ブロックチェーン/レベル VII · 進化/7.1 イーサリアム：ワールドコンピューター/レッスン 6
ロールアップと断片化
オフチェーンでの実行、オンチェーンでの決済、そして断片化によるコスト
用意するものL2BEATステージフレームワークドキュメントEIP-4844仕様（デンクンアップグレード）ArbitrumまたはOptimismの技術的ホワイトペーパー
問い
- ごくわずかなトランザクションしか処理できないベースレイヤーに依存しながら、チェーンは1秒間に何千ものトランザクションを処理することができるのか？
- オプティミスティックロールアップにおいて、暗号学的証明の代わりになる具体的な信頼前提とは何か、そしてその前提が破綻した場合のリスクは誰が負うのか？
- なぜ流動性をより低い手数料のある場所に移すことで、同時にそれが数十もの孤立したチェーンに分散してしまうのか？
探究
- イーサリアムのスケーリング戦略は、処理をメインネット外で行うように変更されました。Arbitrum、Optimism、Baseといったロールアップは個別にトランザクションを処理しますが、その後でトランザクションデータやステートルートをイーサリアムに送信します。これにより、ベースレイヤーのセキュリティ特性は維持されつつ、より高い処理能力が実現されます。データ送信にかかる固定費用はユーザートランザクションのバッチごとに分散されるため、メインネット上で直接処理する場合と比べて、1トランザクションあたりの手数料が大幅に削減されます。
- オプティミスト・ロールアップはデフォルトで有効性を前提としています。証明なしにトランザクションデータを投稿し、通常7日間のチャレンジ期間中に、無効なステートルートが提案された場合は誰でも不正の証明を提出できる仕組みになっています。一方、ゼロ知識ロールアップは根本的に異なり、投稿する前に計算の正しさを示す暗号学的証明を生成します。これによりより迅速な最終決定が可能になりますが、オーバーヘッドを管理できるように、高度な証明用ハードウェアや再帰的な証明の組み合わせが必要となります。
- このアーキテクチャにおける主な経済的コストはフラグメンテーションです。流動性が数十のチェーンに分散されるため、ユーザーは資産をこれらのチェーン間で移動させる必要があります。ブリッジは、あるチェーン上のトークンをロックし、別のチェーン上に同等のトークンを発行する仲介者として機能します。この複雑さにより新たな攻撃の可能性が生じ、ブリッジコントラクトがハッキングされると、複数のエコシステムから同時に資金を奪い取ることができ、モノリシックな時代には存在しなかったシステム的リスクが生じます。
- 分散化を標榜しているにもかかわらず、重要なポイントでは中央集権的な構造が続いている。トランザクションはメインネットに到達する前にオフチェーン上でシーケンサーによって順序付けられる。現在、ほとんどのロールアップは各チームが管理する中央集権的なシーケンサーを使用して動作している。これらの組織はアップグレードキーを保有しており、プロトコルのパラメータを一時停止したり変更したりできる。L2BEATでは、運用者が自由にシステムを変更できるステージ0から、ユーザーはいつでも退出でき、アップグレードが遅延されたり制限されたりするステージ2まで、ロールアップの段階を評価している。
- 2024年3月に行われたDencunアップグレードではEIP-4844が導入され、ロールアップデータ用の安価な「blob」スペースが提供されるようになった。これによりメインネットへのトランザクションカルコードの送信コストが削減され、ロールアップの経済的合理性が高まった。しかし一方で、チェーン間でユーザーの注目や流動性を巡る競争も激化した。その結果、手数料面での優位性は一時的なものとなり、深い統合ではなくインセンティブによってユーザーが頻繁に移動する、混雑したエコシステムが生まれている。
- L2BEATを開き、「Stages」タブを確認してください。Stage 0のチェーンとStage 2のチェーンを比較し、どのオペレータがシーケンサーキーを保持しているか、またアップグレードにおけるガバナンスメカニズムは何かを記録してください。次にEtherscanにアクセスし、最近のrollupバッチトランザクションを調べてみましょう。メインネットに投稿されるデータサイズと、そのバッチに含まれるユーザートランザクションの数を比較してください。これにより、手数料削減をもたらす圧縮率が明らかになります。
重要な事実
- ロールアップはオフチェーン上でトランザクションを実行しますが、セキュリティのためにデータやステートルートをイーサリアムメインネットに投稿します。
- オプティミスト・ロールアップは詐欺検出のための7日間のチャレンジ期間を利用し、ZK-ロールアップは暗号学的な有効性証明を使用する。
- チェーン間の流動性の分断にはブリッジが必要であり、これによって新たなシステミックリスクやユーザー側の複雑さが生じる。
- 現在のほとんどのロールアップでは、トランザクションの順序付けにおいて、各チームが管理する中央集権型のシーケンサーに依存している。
- EIP-4844（Dencun）は、メインネット上のロールアップにおけるデータ投稿コストを削減するために「blob」スペースを導入しました。
- L2BEATのレートロールアップは、ユーザーが中央集権的なオペレーターに依存する度合いに基づき「ステージ」別に行われます。
演習 九・六・三・一
9集めるEthereum L1からロールアップL2に実行を移行する際に内在する9つの技術的・経済的なトレードオフを挙げてください。
6まとめるこれら9つの項目を、セキュリティ上の前提、コスト構造、流動性への影響、中央集権化のポイント、データの利用可能性、ユーザー体験という6つのカテゴリーに分類してください。
3絞り込む6つのクラスターを、ロールアップスケーリングにおいて断片化が避けられない結果となる3つの根本的な理由に絞り込む。
1結晶化する中央集権型シーケンサーは、チェーンの暗号学的完全性を損なうことなくトランザクションを検閲することができる。
事実確認
日付、数字、主張は、下記に記載された公表資料と照合して確認しました。