前回の記事「ME Networkのモジュラーデザインを解明：実行、決済、データ可用性レイヤー」では、modular blockchainアーキテクチャがブロックチェーンスタックを実行、決済、データ可用性という明確な層に分解する方法について解説しました。この分離により各コンポーネントが専門性を発揮し、ブロックチェーン全体の性能、柔軟性、スケーラビリティが大幅に向上します。

Execution Layerの定義

execution layerはブロックチェーンの計算エンジンであり、トランザクションの処理とネットワーク状態の更新を担当します。これには、署名検証や残高確認などのトランザクション有効性の検証、オンチェーンロジックの実行、および状態データベースの更新が含まれます。状態変更は、フルノードが台帳のコピーを更新して新しいトークン転送、smart contractの更新、データ保存を反映させることで発生します。

execution layerの文脈におけるスケーラビリティについて議論する際、単に秒間あたりのトランザクション数（TPS）を増やすことだけに関わるわけではないことを認識することが不可欠です。これには、より広範な概念である計算スループットの増加を処理するという側面も含まれます。トランザクションの複雑さが変化するにつれて計算負荷も変化するため、スケーリングにおける課題は、これらのトランザクションを検証するノードに対するハードウェア要件を劇的に増大させることなく、1 秒あたりに処理できる計算作業量を増やすことにあります。Ethereum のRollup技術である Arbitrum や ZKSync に代表されるようなexecution layerのスケーリングソリューションは、計算負担の一部をオフロードすることでこれらの問題に対処しています。

Rollup の理解

Rollups は、{Layer 2} スケーリングソリューションであり、基盤となる {Layer 1} ブロックチェーンのセキュリティ保証を維持しながら、オフチェーンでトランザクションを実行します。メインチェーン（通常は Ethereum）上でブロックスペースを巡る競合を減らすため、Rollups はメインチェーンの外側でトランザクションを処理します。トランザクション実行後、Rollups はトランザクションデータまたは有効性証明のバッチを {Layer 1} チェーンに提出して決済を行います。この方法により、Rollups は {Layer 1} チェーンの最終性とデータ可用性のセキュリティを活用しつつ、高いスループットと低手数料を実現します。

ZK Rollups と Optimistic Rollups の比較

Rollup ソリューションには 2 つの主要なタイプがあります。ZK（ゼロ知識）ロールアップとオプティミスティック・ロールアップです。オプティミスティック・ロールアップは、すべての取引が有効であるとデフォルトで仮定し、潜在的に悪意のあるまたは誤った取引が検出された場合にのみ、不正証明をLayer 1チェーンに対して生成・提出します。不正な取引が特定された場合、チェーンはその取引を巻き戻し、提出した当事者を罰することができます。

一方、ZK Rollup は、オフチェーン計算の正当性を証明する暗号化証明（有効性証明）を生成して動作します。これらの証明はその後、Layer 1 チェーンに投稿され、取引データ自体を明らかにすることなく、Rollup が取引を正しく実行したことを検証します。ZK Rollup の最大の利点は、取引検証に必要な時間とリソースを大幅に削減できる点にあり、これにより高い効率性が実現されます。ただし、この効率性は、証明生成における複雑さの増大とハードウェア要件の高さという代償を伴います。

オプティミスティック・ロールアップは特に汎用性に富み、スマートコントラクトへの完全なサポートを提供します。これにより、開発者は既存の分散型アプリケーション（dApps）を Layer 2 に最小限の変更でデプロイでき、複雑で smart contract 依存度の高いワークロードのスケーリングにおいて魅力的な選択肢となります。

現在の技術環境を踏まえ、ME Network はその execution layer に Optimistic Rollups の導入を選択しました。

ME Network の Execution Layer 実装

ME Network の execution layer は、Optimistic Rollup 技術を基盤として構築されています。このアプローチはすべてのトランザクション検証が誠実であると仮定しますが、参加者が任意のトランザクションに異議を唱えることができる挑戦期間を組み込んでいます。指定された期間内に異議が提起されない場合、ブロックが確定し、ME Network メインチェーンが Rollup チェーンからの出金証明を受け入れてトランザクションを完了します。

期間内に課題が提出された場合、どの参加者でも不正証明をブロードキャストでき、ネットワークによって検証されます。課題が認められた場合、不正なトランザクションは無効化され、状態はロールバックされます。悪意ある行動を防ぐため、ME Network はトランザクションの順序付けを担当するエンティティであるシーケンサーにトークンを担保として預けることを要求しています。sequencer が悪意ある行動をとった場合、その担保は没収され、不正を特定した当事者に報酬として再分配されます。さらに、ME Network は不正証明の検証を促進するためのインセンティブを実装しており、堅牢なネットワークセキュリティを確保しています。

重要な点として、成功した課題は ME Network メインネットの状態のロールバックを引き起こすものではありません。トランザクションの順序とメインネットの状態は影響を受けず、影響を受けるのは Rollup チーン上の特定の状态提出のみです。

execution layerの効率を向上させるため、ME Networkはセキュリティと安定性を維持するためにdecentralized sequencer networkを採用しています。シーケンサーは状態ルート(settlement layer)に公開し、圧縮されたトランザクションデータはdata availability layerに保存されます。計算タスクをRollupへオフロードすることで、ME Networkのメインチェーン（ME Hub）への負荷が軽減され、高いTPSと低ガス料金が実現します。

一方で、ME Hub（settlement layer）もスマートコントラクトをサポートする完全なブロックチェーンです。Rollupの低ガス料金や並列処理の利点を必要としないユーザーは、Ethereum上でコントラクトをデプロイするのと同様に、ME Hub上で直接トランザクションを実行することも選択できます。ME Networkはスペースを確保するためsettlement layerへのリソース集約型アプリケーションのデプロイを推奨していませんが、Rollup技術が完全に実装されるまでの間、settlement layerが一時的に実行業務を引き受けることも可能です。

ME Networkのブロックチェーンにおけるモジュラー設計により、高度に専門化された実行機能が実現され、全体の性能が大幅に向上します。今後は、独自開発の仮想マシン（MVM）と革新的なトランザクションモデルを通じてexecution layerをさらに強化し、高いスループットと複雑なスマートコントラクトの効率的な処理を実現していきます。スケーラブルで高性能なブロックチェーンソリューションへの需要が高まり続ける中、ME Networkはこれらの課題に対応する上で確固たる地位を築いています。

さらに、ME Networkは複数の仮想マシン実行環境（ME Rollup Executor）をサポートしており、EVM互換性とWasmを含みます。Rollupチェーンは、それぞれの特定のニーズに基づいて最適な環境を選択できます。また、異なるRollupチェーン間では、ME Networkのクロスチェーン通信プロトコルを通じてシームレスな相互運用性を達成し、多様で統合されたマルチチェーンエコシステムの発展を促進します。

結論

ロールアップはブロックチェーン技術の未来において中核的な役割を果たし、dApps とブロックチェーンネットワーク間の主要なインターフェースとして機能します。ME Network の Rollup 技術への取り組みはオプティミスティック・ロールアップに留まらず、ZK-Rollup 技術が成熟するにつれて、関連する実行環境やコンポーネントの統合も計画しています。同時に、大規模言語モデル（LLM）やその他の AI アプリケーションの進展を注視し、開発者およびエンドユーザー双方にとってより知的で使いやすい基盤層の構築を目指しています。

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Meta Earth について

Meta Earth (ME) は、従来の産業アプリケーションの高出力・大規模データ処理ニーズに対応するモジュール式で高性能かつ無限にスケーラブルな多次元融合基盤価値ネットワークであるME Networkを基盤としています。さらに、暗号化されたDID（分散型識別子）システム—ME ID & ME Passによりユーザーのプライバシーデータを効果的に保護し、すべての個人が主権と平等を十分に享有できる共同構築・共同ガバナンスメカニズム、そして一切の差別なくUBI（無条件基本所得）を保証する経済モデルを備えることで、Meta Earthはより良い生活のための幸福の向上と生態系のバランス維持による持続可能性の促進に全精力を注いでいます。

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