レビューをしてくれたEdFelten、John Adler、GeorgiosKonstantopoulosに特に感謝します。
イーサリアムの幅広い採用により、イーサリアムで提出されたトランザクションが着実に増加し、トランザクションがブロック内の限られたスペースを求めて戦うため、ガス価格が上昇します。 これにより、セキュリティを損なうことなく多数のトランザクションを処理することを目的としたさまざまなレイヤ2(L2)ソリューションが生まれました。
最近出現した多くのスケーリングソリューションの中で、 プラズマ 最も有望でした。 ただし、開発には注意が必要であり、大量終了シナリオ、データ可用性の問題、 任意のスマートコントラクトのサポートの欠如。 プラズマの限界により、コミュニティはより良い解決策を考え出す必要があり、近年、ロールアップが勢いを増しています。
簡単に言うと、ロールアップは、有効な遷移のみが含まれているかどうかを確認するために、ブロック内に存在するすべてのトランザクションを実行する必要があるすべてのイーサリアムノードの問題を回避するための優れた方法を提供します。 ゼロ知識ベース ZK-ロールアップ、トランザクションはオフチェーンで実行され、有効な遷移のみが受け入れられたという有効性の証明がイーサリアムで提供されます。 ZK-Proofsの低い検証コストにより、Ethereumのスマートコントラクトは、多くのガスを消費することなく、何百ものトランザクションを検証できます。 これにより、トランザクションあたりのチェーン上のコストが非常に低い値に償却されます.
楽観的ロールアップ一方、有効性の証明の代わりに詐欺の証明に依存します。 死刑執行は依然としてオフチェーンのままですが、チャレンジ期間を設けてイーサリアムに申し立てが行われます。 この期間内に、他のオペレーターは、クレームを確認し、クレームに同意しない場合に備えて、チェーン上でチャレンジまたは不正の証拠を提出することができます。 オンチェーン紛争解決プロトコルは、どちらの当事者が正しいかを決定し、そのオンチェーントランザクションのファイナリティに基づいて到達します。 各クレームまたはチャレンジはステークによってバックアップされる必要があるため、悪意のある当事者は、誤ったクレームまたはチャレンジを提供する意欲を失います。
コミュニティは、XNUMXつのアプローチのどちらが優れているかについて意見を分けています。 一方で、ZKPは最先端であり、それは多くの可能性を秘めていますが、実際に展開できるZKシステムを設計することは困難です。 短期的には、採用には多くの障害があります。 ZKPの生成には、かなりの量のリソースが必要になる可能性があります。 信頼できるセットアップ、プルーフ生成コスト、および検証コストの間にはトレードオフがあります。 任意のスマートコントラクト遷移の場合、ZK回路の設計は面倒であり、証明の生成は非常に非効率的です。 これらはすべて、EVM互換のZKシステムがまだ実稼働環境に導入されていないという事実に貢献しています。
今日の楽観的なロールアップは、ほとんどのイーサリアムオペコードをサポートできるため、移行が容易になり、背後にある理論はZKと比較してはるかに単純です。 ただし、即時のファイナリティがないため、流動性の課題に悩まされています(これについては後で説明します)。 楽観的なロールアップは、活気のためだけに依存するZKロールアップとは異なり、セキュリティのために検閲の抵抗にも依存します。
XNUMXつのテクノロジーは覇権を争っていますが、長期的に賭けた場合、ZK-Rollupsに確実に資金を投入します。 毎日のゼロ知識研究は、任意の状態遷移に対して効率的なZKロールアップを実現するという目標に私たちを近づけています。
今日のZKロールアップとオプティミスティックロールアップはどちらも、金融取引を非常にうまく処理できます。 ただし、ユーザーの観点からは、エクスペリエンスは根本的に異なります。 違いをよりよく理解するには、最初にロールアップ中心の世界でファイナリティを定義する必要があります。 従来、トランザクションは、ブロックに含まれていることがわかっていて、その順序を変更できない場合、最終と呼ばれます。 ロールアップの世界では、ユーザーは自分の結果に自信を持ってすぐにトランザクションのファイナリティに到達します。 一部のシナリオでは、これは、レイヤー1がトランザクションを認識するタイミングに依存する引き出しレイテンシーとは異なります。
ロールアップに参加するユーザーには、次の待機時間が必要です。
ZKロールアップ:オペレーターがトランザクションを取得した後、ユーザーは、オフチェーンプルーフの生成、オンチェーンプルーフの送信、および対応するZK検証とEthereumでのファイナライズを待つ必要があります。 証明が提出され検証された後にのみユーザーが結果に自信を持つことができるような場合、最終性と撤回待ち時間の両方が等しくなります。 単純な金融取引の場合、今日は数十分から数時間かかる場合があります。 ただし、これらのタイミングは、アプリケーション、バッチ処理の量、トランザクションの複雑さなどによって大きく異なります。
楽観的ロールアップ:
- ユーザーは、クレームで送信されたすべてのトランザクションを自分で実行し、そのようなクレームを検証できます。 検証が成功すると、クレームが真であることが確認できるため、トランザクションが完了します。 ただし、この分野のプロトコルはまだ進化しており、これらのシステムが実際の展開で使用する構成パラメーターを確認するのを待つ必要があります。 特に、トランザクションの順序付けとバッチ処理の方法、およびトランザクションがチェーンで送信される頻度によって、ユーザーが最終的に直面する遅延が決まります。 また、チェーンの採用が増えるにつれて、個々の検証は計算コストが高くなる可能性があります。 それにもかかわらず、Arbitrumのような現在の展開は、数秒のオーダーで、ファイナリティの遅延が非常に少ないという本当の可能性を示しています。
- 引き出しの場合、ユーザーは、オペレーターがトランザクションを受け取り、チェーン上で送信した後、チャレンジ期間を待つ必要があります。 ロールアップの構築とチェーン上のコンセンサスにもよりますが、今日の典型的なチャレンジ期間は約1〜2週間です。
流動性プロバイダーは、オペレーターと協力し、ユーザーに「すぐに」トークンを発行することで支援できます。 このようなプールは代替可能なトークンにのみ役立ちますが、NFTの場合、ユーザーはチャレンジ期間全体を待つ以外に選択肢はありません。 流動性プールの生成、引き出しと預金者のマッチングなどの面で課題がありますが、既存の生産システムはすでにそのような課題を克服しています。 これらのシステムの採用が増えるにつれ、本番環境の問題をどのように処理するかを見るのは興味深いことです。
短期的には、ロールアップによってトランザクションのコストが大幅に削減されます。 いくつかのロールアップチェーンはすでにテスト段階にあり、その結果は印象的です。 どちらのロールアップバリアントも、XNUMX秒あたり数百から数千のトランザクションを達成しています。 ただし、数値は実際のコストとニュアンスを表すものではありません。 ZKロールアップシステムはまだ汎用ではなく、単一のアプリケーション用に最適化されています。 多くの場合、ZKロールアップはプルーフ生成のコストを償却し、最終性の遅延を犠牲にして非常に高いTPSをもたらします。 システムの実際の可能性を理解し、そのユースケースに最適なものを選択するには、公開されている数値を超えて調べる必要があります。
これらのシステムが約束する驚異的なパフォーマンスにもかかわらず、処理できるトランザクションの量にはガラスの天井があります。 ロールアップが数千のトランザクションを実行する場合でも、すべてのトランザクションデータをチェーン上で送信する必要があります。 コストを削減するために、今日はcalldataを使用していますが、Ethereumネットワークが保持できるcalldataの量には上限があります。 複数のロールアップがイーサリアムに展開され、大量に採用されると、この上限がスループットを妨げます。
承知しました。 このシリーズの次のパートでは、この領域を調査し、コミュニティが問題の解決に向けてどのように取り組んでいるかについて説明します。 私たちはこの分野の発展に興奮しており、読者が同じ熱意を共有することを願っています。
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