PolygonエコシステムとEthereumの関係を整理する
CryptoGames.incをお手伝いさせていただいているPacyです。
(この記事はEthereumアドベントカレンダ-2021 14日目の記事です。)
先日PolygonのMirProtocol買収の発表がありましたね。
ZK rollupの課題であった署名作成速度の脅威的な改善とアルゴリズムの改善でnodeの水平スケールができるようになり、参加nodeが増えるほどスループットを増すことができるようになる、みたいなことが上記ツイートに一連でぶら下げられています。
またPolygonは来年2022年内にevm互換のZK rollup実現を目指すL2ソリューションHermezも8月に買収しています。ZK verseを謳い、ZK rollup界の雄を狙うとのことです。楽しみですね。
このように世間を賑わせているPolygonですが、自分としても昨今のgas代の高騰でEthereumメインネットが使いづらくなっている中、普段からお世話になっているものの、どういう仕組みで動いているのか、また俗にPolygonと言った場合に意図されるPolygon PoSネットワーク以外を含めたPolygonエコシステムとEthereumとの関係性を知らずに使っているなと思ったので少し調べてみました。
概要とコードリーディング
Polygonとはイーサリアムのスケーリングを目的とした一連のプロジェクトのことですが、一般にPolygonと言った場合にPolygonのPoSネットワークのことを指すこともあるので若干わかりづらい部分もあるのかなと思います。
まずPolygonのPoSネットワークについて見ていきます。いくつかのレイヤーに分けられ、EthereumにPolygon PoSネットワーク上のブロックハッシュのMerkleRootを含むcheckpointを記録していくのが特徴です。
L2ソリューションのアグリゲーターとなることを目指しているようで、Optimismであったり別のL2ソリューションとの連携(bridge実装など)も積極的に行なっているようです。
役割としては4層に分けられそうですが、コードのアーキテクチャとしては3層に分けられます。
- Staking and Plasma smart contracts on Ethereum
https://github.com/maticnetwork/contracts - Heimdall (Proof of Stake layer)
https://github.com/maticnetwork/heimdall - Bor (Block producer layer)
https://github.com/maticnetwork/bor
BorはGo Ethereumを、HeimdallはTendermintコンセンサスエンジンを改変したものとのことです。
nodeの立ち上げはいくつか方法があるみたいですが、Heimdallのdocker-compose.ymlがあるのでそれを見るとどう動いているかのイメージがなんとなくつきます。
services:
rabbitmq:
container_name: rabbitmq
image: rabbitmq:3-alpine
ports:
- "5672:5672" # RabbitMQ
restart: unless-stopped
heimdalld:
container_name: heimdalld
image: 0xpolygon/heimdall:latest
build: .
restart: unless-stopped
environment:
- HEIMDALL_ETH_RPC_URL=https://goerli.infura.io/v3/[YOUR_INFURA_PROJECT_ID]
volumes:
- ./data:/heimdall
ports:
- "26656:26656" # P2P (TCP)
- "26657:26657" # RPC (TCP)
depends_on:
- rabbitmq
command:
- start
- --p2p.laddr=tcp://0.0.0.0:26656
- --rpc.laddr=tcp://0.0.0.0:26657
heimdallr:
container_name: heimdallr
image: 0xpolygon/heimdall:latest
build: .
restart: unless-stopped
environment:
- HEIMDALL_ETH_RPC_URL=https://goerli.infura.io/v3/[YOUR_INFURA_PROJECT_ID]
volumes:
- ./data:/heimdall
ports:
- "1317:1317" # Heimdall REST API
depends_on:
- heimdalld
command:
- rest-server
- --laddr=tcp://0.0.0.0:1317
- --node=tcp://heimdalld:26657
肝心のEthereumメインネットへcheckpointを打つ部分ですが、起動時にHeimdallのrabbitmqにtaskを登録しておいて、Borからrabbitmqのqueueにイベントが入ってくると実行されるフローになってそうです。
// RegisterTasks - Registers checkpoint related tasks with machinery
func (cp *CheckpointProcessor) RegisterTasks() {
cp.Logger.Info("Registering checkpoint tasks")
if err := cp.queueConnector.Server.RegisterTask("sendCheckpointToHeimdall", cp.sendCheckpointToHeimdall); err != nil {
cp.Logger.Error("RegisterTasks | sendCheckpointToHeimdall", "error", err)
}
if err := cp.queueConnector.Server.RegisterTask("sendCheckpointToRootchain", cp.sendCheckpointToRootchain); err != nil {
cp.Logger.Error("RegisterTasks | sendCheckpointToRootchain", "error", err)
}
if err := cp.queueConnector.Server.RegisterTask("sendCheckpointAckToHeimdall", cp.sendCheckpointAckToHeimdall); err != nil {
cp.Logger.Error("RegisterTasks | sendCheckpointAckToHeimdall", "error", err)
}
}
cp.contractConnector.SendCheckpoint(sideTxData, sigs, rootChainAddress, rootChainInstance)
etherscanを見たところ、rootChainは直接呼ばれておらずproxyを介して呼ばれているようです。
Polygon PoSネットワーク上の一定のブロック数ごとにcheckpointが打たれるとのことだったので時間は一定間隔ではありませんが、現状だと数十分に1回は打たれています。
ちなみに、Polygonのエコシステムで動いているnodeやcontractと言ったモジュール群はこちらから一覧を見ることができます。
また、Polygonエコシステム内の他のL2ソリューションと上記のHeimdall、Borとの関係性が気になったのでPolygon Hermezのrollupトランザクションなど見てみたのですが、特に関係はなく独立したチェーンとして動いているようでした。
ForgeBatchメソッドがrollupで呼ばれているトランザクションですね。
おわりに
Polygonのエコシステムとその仕組み、Ethereumとの関係性を整理してみました。Polygonはレイヤー2のアグリゲーターを狙うというだけあってPolygon PoSネットワークだけに限らずエコシステム全体としてEthereumをwrapしていくような方向性なのかなと思っていますが、Ethereum2.0が控えていたりと今後この領域がどうなるのか楽しみです。
参考
Discussion