導入
楽観的ロールアップとは何ですか?
Optimism は「Optimistic Rollup」の略で、基本的には別の「親」ブロックチェーンのセキュリティに便乗するブロックチェーンを表すおしゃれな言い方です。具体的には、Optimistic Rollup は独自のコンセンサス メカニズムを提供する代わりに、親チェーンのコンセンサス メカニズム (PoW や PoS など) を活用します。Optimism の場合、この親ブロックチェーンは Ethereum です。
楽観的ロールアップはどのように機能しますか?
トランザクションの実行と集約
ユーザーは、トランザクションをバリデーター（アグリゲータとも呼ばれる）に送信し、バリデーターはオプティミスティック ロールアップでトランザクションを処理します。ガス料金が高いため法外な費用がかかるオンチェーン トランザクションとは異なり、オプティミスティック ロールアップでは複数のトランザクションを一度に処理できます。バリデータは、これらのトランザクションによって生成されたデータを 1 つのバッチに圧縮し、Ethereum メインネットで公開します。
国家のコミットメントと不正の証明
楽観的ロールアップ チェーン上のすべての状態遷移は新しい状態を生成し、オペレーターは新しい状態ルートを計算してその状態にコミットします。この状態ルートはハッシュ化され、ロールアップ コントラクトに保存されます。さらに、オペレーターはトランザクション バッチ自体の Merkle ルートをコミットします。これにより、Merkle 証明を提示することで、誰でもバッチにトランザクションが含まれていることを証明できます。
ただし、楽観的ロールアップでは、オフチェーン トランザクションの有効性の暗号証明は公開されません。代わりに、オフチェーン トランザクションが有効であると想定し、不正証明スキームに依存して、トランザクションが正しく計算されていない場合を検出します。ロールアップ バッチが Ethereum に送信された後、チャレンジ期間と呼ばれる時間枠があり、その期間中は誰でも不正証明を計算してロールアップ トランザクションの結果にチャレンジできます。
不正防止が成功した場合、ロールアップ プロトコルはトランザクションを再実行し、それに応じてロールアップの状態を更新します。不正防止が成功した場合のもう 1 つの効果は、誤って実行されたトランザクションをブロックに含めたシーケンサーがペナルティを受けることです。
L1/L2 相互運用性
オプティミスティック ロールアップは、Ethereum メインネットとの相互運用性を考慮して設計されており、ユーザーは L1 と L2 の間でメッセージや任意のデータを渡すことができます。また、Ethereum 仮想マシン (EVM) とも互換性があるため、既存の dapp をオプティミスティック ロールアップに移植したり、Ethereum 開発ツールを使用して新しい dapp を作成したりできます。
資産移動
ユーザーは、ETH、ERC-20 トークン、およびその他の承認された資産を L1 のロールアップのブリッジ コントラクトに預けて、楽観的ロールアップを使用します。次に、ブリッジ コントラクトはトランザクションを L2 に中継し、そこで同等の量の資産が鋳造され、楽観的ロールアップ上のユーザーが選択したアドレスに送信されます。楽観的ロールアップから Ethereum への引き出しは、不正証明スキームのためより困難です。ユーザーが L1 でエスクローされた資金を引き出すために L2 > L1 トランザクションを開始する場合、約 7 日間続くチャレンジ期間が経過するまで待つ必要があります。
複数ラウンドのインタラクティブな証明
楽観的ロールアップは、無効なロールアップ操作をより効率的に検出するという同じ目的を達成するために、複数ラウンドのインタラクティブ証明に切り替えています。複数ラウンドのインタラクティブ証明には、L1 検証者コントラクトによって監視されるアサーション側とチャレンジャー側の間の往復プロトコルが含まれ、最終的に嘘をついている側が決定されます。L2 ノードがアサーションに異議を唱えた後、アサーション側は異議のあるアサーションを 2 つの均等な半分に分割する必要があります。この場合、個々のアサーションには、他のアサーションと同じ数の計算ステップが含まれます。
次に、挑戦者はどのアサーションに異議を唱えるかを選択します。二分プロトコルと呼ばれる分割プロセスは、両当事者が実行の 1 つのステップに関するアサーションに異議を唱えるまで続きます。この時点で、L1 コントラクトは命令 (およびその結果) を評価して不正な当事者を捕まえることで、異議を解決します。
楽観主義を使うことの長所と短所
長所短所手数料の削減スマートコントラクト機能の制限スケーラビリティ引き出し時間の延長イーサリアムとの互換性セキュリティリスクトラストレスファイナリティセキュリティの向上
長所
手数料の割引
楽観的ロールアップを使用する主な利点の 1 つは、Ethereum トランザクションに関連する手数料の削減です。楽観的ロールアップ オペレーターは、複数のオフチェーン トランザクションを大きなバッチにまとめてから、Ethereum に送信します。各バッチ内の複数のトランザクションに固定コストを分散することで、エンドユーザーの手数料が削減されます。
スケーラビリティ
楽観的ロールアップのもう 1 つの利点は、スケーラビリティが向上することです。計算と状態ストレージがオフチェーンに移動されるため、Ethereum ネットワークは 1 秒あたりに処理できるトランザクション数を増やすことができます。これは、Ethereum が成長を続け、より多くのユーザーを引き付けていく上で重要です。
イーサリアムとの互換性
オプティミスティック ロールアップは、Ethereum 上で動作するように設計されており、Ethereum エコシステムと互換性があります。つまり、開発者はコードベースを大幅に変更することなく、Ethereum 上の既存のスマート コントラクトをオプティミスティック ロールアップ チェーンに移行できます。さらに、オプティミスティック ロールアップを使用する開発者とプロジェクト チームは、プログラミング言語、コード ライブラリ、テスト ツール、クライアント ソフトウェア、デプロイメント インフラストラクチャなど、Ethereum のインフラストラクチャを活用できます。
信頼できない最終性
楽観的ロールアップはトラストレスなファイナリティを提供し、トランザクションが有効である限り、最終的に確認されることを保証します。不正証明は、楽観的ロールアップでトラストレスなファイナリティを促進するため重要です。トラストレスなファイナリティは、トランザクションが有効である限り、最終的に確認されることを保証する楽観的ロールアップの特性です。
セキュリティの向上
楽観的ロールアップは、データの可用性、検閲耐性、および決済のためにメインの Ethereum プロトコルに依存しています。これにより、楽観的ロールアップは、セキュリティのために Ethereum に依存しないサイドチェーンなどの純粋なオフチェーン スケーリング プロトコルよりも安全になります。
短所
限定的なスマートコントラクト機能
楽観的ロールアップの主な欠点の 1 つは、スマート コントラクトの機能が限られていることです。楽観的ロールアップは Ethereum エコシステムと互換性がありますが、Ethereum ブロックチェーンのすべての機能をサポートすることはできません。これは、楽観的ロールアップが Ethereum の外部でトランザクションを実行し、トランザクション データをコールデータとしてメインネットに投稿するためです。
引き出し時間が長くなる
不正証明スキームのため、楽観的なロールアップからイーサリアムへの引き出しはより困難です。ユーザーが L1 でエスクローされた資金を引き出すために L2 > L1 トランザクションを開始する場合、チャレンジ期間 (約 7 日間) が経過するまで待たなければなりません。これにより、引き出しプロセスは従来のイーサリアム トランザクションよりも長く、面倒になります。
セキュリティリスク
楽観的ロールアップは、オフチェーン トランザクションが有効であるという仮定に依存しており、オンチェーンに投稿されたトランザクション バッチの有効性の証明を公開しません。この点が、オフチェーン トランザクションの有効性の暗号証明を公開するゼロ知識ロールアップと楽観的ロールアップを区別します。楽観的ロールアップは、トランザクションが誤って計算された場合を検出するために不正証明スキームに依存しています。このスキームは理論上は機能しますが、悪意のある行為者がシステムの脆弱性を悪用するリスクが常に存在します。
結論
楽観的ロールアップは、手数料の削減、スケーラビリティの向上、イーサリアムとの互換性、トラストレスなファイナリティ、セキュリティの向上など、イーサリアム取引に多くのメリットをもたらします。ただし、スマート コントラクトの機能が制限される、引き出しに時間がかかる、セキュリティ リスクがあるなどの欠点もあります。楽観的ロールアップはイーサリアムのスケーリングに有望なソリューションですが、他のテクノロジーと同様に課題がないわけではありません。イーサリアムが成長を続け、より多くのユーザーを引き付けるにつれて、楽観的ロールアップがどのように進化し、コミュニティのニーズに合わせて適応していくのかを見るのは興味深いでしょう。
