ベンジャミン・サイモン

まず一点だけ申し上げておきます。私は最近、Offchain Labs (Arbitrum 開発会社) の最新の資金調達ラウンドに参加しました。Mechanism Capital も参加しました。この記事での私たちの見解が客観的であるかのように振る舞うことは無駄ですが、私が偏見を持っているかもしれないので、この記事が読者が 2 つのプロジェクトの重要な違いのいくつかを理解するのに役立つことを願っています。

すべてのロールアップ ソリューションは、同様の基本アーキテクチャと内部ロジックに従います。それにもかかわらず、このシリーズの最初の部分で見たように、オプティミスティック ロールアップと ZK ロールアップの 1 つの違い (それぞれの「レビュー プロセス」がどのように機能するか) が、セキュリティ、使いやすさ、EVM の互換性に影響を及ぼします。

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初期の起源

まず、各プロジェクトの歴史的背景を簡単に説明します。偶然にも、Arbitrum と Optimism には両方ともいくつかのユニークな起源物語があります。

6年半前、プリンストンの寒い朝、エド・フェルテン教授と協力する学部生のグループが、彼らが契約して作成したプロジェクト、つまりブロックチェーンベースの仲裁システムについて講演した。スマートコントラクトプラットフォームで予想されるスケーリング上の課題の一部を回避することを目的として、この計画は、従来のマイナーの計算ワークロードを軽減するために、チャレンジおよび紛争解決システムに依存するブロックチェーンを設計することです。 「Arbitrum」と名付けられたこのシステムは、数年後に 2 人の野心的な博士課程の学生 Steven Goldfeder と Harry Kalodner がフェルテンにアプローチしていなかったら、他のほとんどの有望な学術コンピュータ サイエンス プロジェクトと同じ運命を辿っていたでしょう。初期コンセプトから堅牢なレイヤー 2 ソリューションを構築します。その後すぐに、フェルテン、ゴールドフェダー、カロドナーは Offchain Labs を共同設立し、Arbitrum を抽象的なアイデアから具体的な現実に変えました。

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紛争解決: 非常に簡単な (再) はじめに

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紛争解決における仲裁と楽観主義の予備的な比較

違いを説明する最も簡単な方法は、Optimism の紛争解決が Arbitrum よりも Ethereum Virtual Machine (EVM) に依存しているということです。誰かが Optimism にチャレンジを送信すると、問題のトランザクション全体が EVM を通じて実行されます。対照的に、Arbitrum はオフチェーンの紛争解決プロセスを使用して、紛争を取引の 1 つのステップに減らします。次に、プロトコルは、最終検証のためにこのワンステップ アサーション (トランザクション全体ではなく) を EVM に送信します。したがって、概念的には、Optimism の紛争解決プロセスは Arbitrum のプロセスよりもはるかに単純です。

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出典: OffChain Labs 開発センター

オプティミズムの紛争解決アプローチ、つまり EVM を通じてトランザクション全体を実行するアプローチは、概念的に単純であるだけでなく、より高速です。 Arbitrum のプロセスのように、行ったり来たりの「複数ラウンド」はありません。実際、この理由から、オプティミズム ロールアップは「シングル ラウンド」と呼ばれることが多いのに対し、アービトラム ロールアップは「マルチ ラウンド」と呼ばれます。実際には、これは、係争中の取引の場合、イーサリアムに関する最終確認が、オプティミズムの場合よりもアービトラムの場合の方が長く遅れることを意味します。このシリーズの最初の部分で説明したように、紛争解決の速度は、ユーザーがロールアップからトークンをイーサリアムに交換するのにかかる時間を決定するため、重要です。

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リビルド比較

2 つの紛争解決設計間の基本的なトレードオフは、単純に速度とオンチェーン コストの間のようです。しかし実際には、これは少し単純すぎます。なぜなら、この論争が次の 2 つの理由によって生じると考える人はほとんどいないからです。

• Arbitrum と Optimism の両方のトランザクション処理者には、不正なトランザクションを処理する金銭的インセンティブがありません。彼らは前払いで担保や債券を差し入れることを強制されているが、不正取引の場合にはその金額は減額される。

• ロールアップの状態を監視している当事者は、虚偽の詐欺証明の提出に消極的である。楽観主義の場合は、挑戦者が詐欺証明のためにオンチェーンのガス料金を支払わなければならないため、アービトラムの場合は、紛争が失敗した場合に挑戦者が没収したガスを提供しなければならないためである。保証金。

それでは、紛争がほとんどないと予想される場合、なぜ紛争解決プロセスの構造が重要なのでしょうか?

紛争が発生することはまれですが、ロールアップは可能な場合には対処できるように設計する必要があります。したがって、「物議を醸す」事件の設計は、「物議を醸さない」事件の構造に影響を与えます。

Optimism は紛争が発生した場合に EVM を通じてすべてのトランザクションを実行できる必要があるため、イーサリアムのガス制限を超えるトランザクションはオンチェーンで適切に検証できないため、処理できません。対照的に、Arbitrum は、トランザクションが EVM を通じてバッチ処理されることはなく、最初に小さな「ステップ アサーション」に分割されるため、イーサリアムのガス制限を超えた場合でも、任意の大規模トランザクションを実行できます。

Optimism のガス制限がアプリケーションにどの程度の実際的な制限を課すかは不明です。ただし、紛争解決設計の違いが示すもう 1 つの、おそらくより重要な意味は、Arbitrum がオンチェーン チェックポイント (「ステート ルート」の更新) の頻度を減らすことでガスを節約できることです。より具体的には、Arbitrum は単一の更新に大量のオフチェーン計算を割り当てることができます。これは、そのステート ルート更新には、理論的には、その中に含まれるすべてのトランザクションに対する (小規模な) シングルステップの不正証明が含まれる可能性があるためです。一方、楽観主義はトランザクションのたびにオンチェーンでチェックポイントを作成する必要があり、オンチェーンのフットプリントが大幅に増加します。

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紛争解決と潜在的な攻撃ベクトル

これらのさまざまな紛争解決プロセスに関する最後の点は、議論する価値があります。それは、各設計が潜在的な攻撃に対してどの程度耐性があるかということです。上記では、スパム攻撃を阻止するための経済的インセンティブについて説明しました。より具体的に言うと、Optimism も Arbitrum バリデーターも不必要なチャレンジを提出するつもりはありません。

しかし、スパム ロールアップによる経済的コストを気にしない悪意のある攻撃者の場合はどうなるでしょうか?言い換えれば、ある個人または団体がオプティミスティック ロールアップの速度を遅らせることに熱心で、たとえそれが偽のチャレンジに繰り返しお金を払うことになっても、喜んでそうしたらどうなるでしょうか?

前述したように、Optimism の紛争解決プロセスは、EVM を通じて紛争のあるトランザクションのみを提供するため、Arbitrum の紛争解決プロセスよりもシンプルかつ迅速です。このスピードは、ロールアップ チェーンの今後の進行を妨げることなく、紛争を迅速に解決できるため、ここではオプティミズムの利点となります。

懸念されるのは、仲裁機関が採用しているような「複数ラウンド」の紛争解決手続きだ。少なくとも理論的には、スパム送信者は、それぞれの解決にかなりの時間を要する一連の連続したチャレンジを開始することで、ロールアップの進行を遅らせる可能性があります。実際、これは Arbitrum のこれまでの反復を悩ませてきた問題です。

ただし、Arbitrum の新しいプロトコルは、「パイプライン化」と呼ばれる洗練された解決策であり、この問題に対しては機能します。パイプラインにより、以前に処理されたトランザクションに紛争がある場合でも、ネットワークバリデーターは最終承認に向けてトランザクションの処理を続行できます。これにより、注文者がトランザクションを処理したり、ネットワーク関係者がチャレンジを送信したりすることを妨げるボトルネックではなく、最近処理されたがまだ完了していないトランザクションの「パイプライン」が作成されます。

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結論は

結論は

紛争解決プロセスの設計以外にも、Arbitrum と Optimism の間には他にも注目すべき違いがあります。

• コードベースのアーキテクチャと、

• マイナー抽出可能価値 (MEV) へのアプローチ

違いを簡単に要約すると: Optimism は比較的最小限のコードベースを持っていますが、Arbitrum のコードベースはより複雑で野心的です; Optimism は過去に MEV オークション アプローチを支持していることを示しましたが、Arbitrum は Fair Sorting Service (FSS) の実装を計画しています。当然のことながら、これらの比較点は両方とも、別の記事で詳しく扱う価値があります。特に MEV については、2 つのプロジェクト間で哲学的な議論が行われていますが、少なくとも開始後の初期段階では、簡素化のためにどちらも信頼できるシーケンサー モデルを使用することが予想されています。

結局のところ、プロトコル レベルの微妙な違い (重要であると同時に) から一歩下がって、これら 2 つの主要な要素を区別する「ソフトな」要素もあります。例を挙げると、ブートストラップ戦略、インセンティブ設計、コミュニティ精神などです。実際、オプティミスティックロールアップが長期的に成功するには、単なるイーサリアムの付属物ではなく、独自の世界になる必要があります。したがって、規模拡大は軍拡競争というよりは、複数の戦線での戦争なのです。勝者は 1 人である場合もありますが、複数である場合もあります。それは何年も続くかもしれませんが、遅かれ早かれ終わるかもしれません。これは仮想通貨の将来に大きな影響を与えることは間違いありません。