラー ブロックチェーン ネットワーク アーキテクチャをサポートし、ブロックチェーン ベースのアプリケーションの構築と展開に柔軟性を提供するように設計されています。コンセンサス、メンバーシップ サービス、スマート コントラクト実行 (チェーンコード) などのコンポーネントを簡単に追加または置換できるプラグ アンド プレイ アーキテクチャを提供します。ただし、Cosmos SDK と Hyperledger Fabric の最も重要な違いは、対象ユーザーです。Cosmos SDK は Web3 ネイティブ ユーザーと開発者を対象としていますが、Hyperledger Fabric はエンタープライズ グレードの機関クライアントを対象としています。したがって、Cosmos SDK は分散型の相互運用可能なシステムの構築に重点を置いているのに対し、Hyperledger Fabric は、参加者がネットワークに参加するために明示的に承認される必要があるプライベートで許可されたネットワークの構築に重点を置いています。
実際、エンタープライズ グレードのアプリチェーンは、Web3 ネイティブ アプリチェーンとはまったく異なる方法で動作します。Web3 ネイティブ アプリチェーンは、多くの場合、トークノミクスに重点を置き、ブロックチェーン構造を使用して製品を金融化するのに対し、エンタープライズ グレードのアプリチェーンは、ブロックチェーンをデータの記録と維持の効率的な方法として使用することに重点を置いています。基本的に、これらのエンタープライズ グレードのアプリチェーンは、ブロックチェーンが改ざん防止、検証可能、追加専用のデータ構造であり、データ ライターが時間と地理的な場所に分散しているという事実を活用します。基本的に、Hyperledger Fabric ベースのアプリチェーンは、企業が何十年も維持してきたほこりっぽく非効率的なデータベースを置き換えることを目指しています。
上の図に示されているように、Hyperledger Fabric ブロックチェーン上の「許可されたノード」は基本的にすべて、サプライチェーンのさまざまな部分の従業員であり、農産物が工場や店舗に入ったかどうかなど、さまざまなデータ状態を同期的に記録する手段としてブロックチェーンを使用しています。異なるブロックチェーン間の相互接続性に重点が置かれていることははるかに少なく、Cosmos とは異なり、Hyperledger Fabric を使用したブロックチェーン間の接続はネイティブでサポートされていません。代わりに、他のブロックチェーン ネットワークまたはシステムと統合するためのデータ API とインターフェイスがあります。つまり、Hyperledger Fabric を使用してブロックチェーン間の通信ソリューションを構築することは可能ですが、Cosmos エコシステムの組み込みのハブとゾーンの設計とは異なり、カスタム開発と統合が必要です。直感的に、これは理にかなっています。エンタープライズ グレードのアプリチェーンとして、Hyperledger Fabric を使用して構築されたブロックチェーンは通常、外の世界から隔離されています。結局のところ、サプライチェーン データを一般の人がいじるのは望ましくありません。
Hyperledger Fabric の実際の活用事例の 1 つとして、ウォルマートのサプライ チェーンの管理が挙げられます。ウォルマートのアプリチェーンは「ウォルマート食品追跡プラットフォーム」とも呼ばれ、サプライ チェーンにおける食品の安全性と透明性を向上させるために設計されたブロックチェーン ベースの食品追跡システムです [6]。ウォルマートのアプリチェーンでは、農場から店舗の棚までの食品の追跡とトレースが可能で、潜在的な食品の安全性の問題を迅速に特定して切り離すことができます。プロセスの各段階で、サプライヤーはラベルと真正性の証明書を Web インターフェイス経由でブロックチェーンにアップロードする必要があり、ブロックチェーンでは、すべての関係者が永続的にアクセスできるようになります。ブロックチェーンが情報の単一の「真実」として機能するため、食中毒などの食品の品質の問題を記録および追跡する時間が大幅に短縮されました。
2 つの製品のために構築された Hyperledger Fabric ブロックチェーン ベースの食品追跡システムは機能しました。中国の豚肉の場合、真正性の証明書をブロックチェーンにアップロードできるようになり、以前は深刻な問題であったシステムの信頼性が向上しました。また、米国のマンゴーの場合、原産地の追跡に必要な時間は 7 日から 2.2 秒に短縮されました。— Hyperledger Foundation [6]
このように、Hyperledger は、Cosmos とはまったく異なる設定、つまりブロックチェーンを従来のデータ記録および追跡方法の代替として使用する大規模なエンタープライズ グレードのユースケースでのアプリチェーンの使用を示しています。もちろん、このアプリチェーンのユースケースは、トークノミクス、分散化、および暗号ネイティブの原則を同じように活用していないという理由だけで、「実際には Web3 ではない」と主張する人もいます。しかし、アプリチェーンのエンタープライズ導入は無視できません。基盤となるテクノロジーは同じであり、大規模な導入を可能にするためにブロックチェーン テクノロジーの一般の信頼を得るための重要なステップです。そして、長期的には、Walmart のような企業がアプリチェーンを設定している場合、「Web3 ネイティブ」の世界に統合するのははるかに簡単です。
ロールアップ サービス
アプリチェーンを構築するための最近の代替アプローチは、ロールアップ、特に「ロールアップ アズ ア サービス」(RaaS) を使用することです。ロールアップ アズ ア サービスは、基盤となるブロックチェーンのセキュリティと信頼性を維持しながら、オフチェーンの計算とストレージを可能にするブロックチェーン スケーリング ソリューションの一種です。ロールアップ アズ ア サービスは、多数のトランザクションを 1 つの圧縮されたトランザクションにまとめ、基盤となる L1 ブロックチェーン (最も一般的には Ethereum) に記録することで機能します。
ロールアップは、基盤となるブロックチェーンのセキュリティと信頼性を犠牲にすることなく、これらのチェーン上に構築された dApp のトランザクションの処理と保存を拡張する方法を提供するため、アプリチェーンに使用できます。開発者は、Cosmos ベースのソリューションと比較して、基盤となるコンセンサス レイヤーのカスタマイズ性をある程度犠牲にする可能性がありますが、完全なチェーンではなく、アプリケーション固有のブロックチェーンにロールアップ アズ ア サービスを使用することには、いくつかの利点があります。
おそらく最も重要な利点は、開発者がバリデータ セットをブートストラップする必要がないことです。コンセンサスと決済は基盤となる L1 にアウトソーシングされるため、アプリチェーン ソリューションが安価になるだけでなく、基盤となる L1 によって保護されるため、より堅牢になります。さらに、ロールアップは構造がモジュール化された垂直ソリューションであるため、単一のブロックチェーン フレームワークに制限されず、複数のブロックチェーンのデータと機能を活用できます。
本質的に、ロールアップアプリチェーンモデルでは、L1チェーンは、豊富なデータとセキュリティを備えた「ハブ」と同等のものになります。たとえば、ゲームアプリチェーンでは、ロールアップベースのソリューションを使用して、コンセンサスと決済にEthereumのセキュリティを活用し、実行速度にSolanaの高スループットを活用できます[7]。
Rollups-as-a-service企業は、アプリチェーン開発者がカスタムアプリチェーンロールアップソリューションを実装するために必要なインフラストラクチャとサービスを提供します。さまざまなRaaSがこのツールキットをさまざまなレベルに抽象化します。Op Stack [8]などの一部のプロジェクトはSDKベースであり、開発者がロールアップをかなり広範囲にカスタマイズできるようにします。Constellationなどの他のプロジェクトは、完全なノーコードの「ホワイトグローブ」デプロイメントソリューションに重点を置いており、アプリチェーン開発者は開発の「チェーン」部分ではなく開発の「アプリ」部分に集中できます[9]。
アプリチェーンの影響
これらのアプリチェーン ソリューションの出現と台頭は、Web3 インフラストラクチャの環境全体に大きな影響を及ぼします。アプリチェーンは、「チェーン」と「アプリ」の関係を供給主導型モデルから需要主導型モデルへとパラダイム的に変化させます。
以前、インフラストラクチャ ソリューションがまだ成熟し、Proof of Stake、シャーディング、ロールアップなどの多くの最新のインフラストラクチャ コンセプトがまだ概念実証段階にあったとき、インフラストラクチャ プロジェクトは、これらの技術的ソリューションの実現可能性を調査するために実装されることがよくありました。これは、Avalanche、Cardano、NEAR、Solana などの「第 3 世代ブロックチェーン」で最も典型的に当てはまります。これらのチェーンの供給 (スループットと技術的実装) が、これらのチェーンの需要を牽引しました。言い換えれば、「チェーン」の設計が「アプリ」の設計を決定したのです。
しかし、アプリチェーンの台頭は、ブロックチェーンの需要がこれらのブロックチェーンの供給を促進する、明確な第 4 世代のブロックチェーンを示しています。上記で紹介したすべての技術的ルート、Cosmos ネットワーク、Hyperledger Fabric、Rollups-as-a-Service は、シンプルでカスタマイズ可能、コスト効率に優れたプラグ アンド プレイのブロックチェーン展開ソリューションを提供します。独自のブロックチェーンを設計、カスタマイズ、展開することがかつてないほど簡単になりました。このため、今ではその逆になっています。つまり、「アプリ」の設計が「チェーン」の設計を決定します。
この結果、おそらく L1 シーンはより集中化され、独占的競争スタイルのシーン (異なる L1 が互いにわずかに差別化されている) から、巨大なエコシステムと流動性を持つ少数の主要チェーンが支配する寡占的なシーンへと移行するでしょう。これは、アプリチェーンの出現により、トップレベルの DApp が独自のチェーン (無限にカスタマイズ可能な機能を持つ) を実行したり、大規模で確立された L1 にアプリチェーン ロールアップを展開したりするよりも、小規模な L1 に展開する理由が少なくなったためです。小規模な L1 チェーンは、柔軟性、カスタマイズ、セキュリティ、サポートの面で、大規模な L1 とアプリチェーンの組み合わせにはまったく太刀打ちできません。
さらに、アプリチェーンは、Web3への機関のオンボーディングの重要なメカニズムでもあります。前述のように、Hyperledgerなどのエンタープライズチェーンは通常、Web3の典型的なアイデアからは除外されていますが、同じ基盤となるブロックチェーンテクノロジーを活用して、物流と供給管理の透明性を高めています。では、なぜこれを支払いなどに拡張できないのでしょうか？したがって、これらのエンタープライズグレードのブロックチェーンがネイティブWeb3 DeFi、支払い、NFTプロジェクトとより統合されるのは時間の問題だと思います。すでに、Cosmos IBCをCosmosアプリチェーンだけでなく拡張し、Hyperledger Fabricなどのプラットフォームを接続し、他のエンタープライズグレードのブロックチェーンソリューションをターゲットにすることの実現可能性についていくつかの調査が行われています[10]。
結論
今日では、万能のブロックチェーンはこれまで存在したことがなく、今後も存在しないことは明らかです。Cosmos SDK、Hyperledger Fabric、Rollups-as-a-Service のいずれを介しても、カスタム アプリチェーンの成熟度と導入の容易さにより、Web3 インフラストラクチャ空間はアプリファースト、ユーザーファーストのエクスペリエンスへと変化します。これは、Web3 の成熟度が高まっていることを示しています。Web3 空間の未来はマルチチェーン銀河であり、カスタマイズ性、有効性、導入の容易さを考えると、アプリチェーンはこの宇宙でますます重要な役割を果たし、分散化の銀河の星のように輝きます。
🐦 @0xfishylosopher
📅 2023年2月6日
参考文献
[1] クロスチェーンDEXであるOsmosis: https://osmosis.zone/
[2] オンチェーンゲーム会社Curio.gg: https://www.curio.gg/
[3] https://newsletter.banklesshq.com/p/a-beginners-guide-to-cosmos
[4] BNBチェーンホワイトペーパーを参照: https://github.com/bnb-chain/whitepaper/blob/master/WHITEPAPER.md
[5] https://www.ibm.com/products/blockchain-platform-hyperledger-fabric
[6] ウォルマートのケーススタディ: https://www.hyperledger.org/learn/publications/walmart-case-study
[7] https://messari.vercel.app/article/the-rollups-as-a-service-ecosystemからの例
[8] https://www.optimism.io/op-stackを参照
[9] https://constellation-labs.gitbook.io/constellation-labs-documentation/getting-started/overviewを参照
[10] https://medium.com/the-interchain-foundation/expanding-the-interchain-aking-ibc-beyond-cosmos-appchains-b0f9bebb4405
免責事項: 上記の情報は純粋に教育目的であり、財務上のアドバイスを構成するものではなく、著者の見解のみを表しています。
Rollups-as-a-Service に関する洞察に満ちた会話を提供してくれた Constellation Labs の友人たちに心から感謝します。