イーサリアム拡張の完全ガイド: 主流の拡張ソリューションの原則と進歩
元の編集: aididiaojp.eth、Foresight News
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この記事は、次のような複雑な Ethereum スケーリングのトピックをわかりやすい方法で取り上げることを目的としています。
重要な用語
Arbitrum
Optimism
Polygon
zkSync
重要な用語
まずモジュール性を定義しましょう。ブロックチェーンは4つの部分（実行層、決済層、コンセンサス層、データ可用性層）に分けることができ、現在のブロックチェーン（イーサリアム、ソラナなど）は単一の全体であり、1つのネットワークがすべての作業を処理します。一方、モジュラーブロックチェーンは、これらのレイヤーの 1 つ以上を外部ブロックチェーンにアウトソーシングします。
イーサリアム ロールアップは、イーサリアムのセキュリティを拡張および継承する別個のブロックチェーンです。 Arbitrum や Optimism などのロールアップは実行層であり、イーサリアムのメインネットはデータ可用性層、コンセンサス層、決済層として機能します。
ロールアップには 2 つのタイプがあります。
オプティミスティック ロールアップ: Arbitrum や Optimism などの不正証明を使用します。
zk ロールアップ: zkSync、Starknet、zk-EVM などの有効性証明を使用します。
不正証明: 情報は「証明者」と「検証者」の間で交換されます。すべてのトランザクションは有効であるとみなされ、トランザクション バッチに追加され、悪意のある動作が発生していないことを確認するために「オブザーバー」によってレビューされます。
Proof of Validity: Proof of Validity は、(Proof of Fraud とは対照的に) イーサリアムではなくロールアップで計算されます。 「証明者」と「検証者」の間の情報交換は、暗号化と数学に依存します。情報は共有されますが、開示されません。
Rollups の重要な側面はシーケンサーです。シーケンサーは、ユーザーのトランザクションを L2 に送信する責任を負う指定されたノードです。さらに、状態を更新するために、ロールアップ トランザクション パッケージをイーサリアム メインネットに公開します。
Arbitrum
現時点では、Arbitrum は以下を使用しています。
ユーザートランザクションを受信し、トランザクションバッチをメインネットに送り返す単一の集中型シーケンサー。
「ホワイトリストに登録された」Arbitrum バリデーターのセットがシーケンサーのトランザクション パケットを読み取り、不正証明の形式で「Arbitrum 状態ルート」をイーサリアム メインネットに送信します。
どのバリデータも、メインネットに定住した「国家のルート」に異議を唱えることができます。正直なバリデーターが存在する限り、正しいレイヤー 2 状態がメインネット上に公開されます。
以前は、バリデーターがホワイトリストに登録されることについて懸念がありました。ただし、イーサリアムの合併以降、7 日以内にバリデーターが「状態ルート」を送信しない場合、ホワイトリスト機能はバイパスされ、セキュリティが大幅に向上します。
路線図：
Arbitrum は 2022 年に Nitro を導入し、通信コストと実行コストを大幅に削減
将来的には、ソートは集中型シーケンサーではなく、シーケンサーの委員会によって行われることになります。
Arbitrum はネットワーク セキュリティを向上させるためにトークンを発行する可能性があります
Optimism
Optimism は、トランザクションの順序付けとバッチのコミットを行う特別な権限を持つ単一の集中型シーケンサーを実行します。同時に、Optimism チームは、ロールアップ状態の正確性を保証するためのインタラクティブな不正防止システムを開発しています。
したがって、現在の不正防止メカニズムは一時的に無効になり、ユーザーは有効なロールアップ状態をイーサリアムメインネットに公開するためにシーケンサーのみに依存することができます。
しかし、これはすべて「OPスタック」で変わります。この巨大なロードマップを見てみましょう。
Optimism はイーサリアム上の単なるレイヤー 2 ロールアップではなく、OP スタックは「拡張性と相互運用性の高いさまざまなブロックチェーンのためのモジュール式オープンソース青写真」です。
本質的に、OP スタックはブロックチェーンとロールアップを構築するためのフレームワークです。開発者は、OP スタックから 1 つ以上のモジュールを組み合わせて相互運用可能なチェーンを構築できます。これらは「OP チェーン」と呼ばれ、L2、L3、または完全に別のものになる可能性があります。
OP スタックには、OP チェーンが統合できる一連の分散型シーケンサーが導入され、独自のブロック生成について心配する必要がなくなります。これにより、高レベルの相互運用性を備えた「アトミックなクロスチェーン構成機能」の導入が可能になります。 .セックス」。
この野心的なロードマップの最初のステップは、次のことを達成する「楽観主義の基盤」です。
イーサリアム相当物
モジュラー
モジュラー
楽観主義は技術的には zk-rollup であり、OP スタック コンポーネントを置き換えることで将来に備えることができます。
Polygon
Polygon はレイヤー 2 の概念として誕生しましたが、その後、EVM レイヤー 1 ブロックチェーンにさらに類似するように進化しました。しかし、POS Chain は、Polygon の将来の多くのプロジェクトの 1 つにすぎません。
Polygon は、有効性証明を使用してゼロ知識構造を持つ 4 つの異なるブロックチェーンを構築しています。 1 つは、zk-EVM に属する、今後登場する可能性のある Polygon Hermez です。 zk-EVM は、イーサリアムの互換性とパフォーマンスに基づいて 4 つのカテゴリに分類できます。 Polygon の zk-EVM はタイプ 2 です。タイプ 2 はタイプ 4 よりもイーサリアムとの互換性が高くなりますが、パフォーマンスの点ではタイプ 4 ほど良くありません。
Polygon のその他の zk 製品:
Miden (STARK に基づくロールアップ)
ゼロ（カスタムプルーフテクノロジー）
Nightfall (プライバシーを重視したロールアップ)
Polygon は、Avail と呼ばれるモジュラー ブロックチェーンも構築しています。これは、データ可用性レイヤーとして機能するという点で Celestia に似ています。
zkSync
Matter Labs はタイプ 4 zkEVM である zkSync 2.0 を構築しており、Twitter の最近の情報によると、メインネットのローンチもそう遠くないそうです。 zkSync 2.0 は優れたパフォーマンスとスケーラビリティを備えていますが、イーサリアムとの互換性は低くなります。
理論的には、互換性が低いと開発者の観点から実装が難しくなり、イーサリアム dApp への展開も困難になります。ただし、zkSync は独自の仮想マシンやプログラミング言語を含む複数のソリューションを構築しました。
zkSync 2.0 は、zkRollup と zkPorter という 2 つの相互運用可能なチェーンに分割されます。 zkPorter は、「オフチェーン データ可用性」を備えた「レイヤー 3」とも呼ばれる「ボランティア」であり、データは L2 zk-rollup で処理されます。この設計により、zkPorter の TPS は 20,000 に達すると言われています。
レイヤ 3 は、追加のレイヤがあるため、レイヤ 2 よりも安全性がわずかに劣りますが、スケーラビリティは一桁優れています。たとえば、Uniswap はスマート コントラクトをレイヤー 2 に展開しますが、dApp ユーザーは zkPorter (レイヤー 3) を使用するため、料金コストが大幅に削減されます。
パズルの最後のピースは、いわゆるハイパーブロックチェーンです。これは、レイヤー 2 zkEVM 上に構築され、レイヤー 2 zkEVM によって駆動されるレイヤー 3 ネットワークです。これらのハイパーチェーンは、(Lisk のように) より優れたスケーラビリティとカスタマイズ性を可能にしますが、イーサリアム メインネットよりも安全性がわずかに劣ります。
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