Optimistic、zk-Rollups、L3……イーサリアムのスケーラビリティ研究は現在どこまで進んでいるのか？
TechFlow厳選深潮セレクト
Optimistic、zk-Rollups、L3……イーサリアムのスケーラビリティ研究は現在どこまで進んでいるのか？
ブロックチェーンのスケーラビリティの未来は、目前に迫っている。
Web3業界の深掘り報道に専念し潮流を洞察執筆：Thor Hartvigsen
編集：TechFlow
ブロックチェーンのスケーラビリティの未来は目前に迫っている！しかし、zk-Rollups、zkEVM、L3、モジュラー型ブロックチェーンとは一体何なのか？そろそろ本格的に掘り下げて、知識を深める時だ。
最近のブロックチェーンおよびDeFi技術に関するいくつかの調査から明らかになってきたのは、イーサリアムが暗号資産における革新と普及において重要な地位を占め続けるだろうということだ。
2021年のL1物語とローテーションは以下の要因によって駆動された：
-
高いブロックスペース需要と、イーサリアムの低いスケーラビリティ；
-
持続不可能な流動性マイニング報酬がアルトL1チェーンへの需要を促進した；
では現在、これらのアルトL1はどうなっているのか？
図を見ると、DeFiは大部分の期間で下落している。
しかし、ArbitrumとOptimismのTVLおよびその日次ユーザー数を見てみると、明確な差異が見られる。
なお、Arbitrumにはネイティブトークンもインセンティブもないことに注意されたい。
熊市は、ガス代が大幅に低下した結果、ほとんどのオンチェーン活動がイーサリアム上で行われていることを証明している。
今や、セキュリティがイーサリアムから継承されるスケーラブルなL2が登場しており、次のサイクルはさらにイーサリアムエコシステムを中心とするようである。
イーサリアムには435,000人以上のバリデーターが存在する一方、Solanaは約3,500人であり、他の多くのL1では1,000人未満である。スケーラビリティ自体だけでは不十分である。下の図は、アルトL1とイーサリアム・マージ後の顕著な違いをさらに示している。
したがって、明らかになったのは、イーサリアムとそのスケーラビリティソリューションが、少なくとも将来のブロックチェーン技術およびDeFiにおいて重要な役割を果たし続けるだろうということだ。
しかし、これらの異なるスケーリングソリューション間には大きな違いがある。
Rollups（L2）は、各トランザクションで少量のデータのみを保持し、残りを圧縮することで、イーサリアムメインネットの大部分の負荷を取り除くように設計されている。これにより、TPS（秒あたり取引数）が低くなり、手数料も安くなる。
イーサリアム公式サイトにもある通り：
"第2層（L2）とは、イーサリアムを拡張し、そのセキュリティを継承する独立したブロックチェーンである"。
L2は、トランザクションをバンドルしてイーサリアムメインネットへ送り返す独立したブロックチェーンである。
そのため、第2層ブロックチェーンは、イーサリアム自体と同程度のセキュリティおよび非中央集権性を継承する。このモデルにより、イーサリアムはセキュリティ／非中央集権性に集中でき、一方L2はスケーラビリティに集中できる。
ここで用語を定義しよう：
⬩Optimistic rollups：不正検出証明（fraud proof）を利用する（ArbitrumおよびOptimism）。
⬩ゼロナレッジ（zk）rollups：有効性証明（validity proof）を利用する（zkSync, Starknet, zk-EVM）。
不正検出証明（Optimistic rollups）：
情報は「証明者」と「検証者」の間でやり取りされる。情報は真実であると仮定され、トランザクションバッチに追加された後、「観測者」によって悪意ある行動がないか確認される。
有効性証明（Zk-rollups）：
ここでは、「証明者」と「検証者」間の情報交換は暗号学および数学に依存する。情報は共有されるが、決して開示されることはない。
有効性証明には2種類あり、SNARKSとSTARKSである。STARKSの方がスケーラビリティが高い。
有効性証明（Zk-rollups）は実装が難しいが、暗号学に依存するため、より高いプライバシーとデータ安全性を持つ。現在の一般的なコンセンサスは、zk-rollupsはほとんどの面で優れたスケーリング技術であるというものだ。
これは、将来がいずれか一方によって支配されるという意味ではない。ArbitrumとOptimismは、スケーラブルなモデル構築および大規模なエコシステム／コミュニティ形成において非常に成功していることがすでに明らかになっている。
zk-EVM：
zk-EVMは最も注目されているスケーリングソリューションの一つであり、ZksyncやPolygon zkEVMといった製品が間もなく登場する。
この技術の開発は長年にわたり、ついに実用化の段階に達した。
zk-EVMは、実行処理にzk-rollupsを使用する。より正確には、有効性証明の一種であるzk-SNARKSを使ってトランザクションを検証する。
Vitalik Buterinの記事によれば、zk-EVMには4つの異なるタイプがある：
-
完全にイーサリアムと同等；
-
完全にEVMと同等；
-
Gasコストを除き、完全にEVMと同等；
-
Solidityと同等；
すべてのタイプは、EVM互換性とパフォーマンスのトレードオフに直面している。現在、ほとんどのzk-EVMプロジェクトはタイプ2とタイプ4の間にある。
Polygon zk-EVM（Polygon Hermes）はタイプ2。イーサリアムとの互換性は依然高いが、より良いパフォーマンスを得るために若干の互換性を犠牲にしている。
パフォーマンスは、zk証明を生成するのにかかる時間で測定される。速度が速ければ速いほど、スケーラビリティは高くなる。
zksyncはタイプ4のzk-EVMであり、互換性は低いがパフォーマンスは高い。互換性が低いため、このタイプの実装はより難しくなる。
zksyncは独自の言語を開発しており、Solidityをバイトコードにコンパイルし、独自の仮想マシンZinkVMに送ることができる。
一般に、バイトコードはLLVMコンパイラを経由し、最終的にZinkVMに送られる。
互換性は低いものの、zksyncチームによれば、dAppsをイーサリアムメインネットからzk-EVMに移行するのは比較的容易であるという。
zksyncがBanklessで行ったポッドキャストからわかるように、多くのプロトコルがこの近づくエコシステムを待ち望んでいる。
zk-EVMは複雑であり、この記事は表面しか扱っていないため、もっと深く読むことをおすすめする。
L3：
L3？まだ第2層技術が開発途中なのに、なぜこんな話をしているのか？
L3はアプリケーション固有のRollupと考えられ、ビジネスをスケーラブルかつ安全な方法でブロックチェーン上に持ち込みたい企業に多くのユースケースを提供する。
具体例としてStarknetがある。
より具体的には、L3は「Validium」または「Volition」である。
Validium（L3の一形態）は、データをオンチェーンではなくオフチェーン（例えばL2上）で処理するzk-rollupである。
下図では、StarkExがアプリケーション固有のL3であり、StarknetがL2である。
L3はオフチェーンで証明を生成し、TPSのスケーラビリティを向上させる。
その後、これらの証明はL2にまとめて送信される。ちょうどL2が大量のトランザクションをL1に送るのと同じように。それならL4、L5、L6も同じか？
トレードオフとなるのは、スケーラビリティとセキュリティの関係である。イーサリアムメインネットから離れれば離れるほど、セキュリティは低下する。
zkPorter（zksyncの製品）もまたL3である。ユーザーは、高いTPSだがセキュリティが低いL3を選択することも、セキュリティが高いがTPSが低いzkRollup（L2）を選ぶこともできる。
私が先ほど説明したL3の構造は、前述の「validium」である。
「volition」は本質的にL3とzk-Rollup L2の組み合わせである。この場合、ユーザーはセキュリティとTPSの間で選択する必要はない。
以上で終わりだ。かなりの情報量を含んでおり、本当に理解したいなら、このテーマを何度も読み返すことを勧める。
TechFlow公式コミュニティへようこそ
Telegram購読グループ：https://t.me/TechFlowDaily
Twitter公式アカウント：https://x.com/TechFlowPost
Twitter英語アカウント：https://x.com/BlockFlow_News
Thor Hartvigsen
