この記事は Thor Hartvigsen からの翻訳です
序文
イーサリアムのアップグレード時期が近づくにつれ、イーサリアムのエコロジーに関連する議論がますます盛んになり、Arbitrum のさまざまな活動や Optimism の第 2 ラウンドのエアドロップなど、いくつかの拡張計画さえもこの時間を利用してニュースを発表しています。 、差し迫った通貨発行などに関するzkSyncの示唆は、通貨およびチェーン界を動揺させたが、Polygonは昨年末に一連の刺激的な協力を発表し始めた。
この記事では、イーサリアムにおける上記 4 つの拡張計画の現在の開発に焦点を当て、それらの将来のロードマップが何をしたいのかを理解します。ブロックチェーンの現在の開発トレンドについてもっと知りましょう!
声明: この記事は、原著者である Thor Hartvigsen の承認を得ています。
記事の内容
重要な用語
まず、ブロックチェーンのモジュール性を定義します。ブロックチェーンは 4 つの部分に分割できます。現在のブロックチェーン (イーサリアム、ソラナなど) はモノリシックです。つまり、単一のレイヤーがすべての部分を処理します。モジュラーブロックチェーンは、これらのレイヤーの 1 つ以上を外部チェーンにアウトソーシングするチェーンです。
イーサリアム ロールアップ (レイヤー 2) 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、データの可用性、コンセンサス、決済を Eth メインネットから継承します。
ロールアップには 2 つのタイプがあります。
楽観主義ロールアップ: 不正証拠の使用 (裁定と楽観主義)
ZK ロールアップ: 有効性証明の使用 (zkSync、Starknet、zk-EVM)
不正証明:「証明者」と「検証者」の間で情報が交換されます。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 ファイルに追加されます。その後、これらのトランザクションは「監視者」によってレビューされ、悪意のある動作が発生していないかどうかが確認されます。
有効性証明: 有効性証明は、(不正証明とは対照的に) イーサリアム メインネットではなく、ロールアップで計算されます。 「認証者」と「検証者」は暗号化に基づいて情報を交換しますが、情報は相互に共有されますが、公開されることはありません。
補足: ロールアップのもう 1 つの重要なポイントはシーケンサーです。シーケンサーは、ユーザー トランザクションをレイヤー 2 に送信する責任を負う指定されたノードです。さらに、Rollups トランザクション パッケージを Ethereum メインネットに公開して、Rollups ステータスを更新します。
💙決定
現在、Arbitrum は次の方法を使用しています。
単一の集中型シーケンサが、ユーザー トランザクションの受信と、トランザクション バッチのメイン ネットワークへの送信を担当します。
一連の「ホワイトリスト」は、Arbitrum バリデーターがシーケンサーのトランザクション バッチを読み取り、不正証明の形で「Arbitrum 状態ルート」をイーサリアム メインネットに送信するのを支援するために使用されます。正直なバリデーターが存在する限り、どのバリデーターもメインネット上で確立された「ステートルート」に異議を唱えることができ、正しいレイヤー 2 状態がメインネット上で公開されます。
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は、以前から懸念がありました。しかし、イーサリアムマージの完了以降、7日以内にバリデーターが「state-root」を送信しなかった場合、ホワイトリスト機能は無視されるようになり、セキュリティが大幅に向上しました。さらに詳しく知りたい場合は、次の記事を参照してください。
https://twitter.com/bkiepuszewski/status/1594754717330309120
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しました。
将来的には、バッチ シーケンスは中央で処理されるのではなく、シーケンサーの委員会によって管理さ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起動する場合があります。
🔴 楽観主義
Optimism は集中型シーケンサーも実行し、特別な権限を使用してトランザクションを順序付けし、トランザクション バッチ ファイルを送信します。
一方、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、このすべてが「OP Stack」で変わろうとしています。楽観主義は、イーサリアム上の単なるレイヤー 2 楽観主義ロールアップ以上のものです。
OP Stack とは、「ロールアップやオプティミズムだけでなく、スケーラビリティ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のオープンソースの青写真です。」
本質的に、OP Stack 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 スタック内の 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、レイヤー 2、レイヤー 3、またはまったく異なるものになる可能性があります。
OP Stack は分散型シーケンサーのセットを導入し、OP チェーンはこれらのシーケンサーを統合できるため、それぞれのチェーンのブロック生成について心配する必要はありません。また、より高いレベルで相互運用可能な「アトミックなクロスチェーン構成機能」の導入も可能になります。
この野心的なロードマップの最初のステップは、次のことを可能にする「楽観主義の基盤」です。
イーサリアムと同等
ガス料金の値下げ
モジュール性: OP Stack コンポーネントを置き換えることにより、将来に備えます。楽観主義は技術的には ZK ロールアップになる可能性があります
🟣 ポリゴン
Polygon はレイヤ 2 に由来しますが、開発が続けられているため、本質的には EVM レイヤ 1 に似ています。 Polygon に付属する PoS メカニズムは、今後の多くの開発の 1 つにすぎません。
Polygon は、すべてゼロ知識構造 (有効性の証明を使用) を持つ 4 つの異なるチェーンを構築しています。
そのうちの 1 つは、zk-EVM である 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大幅に優れていますが、パフォーマンスはタイプ 4 ほどではありません。ポリゴン・エルメスはもうすぐそこまで来ていると言われています。
Polygon の他の zk 製品には次のものがあります。
Miden (STARK ベースのロールアップ)
ゼロ（カスタムプルーフテクノロジー）
Nightfall (プライバシー重視のロールアップ)
Polygon は、Avail と呼ばれるモジュール式ブロックチェーンも構築しています。データ可用性レイヤーとして機能するという意味では Celestia に似ています。
昨年、著者は Polygon の開発についての完全な概要も作成しました。次の記事を参照してください。
https://twitter.com/ThorHartvigsen/status/1580225764984659969
🔁 zkシンク
Matter Labs は、タイプ 4 の zk-EVM である zkSync 2.0 を構築しています。Twitter でのプロジェクトの最近の興味深いヒントによると、これはタイプ 4 の zk-EVM であるため、近い将来にメインネットのローンチが実装される可能性があります。より高い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劣ります。
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 DApps をここにデプロイするのが困難になります。
ただし、zkSync は、独自の仮想マシンや言語を含む、この問題を解決するための複数のソリューションを構築しました。
zkSync 2.0 は 2 つの相互運用可能なチェーン (zkRollup と zkPorter) に分割されます。 zkPorter は、レイヤー 3 に近い「意志」であり、「オフチェーン データの可用性」を備えています (データはレイヤー 2 zk-Rollup で処理されます)。
zkPorter が 20,000 TPS 以上を提供できると言われているのもこの設計のおかげです。ただし、レイヤー 3 のセキュリティはレイヤー 2 よりも若干低くなります。利点は、スケーラビリティの点で優れていることです。
たとえば、Uniswap はスマート コントラクトをレイヤー 2 に展開しており、DApp ユーザーは zkPorter (レイヤー 3) を介して非常に低い手数料でトランザクションを完了できます。
レイヤ 3 の詳細については、次の記事を参照してください。
https://twitter.com/ThorHartvigsen/status/1601925264656588800
zkSync 計画の最後の部分は、いわゆる「HyperChains」です。これは、レイヤー 2 zk-EVM 上に構築され、サポートされるレイヤー 3 です。これらのハイパーチェーンは「Validium」として機能し、より高いスケーラビリティとカスタマイズ性（アプリケーション チェーンなど）を備えていますが、安全性はイーサリアム メインネットよりわずかに劣ります。
結論は
実際、レイヤー 2 の拡張計画には、モジュラー ブロックチェーンについて前述した Celestia や Fuel など、興味深いプロジェクトが数多くあります。また、最近多くの人が議論している Scroll や Starknet も注目に値します。過去の拡張計画の最大の問題は「集中化」と「欠陥」であることがわかります。これはプロジェクトの開発において多くの疑問を引き起こし、ブロックチェーンの核心的価値と矛盾するとさえ考えられています。 。また、この記事の 4 つのレイヤー プロジェクトが実際にこれらの問題を積極的に改善し、より優れたアプリケーションとサービスを提供していることもわかりました。
たまたまですが、私はこの 4 つのレイヤ 2 をすべて実際に操作したことがあります。ほとんどの人は Polygon を使用しているはずです。他の 3 つについては、操作経験やトランザクション速度の点で明らかです。トランザクションコストはイーサリアムメインネットよりも優れており、私たちのほとんどが慣れ親しんでいるオンラインバンキング業務よりも優れているとさえ言えます。これにより、私はブロックチェーンの開発に対してより楽観的で自信を持ちます。
もちろん、産業の発展にメリットがあれば、デメリットもあるはずです。おそらく最も批判されているのはセキュリティです。イーサリアムのメインネットワークと比較して、レイヤー 2 はハッカーの攻撃を受けやすく、リスクと損失を引き起こす可能性があります。これには特別な注意を払う必要があり、レイヤー 2 間の調整が欠如していることと相まって、相互運用性の可能性が低すぎるため、開発者は開発においてより多くの課題に直面することになります。
しかし、これはレイヤー 2 の活発な開発には影響しません。これまでにイーサリアムが直面していた問題点の多くは実際に解決されており、将来的には、前述の欠点が調整され最適化される限り、このエコシステムは解決されると私は信じています。どんどん良くなっていきます。
参考文献
トール・ハートヴィッセン《レイヤー 2 ロードマップ》
https://pine-ixora-306.notion.site/Layer-2-roadmaps-85b41e16e8424bab85061251e0dfaa61
決断
アービトラム
楽観
プロトコル
ポリゴン
https://wiki.polygon.technology/
zkシンク
https://docs.zksync.io/zkevm/#zk-rollup のスケーラビリティ
Thor Hartvigsen《スケーリングの基本を解説するスレッド》
https://twitter.com/ThorHartvigsen/status/1601925174898659328
Thor Hartvigsen《モジュラーブロックチェーンとCelestia + Fuelを分析するスレッド》
https://twitter.com/ThorHartvigsen/status/1613579112534396928
中国語翻訳: https://mirror.xyz/lilcrowz.eth/QwhOFq9n39tjmFXdtYxm1QzyGcC4cWAbigtIQZvyz84
