Taiko Labsが解説するRollupの非中央集権化への道：共有ソートとイーサリアムに基づくジレンマ
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Taiko Labsが解説するRollupの非中央集権化への道：共有ソートとイーサリアムに基づくジレンマ
Based Rollupはその特性により、流動性の断片化とL1との完全な相互運用性に対する解決策を提供している。
Web3業界の深掘り報道に専念し潮流を洞察著者：Taiko Labs
翻訳：TechFlow
要点まとめ
Rollup中心のロードマップは、ブロックチェーンの断片化と孤立を引き起こしている。この分断により、Rollup間での価値移転が欠如している。これを解決するために、Espresso、Astria、Radiusなどの共有ソート機構が登場した。しかし、この解決策には本質的に新たな信頼前提が必要となる。なぜなら、こうしたレイヤー自体が独立したセキュリティセットを持つ必要があるためだ。
もしRollup向けに共有ソートレイヤーを構築したいのであれば、イーサリアムこそが最も信頼できる中立的な基盤として構築または利用できる存在である。イーサリアムに基づくRollup（Based Rollup）は、イーサリアムおよび他のBased Rollupと天然的に完全な相互運用性を持つ。しかし、Based Rollupにも課題がある。特に重要なのは、ブロック時間もイーサリアムと同じ12秒に制限される点である。これを解決する方法としては、中央集権的なソーターによる高速確定メカニズムの導入や、イーサリアム自体のブロック時間を短縮する方法がある。テストネットでは、事前確定（preconfirmation）を利用した速度が、現在の中央集権的ソーターをすでに上回っている。
分岐点
冒頭に戻って考えるとき、イーサリアムが選んだ方向性は極めて重要である。イーサリアムは初日から「非中央集権化」を最優先のミッションとしてきた。この優先順位は、ユーザー体験にいくつかの制約をもたらしている。これらの制約は、グローバル状態の管理や逐次実行など、分散型システム設計の難しさに由来する。これがまさに、イーサリアムが他のL1と異なる点だ。他のL1は、ある程度の非中央集権性を犠牲にしてでも、「速さ」と「安さ」を選んでいる。それらが速くかつ安価な取引を実現できる理由は、履歴証明（historical proofs）、より大きなブロックサイズ、並列処理といった仕組みを持っているためである。これらは高速で低コストなトランザクションを可能にする一方で、バリデーターの負担を増加させる。そのため、他のL1のバリデーターのハードウェア要件は、イーサリアムよりも高くなっているのだ。
イーサリアム自身が、ヒストリーの期限切れ（history expiry）、ステートレス性、Verkleツリーなどのアップグレードによってスケーリングするまでの間、そのタスクはRollupに委ねられている。
4年前、イーサリアムはRollup中心のロードマップを採用し、実行層を外部にアウトソースすることで、より使いやすい環境を提供することを目指した。その結果、イーサリアム全体で平均して1日あたり250TPSを達成できた。
rollup.wtf
前述のように、イーサリアムがRollup中心の戦略をとってからすでに4年が経過した。この期間、L2上で「イーサリアムそのものとは何か？」という問いについて多くの実験が行われた。AltVM（Fuel、Fluent）、zkVM（Aztec、Starknet）、zkEVM（Scroll、Linea、zkSync）、並列EVM（MegaETH）などである。これらはすべて、イーサリアムの将来像に対する示唆を与えてくれる。しかし同時に、互いに何のつながりもない多数の独立したブロックチェーンを生み出してしまった。この断片化問題を解決するために、共有ソートレイヤーのアイデアが登場したのである。
共有ソートレイヤー
現在、Rollupは中央集権的なソーターを採用している。これにより、検閲リスク、活性リスク、MEV抽出リスクが大きく存在する。Rollupが非中央集権化を望む場合、共有ソーターの利用が選択肢となる。共有ソーターを使うことで、Rollupは最終性、非中央集権性、迅速な取引処理、クロスチェーン原子性を活用できる。Vitalikが述べているように、「非中央集権化されたRollupを開発するには、新規L1開発の90%の労力が必要になる」。そのため、共有ソーターを選ぶことで、非中央集権化に伴う工学的努力を回避できる。
共有ソートレイヤーとは、参加するRollupのブロック生成権を単一のソートネットワークに接続するレイヤーである。このレイヤーはBFTのようなコンセンサスプロトコルを実行し、誰でも（設計上の制約内ではあるが）参加可能である。複数のRollupが取引順序を決定する共通の仕組みを持つことになる。この仕組みは、参加するすべてのRollup間での高速なL2最終性と相互運用性も提供する。
共有ソートレイヤーは、ソーターマーケットとしても機能する。この市場では、Rollupがスロットごとにブロックスペース（および提案権）をより高い入札者に売却できる。また、参加するすべてのRollup間でMEVを再分配するレイヤーも形成される。
懸念点
共有ソートレイヤーはネットワーク効果を持ち、すべての参加Rollup間で原子的相互運用性と共有MEVを実現できる。Rollupは、自らのブロック価値を高め（同時にソーターの非中央集権化を進め）るためにネットワークに参加する。
しかし、共有ソーターのシステム設計により、参加するRollupは可能な限り多くなければならない。参加中のRollup Xがネットワークから離脱すれば、このMEV再分配は乱れ、ネットワーク効果に直接影響が出る。つまり、共有ソートは終わりなきゲームであり、参加者は常にゲームに留まり続けなければならない。Rushi が述べている通り、これは純粋なB2Bモデルである。
共有ソートレイヤーは、BFTのようなプロトコルを共有ソーターマーケットとともに実行し、高速なL2最終性を実現するが、同時に「正直な仮定（honesty assumption）」を導入する。すなわち、バリデーターの半数が正直であると仮定する。何らかの理由で半数以上のバリデーターがオフラインになったり不正行為を行ったりすれば、チェーンは活性を失う可能性がある（ただし、バックアップとしてBasedのフォールバックを用いることも可能）。BFTプロトコルが活性を失えば、参加Rollupは高速最終性を利用できなくなる。なぜなら、それらはBFTプロトコルからの最終性証明を得る必要があるためだ。このレイヤーからの出金も一時停止されるだろう。ただし、BFTプロトコルがダウンしても、MEVの再分配は継続される。たとえばEspressoでは、MEV再分配はBFTプロトコルとは独立している。対照的に、イーサリアムは暗号経済的安全性と活性の面で、常に最強のBFTプロトコルである。
さらに、リステーキングを使用する場合、リステーキング固有のリスクも存在する。バリデーターのハードウェア要件が高ければ、独占状態につながる。リステーキングサービスにバグがあれば、大規模なスラッシングも起こり得る。詳細については、EigenlayerのリスクFAQを参照。共有ソーターにおけるリステーキング手法については、NethermindとFourpillarの共同研究を参照。
なお、共有ソーターが事前確定（preconfirmations）を利用する場合、このプロセスはL1上で完結可能（つまりBased preconfirmations）であり、新たなレイヤーの必要性を排除できる点に注意すべきである。また、共有ソーターは依然としてL1経由でのデータ送信が必要であるため、「高速最終性」の意義は限定的である。
まとめると、共有ソートレイヤーが非中央集権的で堅牢でなければ、それは単一障害点（single point of failure）となり、参加するすべてのRollupにとって最大の弱点となってしまう。
中立的相互運用性はもはや冗談ではない：Basedへ
前述の通り、イーサリアムはさまざまなアプリケーションを構築する上で最も信頼できる中立的なレイヤーである。Rollupは、バッチと証明をイーサリアムに送信することで、そのデータ可用性レイヤーとしての役割を活用している。現在、大多数のRollupは中央集権的なソーターによって運営されており、すべての取引の順序付けはRollupチームが責任を負っている。一部のチームは、ネットワークの非中央集権化を実現する仕組み（例えばAztecのFernet）の設計に取り組んでいる。しかし、多大な工学的リソースを費やさずにネットワークを非中央集権化するもう一つの方法がある。それが「Basedソート方式」である。
Taikoは、イーサリアムをソートレイヤーとして使用する最初のBased Rollupである。ブロック生成は完全にイーサリアムに依存しており、誰でもブロックを提案できる。このプロセスは完全に許可不要（permissionless）である。各Rollupは、新しいレイヤーを追加するのではなく、イーサリアムに基づいて相互運用性を実現できる。イーサリアムとBased Rollupのスロットは同期して動いているため、両者は完全に互換性を持つ。つまり、L1上でフラッシュローンを行い、同じスロット内でBased Rollup上で何らかの操作を行うことが可能になる（BBR設計のおかげで可能、詳細はこちら参照）。しかし、イーサリアムに基づく方式にもコストが伴う。
出典： L2Beat
我々は以前の記事「Based Preconfirmations in a Rollup-Centric World」でこの問題に言及したが、ここでは簡単にまとめる。前述の通り、Based Rollupのブロック時間はイーサリアムと同じ12秒である。つまり、Based Rollupは12秒ごとにデータをblobs（またはcalldata）でL1に送信しなければならない。L2取引でblobを十分に埋められず、L1手数料をカバーできない場合、赤字が発生する。ユーザーにこのコストを転嫁しないよう、当初は自社で費用を負担し、多額の資金を投じてきた。現在では、収益性を確保するために、提案者のブロック時間は12秒を超え（約20秒）となっている。
これらは、Taikoの事例を通じてBased Rollupが直面した困難の一例である。要するに、主な課題は「ブロック時間」と「収益モデルの制限」にある。これらは集中型ソーターではなく、ベースとなる手数料に起因する。ソートが完全に許可不要であるため、収益を犠牲にしており、MEVは完全にイーサリアムに流れ、取引から価値を捕獲できない（Spire Labsは、Based Rollupの収益モデルを改善するフレームワークを開発中）。
ユーザーエクスペリエンスとブロック時間の問題を解決するには、以下の2つの選択肢がある：
-
Based Preconfirmations（イーサリアムに基づく事前確定）
-
L1のより高速なブロック時間
Based Preconfirmations（イーサリアムに基づく事前確定）
Based Preconfirmationsは、いくつかのL1バリデーターがL2ユーザーに対して事前確定を提供するシンプルな仕組みである。現在、Helderテストネットで成功裏に運用されており、Taikoでは既に極めて高速な取引が可能になっている（Gattacaのデモでは20ミリ秒、Arbitrumでは約260ミリ秒）。
Titanに基づく事前確定デモ
Based Preconfirmationsでは、イーサリアムの全活性・全セキュリティを継承するわけではない。代わりに、イーサリアムバリデーターのサブセットを信頼する。ただし、ここで注目すべきは、現在のイーサリアムプロポーザーから信頼できるコミットメントを得ている点である。誰でも、登録契約に一定量のETHをステークすることで、事前確定提供者になれる。Based Preconfirmationsの詳細については、以前のブログ記事こちらで詳しく説明している。
Based Preconfirmationsの領域はまだ初期段階であり、進化し続けている。イーサリアムのブロック構築の集中化と同じような脅威に直面しているが、新たなアプローチと研究により、より健全なアーキテクチャが設計されていくだろう。まもなく我々の事前確定設計についても共有する予定である。
より速いブロック？
誰もが、イーサリアムをよりユーザーフレンドリーにすることを拒否しないだろう。より速い最終確定、より短いブロック時間、より速い取引処理は、Based Rollupにとって最も好ましいシナリオである。前述の通り、L1のブロック時間がBased Rollup化の唯一の障壁となっている。より速いL1ブロック時間は、より速いBased Rollupブロックを意味する。
より速いL1を実現する主なアイデアは、本質的にスロット時間を短縮できるコンセンサスメカニズムの採用である。シングルスロット最終性（Single Slot Finality, SSF）はその候補の一つで、具体的にはOrbit SSFなどが検討されている。これにより、各スロットが数秒以内に最終確定できる。現在のGasperプロトコルでは、最終確定までに2サイクル（13分）かかる。しかしSSFの欠点は、33%の非活性時にリークが発生しやすい点である。
ここで根本的な疑問は、「より速いL1が常に必要なのであれば、なぜ4年間Rollupに注力してきたのか？L1自体の加速にその工学的努力を向けなかったのか？」ということだ。我々はRollupに多大なR&D投資を行い、さまざまなアプローチを模索してきた。今日、より短いブロック時間が合意されたとしても、開発には最低でも2〜3年はかかるだろう。
イーサリアムは非常に明確な道を選んできた。それは、「非中央集権化」において妥協せず、「個人でステーキングするバリデーター（solo stakers）」を守ることを意味している。明らかに、より速いブロック時間はイーサリアムのコンセンサス変更を伴い、その結果、バリデーターの分布が現在よりもさらに狭まる可能性がある。これはイーサリアムコミュニティが下さなければならない重要な決断である。
結論
Rollupの発展と普及に伴い、断片化と孤立は深刻な問題となっている。そのため、Based Rollupとなること、あるいは共有ソートレイヤーに参加することは重要な分岐点となる。共有ソートレイヤーは高速最終性とクロスチェーン相互運用性に使えるが、新たな信頼前提を必要とし、ネットワーク効果を失うリスクもある。一方、Based Rollupはイーサリアムの既存インフラをブロック構築に活用するが、ブロック時間と収益モデルに課題を抱える。それでも、流動性の断片化を解決し、L1と完全な相互運用性を提供するという利点を持つ。
今後の方向性は、Based Preconfirmationsやより速いL1ブロック時間といった新しい解決策にあり、Based Rollupの欠点を克服することが鍵となる。これらの目標は、イーサリアムの価値観との整合性を保ちつつ、ユーザーエクスペリエンスを向上させることにある。我々の目指すのは、スケーラブルで、非中央集権的かつユーザーフレンドリーなエコシステムであり、それはまさにイーサリアムのビジョンへの忠実な実現である。
イーサリアムに基づくかどうかの選択は、単なる技術的判断ではない。それは、非中央集権化されたRollupの「枠組み（framework）」の方向性そのものに関する意思決定なのである。
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