イーサリアムの重要な拡張計画: 楽観的なロールアップ状況レポート (パート 1)

DAOSquare

特邀专栏作者

2020-02-29 18:50 (UTC+8)

この記事は約4419文字で、全文を読むには約7分かかります

オプティミスティックロールアップは最も有望なイーサリアムスケーリングソリューションと考えられています

AI要約

オプティミスティックロールアップは最も有望なイーサリアムスケーリングソリューションと考えられています

著者: Daniel Goldman (ダニエルゴールドマン) フリーランスソフトウェアエンジニア、技術コンサルタント、作家

校正：サミュエル

イーサリアムの新たな楽観的ロールアップエコシステムの技術概要

Optimistic Rollerball (Daniel Goldman original, 2020)

以下のような報告がなされました。MolochDAO認可された生産、John Adler関連する意見/レビューを提供します。ただし、この記事内のすべての意見は私自身のものです。なお、プログラムの評価は本レポート発行時（2020年2月）の状況を抜粋したものにすぎません。すべては変化しているので、過度に約束しないでください。

イーサリアムスケーリングコミュニティを覆う霧 -- Optimsitc ロールアップ

ここ

Fuel Labs
ANON
Whitehat, Cellani, Lim ( hereby “WCL”)
Pinkiebell
Offchain Labs
Interstate Network
Optimism
IDEX
Celer

クリックここそれらの違いを確認してください。最後に、上記のプロジェクトがこの分野でどのような役割を果たすかについて、定性的な質問をいくつか掘り下げていきます。

背景と理論

良い名前にもかかわらず、オープンでパーミッションレスなブロックチェーンには多くの問題があります: ネットワーク内のすべての完全なノードが可視化され、システムによって処理されるすべてのトランザクションを検証する必要があります; (集中デジタル決済システムと比較して) 超非効率です。暗号通貨のスケーリング課題について議論した。

レイヤ 2 プロトコルは、この負担を軽減する方法の 1 つのクラスです。すべてのトランザクションを検証するすべてのノードから、利害関係者（たとえば、自分の資金を確保したい当事者）によるトランザクションの一部のみのローカル検証に移行し、（何らかの形で）この負担をシフトします。重要なのは、ベースレイヤーのトラストレスセキュリティモデルを維持しながら、依存する必要性を排除することです。ユーザーによって実行されるソフトウェア以外のリソース。

データの可用性: 解決済み

イーサリアムのレイヤー 2 開発の初期段階では、開発者は、ベースレイヤーの「検証のオフロード」がブロックチェーンから (特定の) トランザクションデータを完全に分離することであるという暗黙の前提の下で動作することを計画していました。 (Josh Stark の 2018 年初頭の記事を参照Making Sense of Ethereum’s Layer 2当時の考え方が分かります）。

暗号通貨プロトコルには、（利己的なマイニングなどのエッジケースを除いて）ブロック生成者がタイムリーかつ広範囲にブロックを共有するよう促す固有の経済的特性があります。selfish-mining edge cases); ブロックチェーンのベースレイヤーは「データ可用性エンジン」と呼ばれることもあります。データが（完全に）公開されていることを確認すると、データを検証でき、無効なトランザクションを通過させることが事実上不可能になります。

したがって、レイヤー 2 のシナリオでは、データがオフチェーンで完全に分離された場合、この種のデータの可用性を保証できなくなります。データの有効性を懸念する人々がデータを隠蔽する可能性があるためです。データ。したがって、この特殊なケースで無効な状態の更新が発生しないようにする方法を考え出す必要があります。レイヤ 2 システムの場合、データ隠蔽の問題は常に最も困難かつ最悪のケースです。最悪の事態は情報なしで事実を発見することだからです。

私たちの定義が十分に緩い場合、このデータ隠蔽問題に対するすべての解決策は、ステートチャネルとプラズマという 2 つの大きなカテゴリに分類できます (channels and Plasma）。 2 つの当事者が同じチャネルにいる場合、オフチェーンデータの更新は、両方の当事者が同意した後に真に有効になります。したがって、アリスがボブのデータを保持することを選択した場合、アリスは最新の状態になりますが、データを保持しても役に立ちません。対照的に、Plasma にはこの相互合意の要件がありません。これは、Plasma では、ユーザーが直接の証拠を持っていない場合、無効な更新が発生する可能性があるという事実に直接つながります。この場合でも、Plasma は、ユーザーがインタラクティブなチャレンジ期間中に資産の所有権を証明および保証するために必要なオフチェーンデータを保持していることを保証できます。

実際の結果としては、状態チャネルが最初のレイヤ 2 構造になりました。これは人々にとって理解しやすいものであり、ステートチャネルは (おそらく) いくつかの基礎的な研究課題を解決しており、ビットコインやイーサリアムでステートチャネルが使用されているのが実際に見られます。状態チャネルには、インスタントトランザクションなど、特定のアプリケーションのニーズに非常に適したいくつかの便利な特性があります。これはより一般的な拡張ソリューションですが、それでもある程度制限されています。チャネルは本質的に互いに独立しており、トラストレス接続は資本効率が悪く、利用可能なフローパスに制約される可能性があります。 (私は入っていましたBitcoin’s Lightning Network関連する制限事項と回避策が公開されています。 )

ここここそしてこここの出版物は、プラズマキャッシュとその亜種のもっともらしい進歩と、それらがもたらす課題を分析しています。

プラズマの問題により、プラズマは消滅すると考える人さえいます (declare its demise）。たとえ（私のように）時期尚早だと思う人がいたとしても、プラズマが予想よりも困難で複雑であることは疑いの余地がなく、その結果生じる空間速度は当初の期待よりも遅く伝達されます。 Plasma の失速により、Ethereum コミュニティは非カストディアルサイドチェーンのようなものを切望しています。この時点で、研究と実装のステータスの観点から、Optimistic Rollup が浮上します。

データの可用性: 譲歩

現在のオプティミスティックロールアップ構造の痕跡は、次のような以前のさまざまな提案で見つけることができます。Shadowchains, Coinwitness, ZK-SNARKS による一括検証 (現在はあれを呼べ ZK-Rollup),同様に2015 年初頭に Arbitrum について学生が講演待って。

これまでに私たちが知っている限りでは、John Adlerそしてミケラ・クインティン＝コリンズ（別名「」）Bad Crypto Bitch”）プロトコル基盤を「マージドコンセンサス」と呼びます。Merged Consensusブログ投稿ブログ投稿同様の原理がで説明され、Optimistic Layer 2 Game Semantic Analysis で枠組み化され、(何らかの理由で) Optimistic Rollup と名付けられ、最終化されました。

Optimitic Rollup は、前の段落で説明したフレームワークをひっくり返します。ORU は、データの源泉徴収に直面しても非保管状態を維持するつもりはなく、代わりに、トランザクションデータをオンチェーンで公開することを直接要求する、より直接的なアプローチを採用しています。より具体的には、イーサリアムノードを実行している誰もが ORU の状態を再構築できるように、十分なデータがオンチェーンで公開されることが必要です。スケーリングの利点は、レイヤー 1 が何もせずにデータを検出し、それをブロックルートにマークルツリー化するだけで済み、(理想的には) 計算はレイヤー 2 でのみ実行されることです。したがって、トランザクションデータはコールデータとしてチェーン上に公開され、状態には保存されません。状態の容量の増加と計算コストが (おそらく) イーサリアム拡張の中心的なボトルネックであるため、拡張の余地は小さくありません。

Plasma と同様、基本層がトランザクションを直接検証できないということは、無効なトランザクションが存在することを意味します。 ORU では、いずれの当事者も無効なトランザクションの更新を目撃し、その後、その不正証明を通じてベースレイヤに不正証明を提示し、その不正証明によって不正なブロックとその後のブロック更新が復元されます。不正行為の証拠を提出せずに十分な時間が経過すると、ブロックが決定および集約され、それらのブロックから開始された出金が完了することができます。無効なブロックを意図的に公開することでコミュニティへの悪意のある被害を抑制するために、ブロック送信者は、詐欺が有効であることが判明した場合に減額される保証金を投稿します。この不正防止を正確に処理する方法は、特定の ORU 構造の中心となります。

Plasma と比較すると、ORU には、スケーラビリティが比較的低いという避けられない根本的な欠点があります。チェーン上のデータが ORU ブロック内のデータに比例すると仮定すると、ORU の構築はベース層のデータの最大量によって制限されます。ただし、ORU には次のような他の側面でも多くの利点があります。

スマートコントラクトのより簡単で幅広いサポート
任意の支払い単位のサポートが容易になりました
許可のないブロックの生成
シンプルなゲーム終了メカニズム
比較的簡単な操作

予想どおり、上記の要素も、異なる ORU 構造ではトレードオフする必要があります。 (ORU の背後にあるものの詳細については、John Adler の「」を参照してください。The Why’s of Optimistic Rollup”。）

プロジェクト概要プロジェクト概要

Link to spreadsheet

このレポートでは、ORU 設計パターンを使用する 9 つのプロジェクトにインタビューしました。そのうちの 1 つは、公開時に擬似匿名 (以下、「ANON」と呼びます) を維持することを選択しました。

楽観的ロールアップの範囲内にあるプロジェクトのみが考慮されます。つまり、「不正行為の証拠が提出されない限り、または提出されるまで仮定は有効である」というある種の仮定を含めて、プロジェクトはすべて「楽観的」でなければなりません（つまり、不正証拠が提出されない限り、その仮定は有効です）。ZK-rollup）および「ロールアップ」が含まれます。つまり、十分なデータがオンチェーンで公開され、観察者が状態を再構築して無効性（つまり、プラズマではない）を検出できます。議論されているプロジェクトのほとんどはこれらのパラメータに厳密に準拠していますが、唯一の例外は IDEX 2.0 であり、その詳細については以下で説明します。 Matic、LeapDAO、Cryptoeconomics Lab など、Plasma または Plasma に隣接するビルドに取り組んでいる他のさまざまなプロジェクトが ORU 研究の初期段階にあります。

スマートコントラクトのサポートと不正防止の双方向性

ORU プロジェクト間の主な違いは、スマートコントラクトスクリプトをサポートする程度と、必要な検証と不正証明の性質です。今回調査対象となった9プロジェクトのうち、5プロジェクトはロールアップでイーサリアム仮想マシンの完全な機能を実現しており、ロールアップサイドチェーンはSolidityスマートコントラクトをサポートしており、サポートレベルは（ほぼ）同等です。イーサリアムベースレイヤースマートコントラクトのサポートは同等ですが、残りのプロジェクトはより限定的で制限された機能をサポートする傾向があります。

大まかに言えば、スマートコントラクトの機能自体を超えて、完全な EVM をサポートすることで、ロールアップとメインチェーン間の技術的な一貫性が保証され、インフラストラクチャツールとの統合が容易になり、レイヤー 1 で Solidity でコンパイルされたスマートコントラクトに慣れている開発者にとって移行が容易になります。逆に、より限定的で制限された機能を好むプロジェクトには、（多かれ少なかれ）より安価な不正行為の証明、より簡単な検証、特定のユーザー向けの簡単な最適化、全体的な簡素化という利点があります。

研究/ディスカッションのためのオープントピック