ZkおよびOptimistic Rollupsの将来性と違いをどう理解すべきか？
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ZkおよびOptimistic Rollupsの将来性と違いをどう理解すべきか？
人々は言う。もしETHのL1のTPSを100倍に向上させ、ガス代を100分の1にできるアップデートがあれば、ロールアップは必要なくなるだろうと。しかし、本当にそうなのだろうか？
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執筆：Salazar.eth
編集：TechFlow
人々は、ETH L1のTPSが100倍になり、ガス代が100分の1になるようなアップデートがあれば、Rollupは必要なくなると言う。
しかし、本当にそうなのだろうか？
実は違う。その理由はL1が速くなればなるほど、ガス代が安くなればなるほど、Rollupもまたさらに速くなるからだ。
それならば、あなたは100倍のL1を選ぶか、それとも10000倍のRollupを選ぶだろうか？
ETHのスケーラビリティは、イーサリアムコミュニティで最も議論されるトピックの一つである。そのため、スケーリングソリューションの探索は、ETHエコシステム内の複数のチームにとって最優先課題となっている。
現在、イーサリアムを拡張するための主なアプローチは3つある。第1層（Layer 1）スケーリング（ETH 2.0）、第1層の上に構築する第2層（Layer 2）スケーリング（ステートチャネル、Plasma、Rollup）、そしてサイドチェーンである。
- イーサリアムコミュニティにおけるスケーラビリティへの懸念は、ETH 2.0と呼ばれる多層的なアップグレード開発につながった。ETH 2.0の目的は、イーサリアムをよりスケーラブルで、安全かつ持続可能にすることにある。
- サイドチェーンとは、双方向ブリッジによってメインチェーン（ETH L1）と接続された独立したブロックチェーンであり、異なる合意アルゴリズムを持ち、メインチェーンのセキュリティに依存しない。このため、サイドチェーンのセキュリティはL2よりも低くなる。Polygonを常にサイドチェーンだと考えるのは誤りである。Polygonはコミットチェーンであり、これは非ホスト型のサイドチェーンで、その合意形成はメインチェーン（ETH L1）に依存している。
- L2とは、イーサリアム上に構築され、ETH L1のセキュリティを継承するあらゆるシステムを指す。これにはPlasma、Rollups、ステートチャネルなどが含まれる。
*本記事では、特にRollupsについて詳しく紹介する*。
Rollupsは一般的なスケーリングソリューションであり、取引処理と実行をL1の外で行う一方で、取引データをL1に記録する方式である。これにより、スケーラビリティを提供しつつ、L1からのセキュリティを維持できる。
これを実現するために、Rollups上の取引は通常、個別のチェーン上で実行され、そのチェーンはRollup特有のEVMを実行できる。
次のステップとして、取引情報がまとまり、オーダラーによってETH L1に投稿される。
この一連のプロセスには、取引の実行、データの取得、圧縮、そしてメインチェーンに「巻き上げて」バッチ化することが含まれる。具体的には、Rollups内の取引のバッチは「集約」され、状態ルート（検証用の小さな単位）としてまとめられ、L2上で発生したすべての取引を検証するのに十分な情報を含む。
では、ETHはどのようにして投稿されたデータが有効であることを確認するのか？
RollupsはL1上に一連のスマートコントラクトを展開しており、これらは預入・出金処理や、証明の検証を担当する。この証明こそが、Optimistic RollupsとZk Rollupsの主な違いである。
Optimistic Rollupsの場合、取引をETH L1に投稿し、それが正しいと仮定する。不正なユーザーが無効な取引を行った場合、ネットワークはそれを特定し、正しい取引に戻し、不正行為者を罰する必要がある。
これを実現するため、Optimistic Rollupsには、無効な取引や悪意のある行動を識別し、システム内でのさらなる不正行為を防ぐことができるディスプート解決システムが備わっている。
Optimistic Rollupsは、L1上で実行された取引を再現し、Rollups上で取引を実行したときの正確な状態と一致させることを保証するために、「マネージャーコントラクト」を作成する必要がある。
Optimistic RollupsのユースケースとしてはOptimism、Arbitrum、Cartesiがあり、ネット上で簡単に詳細を調べることができる。次に、Zk Rollupsを見てみよう。
ZkRollupsは、ZksnarkやZkStarkといった有効性証明を使用して取引をチェックし、ETHチェーンに送信する前にその正当性を検証する。
ETH Zk Rollupsは、複雑な数学計算と暗号技術を用いて、取引がETHメインチェーン上で「決済」されることを保証するものであり、Optimistic Rollupsのようなディスプート解決システムとは異なる。非常に複雑であるため、開発チームは数年かけて、複雑な取引情報をより簡単な証明に簡素化し、検証しやすくしようと努力してきた。
今年だけでも、3つのZk EVMがテストネット段階に入り、一部はすでにメインネットに移行している。Scroll、Polygon Hermez、Zksync2.0などが該当する。
次に、Optimistic RollupsとZk Rollupsの違いを見ていこう。
Optimistic Rollups：
資金引き出しの遅延――ディスプート解決システムの存在により、取引が最終確定する前に、ユーザーに不正行為の証明を提出する時間を与える必要がある。
出金は遅くなる可能性があり、多くの場合、ユーザーは資金をL1に戻すまで7日間待たなければならない。ただし、現在では迅速な流動性エグジットを提供するプロジェクトも登場しており、この問題を緩和している。
EVM互換性――Optimistic Rollupsは依然として独自のEVMを構築する必要がある。多くの場合、L1のコントラクトは変更なしにOptimistic Rollupsにそのまま送信できる。
Zk Rollup：
高速出金――ディスプート手順がないため、Zk Rollupsでの出金は非常に迅速であり、取引がL1に取り込まれる際に有効性証明も同時に提供される。
EVM互換性――Zk技術に伴う複雑さと暗号技術のため、多くのZk RollupsはEVMと互換性がない。例えばStarkwareなどである。
EVM互換のZk RollupsはZkEVMである。ZkEVMは、開発者がETHメインチェーン上のSolidityコントラクトを、基盤コードを変更せずにRollupに移植できるようにする。
ZkであろうとOptimisticであろうとサイドチェーンであろうと、すべてETH L1メインネットの完成を目指す競争であり、目的はETHのスケーラビリティ向上とブロックチェーンの完璧化にある。
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