イーサリアムのスケーリングソリューションの2つの主流選択肢：Optimistic RollupsとZK-Rollups

イーサリアムは現在のブロックチェーン分野で最も活発なプラットフォームの一つであり、多くの分散型アプリケーションを支え、DeFiからNFTなど多くの分野を網羅し、エコシステムは繁栄しています。しかし、オンチェーンの取引量が急増する中で、ネットワークの混雑により高騰する取引手数料、延長された確認時間、増加する失敗率などの問題がますます顕著になり、ユーザーの参加意欲に深刻な影響を及ぼしています。

これらの問題を解決し、メインチェーンの非中央集権的な特性を維持するために、コミュニティはL2拡張ソリューションを採用しました。L2の核心理念は、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、最終結果だけ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、コストを削減するだけでなく、メインネットの安全性も保持します。

現在、よりよく知られているL2ソリューションには、ロールアップやサイドチェーンなどがあります。 その中で、ロールアップはオプティミスティックロールアップとゼロナレッジロールアップ(ZK-Rollups)に細分化できます。

オプティミスティックロールアップ

オプティミスティックロールアップは、取引計算と状態更新をL2ネットワーク上で行い、その後圧縮された取引の原データを一括してメインネットに公開します。L2ノードはデフォルトでこれらの取引がすべて有効であると考え、法律における「無罪推定」の原則に似ています。このモデルは取引の確認速度と効率を大幅に向上させます。

取引が送信された後、バリデーターは不正証明を提出するために7日間の猶予があります。問題が発見された場合、L1のスマートコントラクトが検証を行います。問題のある取引が確認されると、関連するバッチおよびその後のバッチはロールバックされ、不正を働いたノードは罰せられ、バリデーターは報酬を得ます。7日以内に不正証明が受け取られない場合、取引は合法と見なされます。

"詐欺証明"メカニズムの存在自体が強力な抑止力を持ち、実際にはノードが詐欺証明を提出することは非常に少ないです。これはプロジェクト自体の十分なテスト、厳しい罰則、および悪行による巨大な経済的および信用の損失に起因しています。

オプティミスティック・ロールアップの主な欠点は、最大7日のチャレンジ期間が資金の流動性に影響を与える可能性と、潜在的な中央集権リスクです。

ZKロールアップ

Optimistic 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添付する必要があります。同様に、取引をオフチェーンで行い、メインネットにパッケージして提出しますが、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技術のブロックチェーン分野における応用の利点は、複雑さをスマートコントラクト内に制限できることであり、ブロックチェーン上の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。

ZK-Rollupsの複雑性は、取引実行のデータとロジックに基づいて、複雑な論理回路図にコンパイルし、専用の証明器を通じて暗号計算を行い、迅速に検証可能な結果を生成する必要があることに表れます。このプロセスには通常、専用のコンパイラと検証器が必要です。

Layer2 コスト

Optimistic Rollupsのコストは主に2つの側面から来ています：圧縮された取引データをL1に提出するための費用、およびL2ノードの運営コストです。イーサリアムのEIP-4844案はL2とメインネットの相互作用の費用を大幅に削減しました。さらに、ノードを維持するには大量の資金をロックする必要があり、これが投資家に他の機会を逃させる可能性があります。

ZK-Rollups の主要なコストは計算リソースから来ており、ゼロ知識証明を生成するには大量の計算リソースと専門的なハードウェアが必要です。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。専門的なハードウェアの需要はネットワークをより中央集権的にする可能性があります。

サマリー

オプティミスティックロールアップとZKロールアップは、イーサリアムエコシステ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EIP-4844などのアップグレードが実施されることで、L2のデータ公開コストが大幅に削減され、これにより両方のソリューションの潜在能力がさらに発揮されることになります。