ロールアップが現在最もホットなレイヤー 2 ソリューションになり得るのはなぜですか?
編集者注: この記事は以下から引用しましたイーサリアム愛好家 (ID: ethfans)編集者注: この記事は以下から引用しました
イーサリアム愛好家 (ID: ethfans)
イーサリアム愛好家 (ID: ethfans)
、著者: Rajeev Gopalakrishna、翻訳者および校正者: Min Min & A Jian、許可を得て Odaily によって複製されました。
深い山や古い森に隠れない限り、イーサリアムの第 2 層のスケーラブルなソリューションである Rollup によって引き起こされる急増を知らないのは難しいでしょう。
2020年9月にはイーサリアムのガス価格が477グウェイを超え過去最高値を突破したが、これはガス価格がトゥウェイまで上昇する日もそう遠くないことを示しているのかもしれない。
2017年のICOブーム以降、イーサリアムネットワークはそれほど混雑していませんでしたが、現在はさらに混雑度が高まっていると言えます。ブロックガスの上限も1,250万という過去最高を記録した。トランザクション量は2017年にピークに達したレベルにあり、ブロックサイズは過去最高となっています。
これは、イーサリアム ネットワークの有用性を (少なくともこれらの指標によって) 改善するための心強いニュースではありますが、現在の根本的なスケーラビリティの問題がアプリケーションを大幅に制限し、ユーザー エクスペリエンスに深刻な影響を与えていると主張する人もいるでしょう。ただし、この問題は新しいものではありません。イーサリアム コミュニティは何年も前にこの問題を予見し、それ以来解決策を模索してきました。
現在、Eth2.0 の研究は主に、基礎となる PoS とシャーディング メカニズムに焦点を当てています。今後数か月以内にフェーズ 0 が稼働する予定です。ただし、Eth2.0 の計算のスケーラビリティ (つまり、シャード内のスマート コントラクトによる状態の実行) はフェーズ 2 まで実現されず、現時点では 2021 年以降まで待たれると予想されています。
コンピューターサイエンスでは、すべての問題は別の回りくどい方法で解決できます。 —デヴィッド・ウィーラー
レイヤ 2 ソリューションが採用する迂回アプローチは、トランザクションをレイヤ 2 で処理し、必要な場合にのみレイヤ 1 を使用することです。このようなソリューションには、ステート チャネル、サイドチェーン、プラズマなどが含まれます。長年にわたり、数多くのプロジェクトがこれらのオプションを検討し、大きな進歩を遂げてきました。
最近では、Bitfinex の姉妹会社である Tether が発行した USDT が現在時価総額で最大のステーブルコインであり、イーサリアム ガスの最大の消費者となっています。 Tether は、OMG Network の More Viable Plasma Layer 2 ソリューションに切り替えました。
Redditは、イーサリアムベースのコミュニティポイントプログラム（現在は2つのサブレディットのみに実装されている）セックスのスケーラビリティを向上させるために、「The Great Reddit Scaling Bake-Off」コンテストを主催しました。現在、このコンテストにはレイヤー 2 ソリューションに関する 22 件の提案が寄せられています。
したがって、Eth 2.0 は今後数年間で段階的に稼働する予定ですが、レイヤー 2 ソリューションはその前後で切望されているスケーラビリティを提供すると期待されています。
ここ数年、レイヤー 2 ソリューションの研究は主にステート チャネルとプラズマ プロジェクトに焦点を当ててきましたが、ロールアップ ソリューションは最近非常に人気があり、大きな進歩を遂げています。
そこで、この記事ではロールアップについて詳しく掘り下げ、その理由、定義、採用の観点からまとめていきます。 ZK ロールアップとオプティミスティック ロールアップという 2 種類のロールアップ スキームの概念といくつかの主要な実装を紹介します。最後に、レイヤー 2 アプローチから恩恵を受ける可能性のあるステータス ネットワーク上のさまざまな取り組みや、今後のプロジェクトについても触れます。
副題
ロールアップを使用する理由
背景: 基盤となるレイヤー 1 プロトコルを変更せずにイーサリアム上に構築されたスケーラビリティ ソリューションは、レイヤー 2 ソリューションとして知られています。これらのスキームは、イーサリアム ネットワークと対話せずにトランザクションを処理し、スマート コントラクトを通じてイーサリアムのレイヤー 1 にセキュリティを固定します。
レイヤ 2 スキームが魅力的なのは、基盤となるインフラストラクチャ (非常にリスクの高い大企業プロジェクトです) を全員がアップグレードする必要がなく、レイヤ 2 対応のアプリケーションに対してのみ、複数の同様のスキームをイーサリアム上で実行できるためです。レイヤ 2 は必ずしもレイヤ 1 のセキュリティと決定性を提供するわけではありませんが、レイヤ 1 と比較してスループットを向上させ、コストを削減し、ユーザー エクスペリエンスを向上させることができます。一部のアプリケーションでは、レイヤー 2 で十分です。
現在、最も有望なレイヤー 2 ソリューションはステート チャネルとプラズマです。
プラズマは、2017 年 8 月に Vitalik Buterin と Joseph Poon によって提案されました。 Plasma は、ルート チェーン上のスマート コントラクトを介して子チェーンとの間で資産を転送するスケーラビリティ フレームワークです。すべてのトランザクションの実行は子チェーンで行われ、ステート コミットメント (デフォルトの Kergen 経由) はルート チェーンに公開され、使用できます。後でルートチェーンから抜け出すときの不正証明に使用されます。プラズマには、Minimum Viable Plasma、More Viable Plasma、Cash、Debit、Prime など、いくつかのバリエーションがあります。 OMG Network の More Viable Plasma は、市場での採用を実現した最近の Plasma プロジェクトです。中国語翻訳短所: 状態チャネルの最大の短所は、ライブ状態が想定されていることです。ユーザーまたはその代理人は、さまざまな課題に対処するために、常にレイヤー 1 を監視する必要があります。 Plasma は、この活性の仮定を継承するだけでなく、データの可用性の仮定も導入します。つまり、ユーザーは、必要なときにトランザクションの正確性を検証するために使用できるように、オペレーターがすべてのトランザクション データを提供すると信頼する必要があります。データの可用性がなければ、最悪の場合、ユーザーがプラズマ チェーンから離脱したときに大規模な問題が発生する可能性があります。ステート チャネルもプラズマもスマート コントラクトをサポートしていないため、EVM 互換性を必要とするアプリケーションが大幅に制限されます。
中国語翻訳
)、ロールアップでは、上記の 2 つの制限的な前提を導入する必要はありません。これら 2 つの前提により、多くの状況で不都合が生じます。ほとんどのアプリケーションでは、状態チャネルやプラズマよりもロールアップの方が有望です。
次に、ロールアップの定義と、状態チャネルやプラズマのような制限的な前提を導入する必要がない理由を紹介します。
副題
ロールアップとは何ですか?
Rollup は Plasma に非常に似ていますが、大きな違いが 1 つだけあります。これにより、データの可用性の前提が回避されます。つまり、すべてのレイヤー 2 トランザクションがトランザクションの呼び出しデータに「要約」されます (呼び出しデータ (calldata) は Ethereum トランザクション ストレージ データです)。パラメータ読み取り専用領域)、ブロックにパッケージ化されてレイヤー 1 に送信されます。
データ呼び出しのコストがレイヤー 1 ストレージ (契約ストレージ) よりもはるかに低いことを考慮すると、ロールアップ スキームを使用すると、誰でもいつでもレイヤー 1 からレイヤー 2 のトランザクション データを取得できます (単なるマークル ルートであるプラズマ スキームとは異なります)。 )、状態遷移を検証するために使用されます。したがって、レイヤー 2 データが送信されると、レイヤー 1 からデータを取得できるようになります。この機能により、ライブネスの仮定とデータの可用性の仮定の要件が削除され、ロールアップがステート チャネルやプラズマよりも有利になります。
ZK ロールアップ (ZKR): ZKR では、オペレーターはレイヤー 2 の各状態遷移に対して zk-SNARK 有効性証明を生成し、これらの有効性証明をレイヤー 1 のロールアップ コントラクトに送信する必要があります。ロールアップ コントラクトは、古いマークル ルートから新しいマークル ルートへの状態遷移の証明が有効であることを検証します。新しいコンポーネントが使用されていますが、これらの保護手段は本質的に暗号的なものです。中国語翻訳詳細な比較分析によると、次のことがわかります (
中国語翻訳
）、ZKRは、短いファイナライズ時間（約1～20分）のトークン転送により適していますが、汎用アプリケーションに必要なEVM互換のスマートコントラクトをサポートしていません。対照的に、OR は EVM 互換のスマート コントラクトを必要とするアプリケーションにより適していますが、不正証明チャレンジ期間が終了するまで待つ必要があるため、デフォルトではファイナライズにかかる時間が長くなります (約 1 ～ 2 週間)。 （ただし、経済的安全性を確保して手術の終了時間と撤退時間を短縮する技術はあります。）
副題
さまざまなシナリオ向けに設計されたさまざまな前提と機能を備えた ZKR および OR の実装に取り組んでいるチームが数多くあります。
Status Network
ZKR: Matter Labs チームによって開発された zkSync がイーサリアム メインネット上で起動されました。 Loopring は、ZKR を使用した集中交換および支払いサービスを開始しました。 StarkWare チームの StarkEx は、(zk-SNARK ではなく) zk-STARK を使用する ZKR テクノロジーであるため、信頼できる設定に依存せず、よりスケーラブルで、量子コンピューティング攻撃に耐えることができます。
OR: 少なくとも 9 つのプロジェクトがさまざまな OR バリアントを研究しています (詳細については、この記事の比較表を参照してください)。最大の違いは、EVM 互換性のサポートと不正防止チャレンジの相互運用性要件です。たとえば、Celer、Nutberry、Optimism は、EVM 互換のスマート コントラクトと非対話型の不正行為の証明をサポートしています。
副題
Status のビジョンの 1 つは、「イーサリアムの窓口」になることです。 Status Messenger は Ethereum ブロックチェーンと直接対話しませんが、アプリケーションは安全な暗号ウォレットと Web3.0 ブラウザを統合します。これらはどちらもイーサリアムと接続する必要があり、前述のスケーラビリティの課題によるガス価格の高騰の影響を直接受けます。
Status Network の Keycard 製品は、現在のイーサリアム ネットワークにはないクレジット カード レベルの拡張性と即時確実性を満たすように設計された決済ネットワークの構築を模索しています。
さらに、Status Network には、Kudos 報酬、Tribute-to-Talk、ENS ドメインなど、他にも多くの取り組みがあります。これらの取り組みでは、実行可能な導入と優れたユーザー エクスペリエンスのために、ガス価格の引き下げが非常に必要です。
ピアツーピア: 現在、すべてのロールアップ アーキテクチャは、クライアントからのすべてのトランザクションを集約し、従来のクライアント サーバー アーキテクチャを使用してブロックを作成するオペレーターに依存しています。欠点は、集中化と検閲が導入され、プライバシーが低下する可能性があることです。
結論は
したがって、ステータス チームの私たちは、レイヤ 2 でのクライアントとオペレータの対話で、Waku などの分散型ピアツーピア プロトコルを使用して、プライバシーを保護するルーティングと検閲耐性を提供する方法を模索しています。たとえば、Waku を使用してトランザクションをさまざまなオペレーターにルーティングすると、顧客のプライバシーを保護しながら、検閲に抵抗しながらトランザクションを発行するためのさまざまなパスを顧客に提供できます。
副題
