イーサリアム拡張方案：探索レイヤー2解決方案

イーサリアムはブロックチェーン分野の先駆者として、多くの分散型アプリケーションを支えており、DeFiからNFTまで、エコシステムは繁栄しています。しかし、それに伴いネットワークの混雑、取引手数料の急上昇、処理時間の延長などの問題が発生し、これらの課題はユーザーの参加意欲に深刻な影響を与えています。

これらの問題に対処し、メインチェーンの分散特性を維持するために、コミュニティはレイヤー2（L2）スケーリングソリューションを提案しました。L2のコア理念は、計算と取引をメインネット（L1）からセカンドレイヤーネットワークに移し、最終的な結果のみをメインネットに提出することです。この方法は、取引効率を向上させ、費用を削減するだけでなく、メインネットの安全性も保証します。

現在、比較的に注目されているL2ソリューションには、ロールアップとサイドチェーンがあります。ロールアップは、オプティミスティックロールアップ（OPロールアップ）とゼロ知識ロールアップ（ZKロールアップ）に細分化されます。

オプティミスティックロールアップ

OP-Rollupsは取引計算と状態更新をL2ネットワークで行い、その後圧縮された取引データを一括してメインネットに提出します。この方法は、すべての取引が有効であると仮定するもので、"無罪推定"の原則に似ています。これにより、取引確認の速度と効率が大幅に向上します。

問題の取引が見つかった場合、7日以内に詐欺の証明を提出できます。メインネットのスマートコントラクトがこの証明を検証します。問題が確認された場合、関係する取引バッチおよびその後のバッチはロールバックされ、悪意のあるノードは罰せられ、通報者には報酬が与えられます。

"詐欺証明"メカニズムの威嚇効果は、実際の罰則効果を大きく上回ります。実践の中で、ほとんどのノードが詐欺証明を提出したことはなく、ましてやノードの悪行を証明することはありません。これは、プロジェクト自体の十分なテスト、厳格な罰則メカニズム、および悪行による巨大な経済的および信用的損失のおかげです。

OP-Rollupsの主な欠点は、長いチャレンジ期間が資金の流動性に影響を与える可能性があることと、潜在的な中央集権リスクです。

ゼロ知識ロールアップ

OP-Rollupsとは異なり、ZK-Rollupsはデータを提出する際に有効性証明を追加する必要があります。この方法もオフチェーンで取引を行いますが、正式に提出する前にオフチェーンで有効性証明を計算する必要があります。

ZK技術はすでに存在していますが、ブロックチェーン分野で新しい応用スペースを見つけました。ブロックチェーンの利点は、複雑さをスマートコントラクト内に制限し、オンチェーンデータと計算を検証するだけで、中央集権的な組織や個人に依存する必要がないことです。

ZK-Rollupsの複雑さは、取引の実行に基づくデータとロジックに応じて、複雑な論理回路図にコンパイルする必要があることに現れ、次に専用の証明器を通じて迅速に検証可能な結果を生成します。このプロセスは通常、高い計算能力と専用のハードウェアを必要とします。

レイヤー2のコスト考量

OP-Rollupsの主なコストは2つの側面から来ています：圧縮データをL1に送信する際の取引手数料と、L2ノードの運営コストです。イーサリアムEIP-4844の実施により、L2とメインネットの相互作用にかかる費用は大幅に削減されました。しかし、ノードの維持には依然として大量の資金をロックする必要があり、投資家が他の機会を逃す可能性があります。

ZK-Rollupsの主なコストは、ゼロ知識証明を生成するために必要な大量の計算リソースと専用ハードウェアにあります。また、データをチェーンに送信するための取引手数料も負担する必要があります。専用ハードウェアの需要は、ネットワークのさらなる中央集権化を引き起こす可能性があります。

まとめ

OPロールアップでもZKロールアップでも、イーサリアムがスケーラビリティの課題に対処するための重要なソリューションです。イーサリアムネットワークが継続的にアップグレードされる中で、特にEIP-4844の実施により、L2のデータ公開コストが大幅に削減され、これによりこの2つのソリューションの潜在能力がさらに引き出され、イーサリアムエコシステムの持続的な発展を促進します。