執筆：Benjamin Simon、Mechanism Capital リサーチャー
編集翻訳：Perry Wang
まず、一つのたとえ話をしましょう。
私たちが中学の数学の授業に戻ったと想像してください。かつて私たちを苦しめたあの冷酷な数学の先生が再び現れ、大きな数字を使った長除法の問題を100問も出題しました。そして、「できるだけ多くの問題を解け」と命じられます。ただし条件があります！最終的な答えだけでなく、途中の計算ステップすべてを、一枚の答案用紙に書き記さなければならないのです。数分後、胃がどんよりと重くなるような感覚とともに、この課題がまったく非現実的で不可能なものであることに気づきます。一枚の紙には、ほんの一握りの完全な解答しか収まらないでしょう。
このカフカ的な物語と、Rollups にはいったいどんな関係があるのでしょうか？
このたとえ話において、その「答案用紙」こそがイーサリアムのブロックに相当し、「数学の問題」はスマートコントラクトのトランザクションにあたります。現在、イーサリアムは非常に混雑しています。各ブロックに含まれるべきトランザクションが多すぎます。さらに悪いことに、これらの多くはフラッシュローンやアグリゲータ経由のルーティングなど、計算量の多い処理です。単なる送金や支払いだけだったDeFi以前の時代は、もう過去の遺物です。
ここに問題の核心があります。まるで数学の先生が、複雑な長除法のすべての計算過程を一枚の紙に押し込ませようとするように、イーサリアムもまた、すべてのトランザクションにおける計算の一行一行までを処理・記録しなければなりません。
ここで登場するのが、Rollups という解決策です。
Rollups は、計算処理をオンチェーンからオフチェーンに移し、オンチェーン上には最小限の取引データだけを保存します。この基本的な意味において、Rollups はまさにイーサリアムのための「下書き用紙（草稿紙）」なのです。すべての複雑なデータ処理を担い、指数関数的に膨大なスマートコントラクトのトランザクションを、単一のイーサリアムブロック内にまとめて取り込むことができます。
このたとえ話は、Rollups が解決しようとしている問題（「計算過負荷によるネットワーク混雑」）を視覚的に理解するのに役立ちます。また、Rollups が必要とする解決策の輪郭（「計算をオフチェーンに移す」）もぼんやりと見えてきます。しかし、Rollups が実際にどのように機能しているのか、どのような構造を持っているのか、そしてなぜ私をはじめ多くの人々がこれほど熱狂しているのか――それらを知るには、もっと深く掘り下げなければなりません。
Rollup とは何か？
本質的に、Rollup は別のブロックチェーンですが、いくつかの重要な修正が加えられています。イーサリアムと同様に、Rollups プロトコルもスマートコントラクトコードを実行する「仮想マシン」（EVM）を持っています。Rollup の仮想マシンは、イーサリアム自身の仮想マシンとは独立して動作しますが、それらはイーサリアム上のスマートコントラクトによって管理されています。この接続により、Rollups とイーサリアムは相互に通信できるのです。Rollups がトランザクションを実行・処理し、イーサリアムが結果を受け取り・保存するという流れになります。
技術的な観点から言えば、Rollup チェーンと従来のブロックチェーンとの決定的な違いは、新区塊の生成方法にあります。
通常、ブロックチェーンは「マイナー」または「バリデータ」と呼ばれる多数の参加者からなる分散型ネットワークによって維持されます。こうした参加者たちは合意形成を通じて共同でブロックを生成します。簡単に言えば、参加者たちが「一連のトランザクションをどう処理すべきか」「次にどのブロックを構築すべきか」を投票で決め、多数決で勝ったブロックがチェーンに永久に記録されるのです。
一方、Rollup チェーンは少数服従多数のルールで運営されているわけではありません。代わりに、Rollup の状態を監視する当事者が、「断言」（assertion）と呼ばれるメッセージをイーサリアムに送信し、トランザクションの処理方法を提示します。重要なのは、この断言が Rollup 内の他の当事者の大多数の支持を得ていなくても、イーサリアム側がそれを受諾または拒否できるということです。実際には、通常、Rollup 内の特定の当事者がトランザクションの処理およびブロック生成のタスクを担当することになります。
待ってください…Rollups は中央集権的な解決策ですか？
Rollup におけるブロック生成の中央集権性は、それがいかに効率的にトランザクションを処理できるかの一因となっています。しかし同時に、明らかな懸念も生じます。もし多数決の合意がないなら、どうやってブロック生成が正しく行われていることを保証できるのか？もしブロック生成者が悪意を持っていたらどうなるのか？
この中央集権性は、合意形成に基づくブロックチェーンに慣れ親しんだ暗号通貨ユーザーにとっては違和感を感じさせるものです。実際、もしここで話が終われば、Avalanche の共同創設者 Kevin Seqniqi が最近 Twitter で述べたように、「Rollup はただ一つの主体によって複製されたデータベースに過ぎない」と結論づけてしまうかもしれません（誤ってではありますが）。
しかし実際には、これから見ていくように、「中央集権的だ」という批判はむしろ誤解であり、論理的に誘導された錯覚と言えるでしょう。通常、強力な合意メカニズムを持たない中央集権的なブロックチェーンは、腐敗や悪意ある乗っ取りに対して脆弱です。しかし、Rollup という特殊なケースでは、分散化の欠如がセキュリティや誠実性の問題を引き起こすことはありません。なぜそうなのかを理解するには、さらに深く考察する必要があります。
データ可用性の重要性
冒頭の数学の宿題のたとえ話を思い出してください。私たちを救う鍵は、「計算用の下書き用紙」があることで、答案用紙には問題と答えだけを書けばよいということでした。Rollup はまさにその下書き用紙のようなもので、「スマートコントラクトの計算をオフチェーンに移し、オンチェーンには最小限の取引データのみを保存する」と言いました。
実は、この最後の部分――オンチェーンでの取引データの保存――が、Rollup の仕組みにおいて極めて重要です。Rollup では、計算（データ処理）だけがオフチェーンに行われます。Rollup が処理するすべてのトランザクションは、依然としてその入力データ（正式名称は「calldata」）をイーサリアム上に保存します。
オンチェーンで取引データを保持することの重要性は何でしょうか？ 数学の宿題のたとえで言えば、先生に提出する答案用紙には長除法の問題と答えだけが書かれています。途中の計算ステップがなくても、先生はあとで結果を検算できます。同様に、オンチェーン上でのデータの恒常的な可用性により、イーサリアムの基盤レイヤーは、Rollup 上で行われたあらゆる計算を再実行できるのです。
つまり要するに、Rollup のオンチェーンデータ可用性により、組み込みの検算プロセスが可能になるのです。イーサリアムは、Rollup チェーン上で処理されたトランザクションの正当性を「再確認」したうえで、それを帳簿に永久に記録することができる――これは米国最高裁判所の司法審査権に似ています。
制約の力
このように、Rollup の真価はその「制約」にあるのです。Rollup はトランザクションを基盤チェーンに「プッシュ」することはできますが、それを強制的に受け入れることはできません。なぜなら、必要であればイーサリアムが任意の Rollup トランザクションを取り消せるからです。このような検算プロセスの対象となるため、Rollup 上のトランザクションには「真の最終性」がありません。
このような Rollup の制約された性質を考えれば、先ほどの「中央集権化」の批判にも再び戻れます。たとえ単一のブロック生成者が悪意を持ってトランザクションを処理しようと試みても、イーサリアムは検算プロセスの後にそのバッチを単純に拒否し、ブロック生成者は罰則を受けることになります。
さて、「検算プロセス」が具体的にどう機能するかは、Optimistic Rollup かゼロ知識（ZK）Rollup かによって異なります。しかしいずれの場合も、検算プロセスは、Rollup を使わずにイーサリアム自体がすべてのトランザクションを処理するよりも、指数関数的に効率的です。
まとめると、Rollup システムは「権力の分立」の原則に基づき、イーサリアムが主権チェーンであり続けることを保証しています。真実の最終的な裁定者はあくまでイーサリアム自身の合意メカニズムです。しかし、これはサイドチェーンの解決策とは本質的に異なります。同じような検算プロセスを持たないサイドチェーンは、独自の完全に独立した合意メカニズムによってトランザクションを処理します。サイドチェーンのトランザクションは「最終的」ですが、Rollup のトランザクションはそうではありません（イーサリアム上で確認されるまで最終性を持たない）。したがって、サイドチェーンはより高い信頼前提を必要とし、イーサリアムの持つ分散型セキュリティの恩恵を受けることができません。実際、私はサイドチェーンはむしろ EVM 互換の第1層（L1）チェーンに近く、Rollup とは言えないと思っています。
まとめ
要するに：Rollup は、計算をオフチェーンに移すことによって、オンチェーンのスペースを解放するソリューションです。オンチェーンでのデータ可用性が極めて重要である理由は、イーサリアムが Rollup 上のトランザクションの正当性を詳細に検証できることにあるからです。そしてこの検算プロセスが、Rollup のブロック生成に対する「チェック」の役割を果たすため、Rollup は自前の合意メカニズムを必要としないのです。
Rollup は最終的に、イーサリアムが巨大な市場（ケーキ）を手に入れ、しかもそれを食べ尽くすことを可能にします。ネットワークの分散型セキュリティを損なうことなく、オンチェーン容量を指数関数的に拡張できるのです。少なくとも私にとっては、これほどエレガントなスケーリングソリューションを他に思いつきません。
t11s および Hasu による建設的なコメントと助言に感謝します。
