モジュラーブロックチェーン：レゴの夢か、統合の悪夢か？

モジュラー（モジュール式）という言葉には、どこか疑わしいほど心地よい響きがあります。レゴブロック、整然としたソフトウェアライブラリ、そしてネジの入った小袋が添えられて箱で届く家具のイメージを想起させます。モジュラーは、すべてのギアが隣と溶接された巨大で頑丈な機械とは対照的に、柔軟性、現代性、そしてある種のエレガンスを暗示します。だからこそ、この言葉はクリプトのマーケティングにおいて絶好の居場所を見出しているのです。モジュラーブロックチェーンとは、頭の中でカチッとはまるようなものであるはずです——ここに実行レイヤー、あちらに決済レイヤー、下にデータ可用性（DA）、ブリッジ、いくつかのゼロ知識暗号化を配置すれば、突然システム全体がモノリシックな代替物よりも効率的になる、というように。

モジュール式のものを組み立てようとしたことがある人なら誰でも、その美しさが往々にして嘘の中にあることを知っています。新しいブロックが古いブロックほど丈夫でない場合、あるレゴブロックのセットを別のものに置き換えることは失望につながる可能性があります。では、プラスチックのブロックやネジの代わりに、決済の前提条件、ロールアップフレームワーク、ブリッジコントラクト、データ可用性委員会、ガバナンストークン、投資家のタイムライン、外部監査、そしてローンチ期限が迫っているために誰も読まない5,000行のLLM生成コードがあると想像してみてください。

正しく行われれば、物事はうまく機能します。この平凡な真理こそが、モジュラーブロックチェーン設計の要点です。それは魔法ではなく、それ自体で問題を解決すると約束するものでもありません。複雑さを別の場所へ移動させることができると主張しているに過ぎないのです。新しく分散された複雑さを管理可能なものにできるかどうかは、実装者次第です。適切に組織化されたモジュラーシステムは、特定のドメインを切り出し、モノリシックシステムよりもはるかに優れたタスクを実行できます。しかし、この事実を考慮して設計されていなければ、恐ろしい規模の攻撃対象領域（アタックサーフェス）を生み出すことにもなります。

モジュラーブロックチェーンが人々の関心を集める理由は、従来のブロックチェーンシステムの設計手法がある一連の問題に直面したからです。モノリシックブロックチェーンとは、決済レイヤー、実行環境、コンセンサスメカニズム、そしてデータ可用性レイヤーがすべて1つの密結合されたシステムにまとめられたものです。それは中世の城の設計のようなものです——シンプルで優雅、すべての防御が1か所に集中していますが、構築と維持に莫大なコストがかかります。

決済、実行、コンセンサス、データ可用性はすべて重要ですが、それらの間でのブロックスペースの奪い合いにより、チェーン上で決済を行いたいアプリケーションのための余地がほとんど残されないことがよくあります。ユーザーは開発者が優先順位をつけられなかったツケを払わされ、開発者は思い描いたアプリケーションレイヤーを構築する代わりに、制約を回避する設計を強いられます。これこそが、モジュラーブロックチェーン設計が魅力的な展望である理由です。これらの機能を切り離し、汎用ブロックチェーンよりも特化したレイヤーがそのタスクをより適切に実行できるようにすることを約束しているのです。

Ethereumのロールアップ中心のアップグレードは、このアプローチの最も顕著な例です。決済とセキュリティはEthereumメインネットによって提供され、実行環境は様々なロールアップの形で個別に展開されます。ブロブスペース（blobspace）を導入した最近のDencunアップグレードも別の例です。これにより、ロールアップはより安価にデータをポストできるようになり、結果としてそれらのロールアップを利用するアプリケーションをユーザーがより低コストで使えるようになりました。

Celestiaは、実行環境から分離された決済レイヤーの提供も目指す実験的なモジュラーブロックチェーンプロトコルです。多くの点でEthereumに似ていますが、より汎用的かつ軽量（thin）であることを目指しています。実行ロールアップは、Ethereumの決済およびコンセンサスメカニズムを採用することなく、Celestiaのデータ可用性レイヤーを利用できます。Celestiaはデータ可用性サンプリング（DAS）を使用して、ライトノードがチェーン全体をダウンロードすることなくデータが正しく公開されたことを検証できるようにします。それを取り巻くエコシステム全体もモジュール化されており、ロールアップフレームワーク、データ公開レイヤー、その他のインフラストラクチャツールが個別に構築されつつ、ベースチェーンと相互運用されます。需要は存在しますが、他の多くのモジュラーブロックチェーンと同様に、Celestiaにとってもまだ黎明期です。

EigenDAはEigenLayer上に構築されたデータ可用性レイヤーであり、Ethereumベースのロールアップが独自のデータ可用性チェーンを保護する代わりに、EigenDAの再ステークされたEther（リステーキング）のセキュリティを利用できるようにします。かつてPolygonのプロジェクトであり、独立したデータ可用性レイヤーとなったAvailも、ライトクライアント検証と相互運用性を備えたチェーン非依存のデータ可用性を約束する競合の1つです。これらはすべて、データ可用性を決済や実行から切り離し、ロールアップをより軽量で特化したものにすることを目的とした興味深いアイデアです。

開発者にとって、モジュラーブロックチェーンの魅力は明白です。すべてをゼロから構築する代わりに、特定のフレームワークやよく知られたモジュラーコンポーネントのセットを使用してチェーンを構築できます。OP Stack、Arbitrum Orbit、ZK Stack、Polygon CDK、Agglayer CDK、Rollkit、そして様々なRollup-as-a-Service（RaaS）の提供により、開発者は確立されたセキュリティの前提に依存しながら、選択した実行環境を構築できます。バリデータ、ブリッジ、コンセンサスメカニズム、スマートコントラクト群を備えた本格的な決済レイヤーを立ち上げる代わりに、信頼できるセットアップ（trusted setup）を備えたオプティミスティックロールアップやzkロールアップを立ち上げ、ほんの数週間で完了させることができます。データ可用性レイヤーを構築する代わりに、ロールアップはEigenDAやCelestiaを介してEthereum上や他のチェーン上のスペースをレンタルできます。

ユーザーにとって、そのメリットはやや捉えにくいものです。より安価なロールアップベースのアプリケーションは無いよりはましですが、モジュラーブロックチェーンの真の約束は「特化」にあります。決済レイヤーとデータ可用性レイヤーはシンプルさとセキュリティのために最適化でき、実行ロールアップは選択したフレームワークが提供するツールを活用でき、アプリケーション特化型ブロックチェーン（アプチェーン）は一般的なブロックチェーンよりも安価なトランザクションと優れたUXを提供できます。これらはすべて非常に理論的な話ですが、開発者とユーザーに提供する魅力的な提案は、同時にモノリシックブロックチェーンの優位性に対する脅威でもあります。

甲冑の問題

問題は、モジュール性がアーキテクチャから単なる「流行」へと移り変わるときに始まります。設計図の中の四角いボックスが増えたからといって、安全になるわけではありません。ボックス間のすべての境界の周囲には前提条件が必要であり、レイヤー間のすべてのメッセージは検証されなければならず、すべてのブリッジは信頼モデルに基づいて設計され、すべてのシーケンサーは稼働状態（liveness）をチェックされ、すべてのデータ可用性レイヤーは誠実なサンプリングやオペレーターがいるかスキャンされ、すべてのアップグレードパスはガバナンスに従属し、アプリが安全であると主張している間にもすべての外部依存関係が誤動作を起こす可能性があります。

クリプトのハッカーたちは、システムを突くのに最適な場所がコアであることは滅多になく、その周辺部——ブリッジ、オラクル、バリデータセット、アップグレードキー、オフチェーン署名者、誰も重要だと思わなかった小さなヘルパーコントラクト——であることをとっくに発見しています。Roninの壊滅的なバリデータキーの侵害、Wormholeのラッピング不正、Nomadのブリッジ出金エクスプロイト、そしてこれらのインシデントで盗まれた何十億ドルもの途方もない価値を見てみてください。それぞれのコストは設計によって最小化されていましたが、被害は最もセキュリティの低いポイント、つまりチェーンの最も弱い環で発生しました。

ここで中世の甲冑の話が登場します。かつては鎖帷子（チェーンメイル）、金属プレート、革、パッド、その他様々な防御形態がパッチワークのようにつなぎ合わされ、適度な安全性を確保しながら最大限の自由な動きを可能にしていました。各層は交換、アップグレード、修理が可能でした。しかし、異なる種類の鎧の接合部は常に弱点であり、執念深い敵によって突かれました。騎馬の騎士を仕留めたのは、最も弱い単一の鎖の輪ではなく、彼らのベルトでした。脇の下、バイザーの隙間、股間、膝、肘——これらすべての場所は槍を跳ね返すようには設計されておらず、確実な攻撃の侵入経路となったのです。

甲冑の設計におけるその後の発展は、衣服全体をより一体化させることによってこれらの弱点を減らそうとしました。胸甲（キュイラス）、密閉型ヘルメット、より戦略的なプレート、関節の補強などです。古いやり方が間違っていたわけではありませんが、敵は愚かではなく、騎士のベルトを狙うのをやめたのです。モジュラーシステムは、その最も弱い依存関係と同等の強度しか持たず、そのような依存関係が増えるほど、そのうちの1つが破綻する可能性が高くなります。

これこそが、モジュラーブロックチェーンが評価されるべき基準です。モジュラー設計は、各レイヤーがシステム全体の脅威に合わせて構築されている場合には有益ですが、その個々の要素がセキュリティの「最小公倍数（最低水準）」になってしまうと危険です。誰かがあなたのシーケンサーを突いているときに、データレイヤーや決済チェーンがマルチシグコントラクトやサードパーティのノードオペレーターに依存していることを思い知らされたくはないでしょう。

これは、モノリシックチェーンがデフォルトでモジュラーチェーンより優れているという意味ではありません。単一の統合されたブロックチェーンにも、それぞれ固有のリスク、攻撃ベクトル、ボトルネック、障害点が存在します——Solana、Ethereum、Bitcoin、その他の大規模エコシステムが直面している絶え間ないセキュリティの課題を見れば明らかです。しかし、モノリスは攻撃と防御の対象領域がより単純であり、代替アプローチに比べて全体的なリスクが低くなります。同様に、モジュラースタックはより優れたスケーラビリティ、柔軟性、実験を可能にするかもしれませんが、それは引き換えに増大する複雑さと追加の信頼前提という負担を伴います。

ユーザーエクスペリエンスの問題

モジュラーアプローチの弱点は、ユーザーエクスペリエンス（UX）に現れがちです。実行レイヤーは正常に動作しているのにデータレイヤーが利用できない場合、あるいはシーケンサーが一時停止しているのに決済チェーンは稼働している場合、あるいはインシデントによってブリッジが一時的に無効化されている場合、ユーザーはどうやってそれを知ればよいのでしょうか？ユーザーは決済と実行の違いについて詳しくありませんし、様々なデータ可用性設計の微妙な違いやそれが稼働性に及ぼす影響についてはなおさらです。彼らにとっては、単に「ブロックチェーンがダウンしている」、それだけなのです。

ロールアップの停止は、この問題の最も顕著な例です。最も人気のあるEthereumレイヤー2の1つであるBaseは、シーケンサーのフェイルオーバーの問題により、チェーンが33分間停止しました。幸いなことに、インシデントの間、ユーザーの資金が実際にアクセス不能になることはありませんでしたが、それでも冷静に受け止めるべき教訓となっています。Ethereumエコシステム全体はEthereum上の決済のセキュリティに基づいて構築されていますが、それはロールアップ特有の停止が決して起こらないことを意味するわけではありません。

別の例として、Velocoreのエクスプロイト後に発生した最近のLineaのシーケンサー停止が挙げられます。攻撃の余波の中で、Lineaのチームはユーザー資金の引き出しを防ぐために一時停止を実施しました。状況を考慮すればこれが間違いなく「2つの悪のうちのより小さな方」であったとはいえ、モジュラー設計の潜在的なUXリスクを浮き彫りにしています。この一時停止は、LineaのEthereum互換チェーンのユーザーが、Ethereumによって保護されているにもかかわらず、自分の資産にアクセスできなくなったことを意味しました。また、多くのロールアップが依然としてそのチェーンに対して中央集権的または半中央集権的な運用管理権を持っているという痛烈なリマインダーとしても機能しました。

現在、ロールアップの分野は、様々なデータ可用性の選択肢の爆発的な増加によって特徴づけられています。多様なモジュラーブロックチェーンが、Rollup-as-a-Serviceプロバイダー、Celestia DA、EigenDA、Avail、Ethereumブロブスペース、その他のオプションの中から選択肢をユーザーに提供しています。Base、Arbitrum Nova、Linea、Scrollなどを含む一部のチェーンは、既存のEthereum決済チェーンの上に構築され、そのデータ可用性ソリューションを利用しています。一方で、Optimismは共有決済レイヤーで複数のOPチェーンを統合する独自のSuperchainを立ち上げる予定です。

これらのオプション間の選択は決して自明ではなく、技術的な詳細を考慮せずに行われることは滅多にありません。実際には、多くのユーザーは単にトランザクションが安くて速いことを望んでいるだけです。彼らはブロブとcalldataの違いや、レイヤー2チェーンとレイヤー1でのその決済について心配したくありません。クリプトのUXに関して言えば、「モジュラー」はしばしば「安価」を意味し、それを求めるオーディエンスは広範に存在します。

一方で、別のチェーンの上に構築されたすべてのチェーンは、追加のリスクをもたらします。Ethereumブリッジは今年頻繁に攻撃の標的となっており、ロールアップ特有の問題もそれに続くと考えるのが論理的です。ユーザーの資金と決済の間にあるレイヤーが増えるほど、一度に多くの問題が発生する可能性があります。ロールアップ停止の脅威モデルはブリッジほど高くないと言えるかもしれませんが、UX設計に関しては同じことが言えません。Ethereum、Arbitrum Nova、Linea、Baseの違いに気づかないようなユーザーは、これらのチェーンのいずれかが「セキュリティ上の理由で一時停止」されたときにも、その構造的な理由には気づかないでしょう。

モジュラー設計の複雑さに対処しなければならないのは、個々のユーザーだけではありません。スマートコントラクトのセキュリティはただでさえ十分に困難ですが、モジュラースタックを監査することは登山のようなものです。ターゲットとなるコントラクトだけでなく、システムを構成するすべての追加コード、前提条件、依存関係、ツールをレビューしなければなりません。これらの要素のいずれかが予期せぬ形で故障する可能性があり、それらの間の相互作用が直感的であることは稀です。攻撃者は、攻撃を成功させるためにシステム内の1つのスマートコントラクトにある1つの脆弱性、あるいは1つのブリッジにある1つの弱点を見つけるだけで十分なのです。

この課題に対する業界の対応は明白です——より厳格な監査、より優れたツール、改善された設計です。ライトクライアント検証を備えたより優れたブリッジ。ゼロ知識証明としきい値署名。レート制限とサーキットブレーカー。分散型シーケンサーと決済チェーン。形式検証、モニタリング、そして混乱したエンドユーザーにすべてを説明するためのユーザー向けUX。モジュラー分野の根底にある緊張関係は、最も低い技術レイヤーから最上位に至るまで、あらゆるレベルでのイノベーションを推進しています。

救済ではなく、トレードオフ

ソフトウェアとは、すべてトレードオフに関するものです。明白なものもあれば、ドキュメントや法的な難解な表現の下に埋もれているものもあります。EthereumのEVMを構成する妥協点のように、この分野におけるすべての主要なイノベーションに伴うものもあります。モジュラーブロックチェーンも例外ではなく、追加の複雑さという負担を取り除くことなく、柔軟性と実験性を約束しています。モジュラーチェーンは、単一チェーンシステムの相対的な技術的シンプルさを、最適化の機会と引き換えにします。容易なセキュリティ保証を、拡大した攻撃対象領域と引き換えにします。単一決済レイヤーの混雑を、複数レイヤーのセキュリティによる組織的なオーバーヘッドと引き換えにします。開発者の自由を分散化と引き換えにし、生み出される可能性を責任の増大と引き換えにするのです。

一部のチームにとって、それはモジュラーを明白な選択肢にします。パフォーマンスや経済的な理由から、決済レイヤーを他の全員と共有しないことで恩恵を受けるアプリケーション特化型チェーンが存在します。ゲーム、ステートフルなアプリ、特化型DeFiプロトコル、エンタープライズチェーン、テスト環境など、これらはすべてモジュラーアプローチの柔軟性を活用できます。ゼロから構築する必要があるエコシステム全体が存在し、より安価なデータとより高速な処理を備えたロールアップは、その優れた足がかりとなります。

他のチームにとっては、このトレードオフは決して魅力的なものではありません。プロジェクトが独自のチェーンを必要としないのであれば、立ち上げる意味はありません。チームがブリッジの構築に自信を持てないのであれば、控えるべきです。組織がモジュラー設計の危険性について自身のユーザーを教育できないのであれば、顧客を保護することなど到底期待できません。分散化が常に「将来的」なままであるなら、そのプロジェクトはローンチの準備ができていません。モジュラーチェーンのセキュリティはその最も弱い部分と同等であり、その最も弱い部分が「将来のアップグレードの約束」であるならば、設計を見直すべき時です。

中世の教訓はここでも当てはまります——モジュール式の甲冑は、本質的に他の種類の甲冑より劣っていたわけではありません。しかし、設計の悪いモジュール式甲冑は、身体の重要な部位を無防備なままにすることが多かったため、容易に見分けることができました。モジュラーブロックチェーンも同様です。システムのすべてのレイヤーが最低限十分であるに過ぎず、安全でなく、実績もないのであれば、「統一されたセキュリティ特性」という約束は空虚なものとなります。

最も優れたモジュラーブロックチェーンはこの現実を認識し、これらのリスクを可能な限り最小限に抑えています。優れた甲冑が遠くからでは継ぎ目を見分けるのが難しいのと同様に、真に安全な設計は優れたインターフェースの背後に複雑さを隠すことを彼らは理解しています。前提条件と信頼の境界を狭め、攻撃対象領域を制限し、可能な限り既存のセキュリティインフラストラクチャを利用します。シーケンスは分散化され、決済チェーンは実戦でテストされ、ブリッジはライトクライアントで検証され、スマートコントラクトは形式的に監査されます。追加のレイヤーは、明確な目的を果たす場合にのみ追加されます。

一方で、最悪のモジュラーブロックチェーンは、実態よりも口先ばかりが先行しています。彼らは曖昧な保証、「多層構造」というマーケティング用語、そして「柔軟性」の約束の背後に自らの脆弱性を隠しています。全体的なリスクを減らすことなく複雑さを次々と追加し、セキュリティよりもスピードとスケールを優先します。別のチェーンの上に構築されたチェーンは、単独のチェーンより本質的に劣っているわけではありませんが、背後にあるチームがその理由を正確に説明できない場合、常に危険性が高くなります。プロジェクトの最も弱い環が「いつか」分散化を実現するという約束であるならば、システム全体が危険にさらされているのです。

価値はあるのか、ないのか？

モジュラーブロックチェーンは開発者に驚くべき機会を提供します。正しく利用されれば、その利点を否定することは困難です——より高い柔軟性と実験性、より低いコスト、そしてより容易な監査です。モノリシックなアプローチとモジュール式のアプローチの双方がそれぞれのアーキテクチャの強みを最大化し弱みを最小化しようとする中で、両者の間の緊張関係が今後何年にもわたってこの領域を定義し続けることは間違いありません。しかし、これらの機会が実際に結実するかどうかは、個々のチームのコミットメントと技術力にかかっています。

モジュール性には確かに魅力があります。市販のコンポーネントからエコシステム全体を構築できる能力は、紛れもなく魅力的です。それは開発を加速させ、参入障壁を下げ、多種多様な実験的選択肢を提供することができます。Ethereumのオプティミスティックロールアップはすでにこのアプローチの実現可能性を実証しており、より広範なエコシステムは現在、イノベーションの爆発を目撃しています。

CelestiaやEigenDAは、AvailやEthereumブロブスペースとともに、それらを利用するロールアップチェーンに、より優れたデータ可用性の柔軟性をもたらそうとしています。OP Stack、Arbitrum Orbit、PolygonのCDKおよびAgglayer、LineaによるOptimismのフォーク、その他多くのプロジェクトが、個々の開発者やチームにとっての技術的障壁を下げ、独自のEthereum互換チェーンを立ち上げられるようにするために取り組んでいます。マルチチェーンの未来の技術的実現可能性がますます明らかになるにつれて、空間全体がエキサイティングな開発段階に入りつつあります。

しかし、同じモメンタムが他の場所でも楽観論を煽っています。一部のプロジェクトにとって、モノリシックアプローチの魅力は無視しがたいものです。統合されたチェーンには固有の利点があり、より高いシンプルさとセキュリティを提供しながら、長期的な持続可能性により適しています。そのようなプラットフォームのユーザーは、モジュラー設計の技術的な詳細に混乱したり不満を感じたりする可能性が低くなります。コストが低く処理が速いものの全体的なリスクが高いエコシステムよりも、単一の信頼性が高く高性能な環境の方が好まれることがよくあります。Ethereum開発者の間でさえ、「メインネット」にとどまるという選択肢が最も実行可能な道と見なされることが少なくありません。

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