ブロックチェーンには、同時にセキュリティ、分散化、スケーラビリティを実現することが不可能なトライアングルが存在します。ビットコインとイーサリアムは最初の2つを選択しましたが、後者に欠けています。短期間に大量の取引が行われると、ネットワークの混雑や高い取引手数料につながることがあります。
スケーラビリティのコンセプトは、ビットコインエコシステムで最初に提案され、ビットコインの上に仮想的なセカンドレイヤーを構築して取引を処理し、メインチェーンは決済に使用することを目指しています。イーサリアムは、ステートチャネル、サイドチェーン、プラズマなどのさまざまな手段を通じてスケーラビリティを実現しようとしましたが、いずれも完全に成功していませんでした。2018年9月5日、Barry HatはGithubでRollupのコンセプトを提案しました。結局、Rollup技術はコミュニティの承認を得て、イーサリアム財団はそれを唯一のレイヤー2技術と呼びました。
目まぐるしく過ぎ去った5年間、最も注目を集めているイーサリアムのロールアップは、最近、RaaS(ロールアップ・アズ・ア・サービス)で新たな進展を頻繁に報告しています。 もうすぐロールアップの夏がやってくるでしょうか? この記事では、RaaSの概要、エコシステム、将来の展望を分析し、全体像を垣間見ることを目指しています。
Rollupに関するテクニカル分析について、その実装は比較的複雑であり、高度な専門スキルと開発能力が必要です。チェーンを立ち上げるための高い参入障壁は、ブロックチェーンのパーミッションレスのコンセプトとは対照的です。
Rollup-as-a-Service (RaaS)は、Cosmos SDKやPolkadot Substrateと同様に、企業、組織、個人向けにRollupをよりユーザーフレンドリーで便利な体験を提供するサービスとして提供します。
Layer 1チェーンに対して行われてきたことと同様に、RaaSはRollup向けの汎用SDKを提供し、簡単な構成を通じて自律型のRollup開発と展開を可能にします。カスタマイズ可能な機能は、プロジェクトの主権を維持します。一部のRaaSプロジェクトでは、プログラミングスキルを持たないユーザーでも独自のRollupを展開できるノーコードのワンクリックチェーン起動機能を提供しています。
Rollupは非常にモジュラーです。シーケンサーとプルーバーは別々にイテレーションアップグレードできます。RaaSでは、一部のプロジェクトがシーケンサーとプルーバーの設計と開発に特化し、すべてのRollupsにサービスを提供しています。
RaaSによって次の変更がもたらされます:
1.より安価で効率的で同等に安全なアプリケーションチェーン:ロールアップは高価な計算プロセスをオフチェーンに移動し、取引をより安価で効率的にします。基礎となる公共チェーンをデータ可用性(DA)レイヤーとして使用し、スマートコントラクトを用いて検証を行うことで、基礎となる公共チェーンと同等のセキュリティレベルを実現できます。
2.革新的なアイデアのテストグラウンド:Rollupは基礎となるパブリックチェーンと同じ仮想マシン環境を使用しますが、コストははるかに低くなります。これにより、基礎となるチェーンのためのバトルテスト環境として機能し、コミュニティの提案が基礎となるパブリックチェーンに移行される前に、Rollupで徹底的にテストすることができます。
3.高い相互運用性:同じRaaSサービスセットを使用するロールアップは、同一の技術アーキテクチャを利用して、簡単に一連のメッセージルールを定義できます。これにより、クロスチェーン操作のためにブリッジする必要がなく、お互いにメッセージを送受信することができ、高い相互運用性を実現できます。
大まかに言えば、ロールアップの発行に貢献するすべてのプロジェクトは、RaaSエコシステムに属しています。この記事は、モジュラリティの原則に基づいて、下から上まで、RaaSエコシステムをDA(データの可用性)、SDK(ソフトウェア開発キット)、シーケンサ、およびノーコード(展開)の4つのレベルに分類しています。
一部のプロジェクトは複数のレベルでサービスを提供し、初めて登場したときに包括的に議論されます。後続のテキストでは繰り返されません。
理論的には、どんなパブリックチェーンも、Rollupのトランザクションデータを格納するDAレイヤーとして機能できます。しかし、安定して正しく機能するDAレイヤーがなければ、Rollupは状態遷移の信頼性を検証することができません。
Rollupには2つの選択肢があります。1つはほとんどのRollupが今日選択しているモードであるスマートコントラクトロールアップです。実際には、決済とデータの可用性については基礎となる公開チェーンに依存しています。もう1つは、データの可用性と決済を分離し、データの可用性については基礎となる公開チェーンにのみ依存し、決済は自体で処理する主権ロールアップです。
前者は通常、EVM互換チェーン、Cosmos互換チェーン、またはSolanaなどの機能が完全なパブリックチェーンを選択します。後者のニーズには、Celestia、EigenLayer、およびAvailを含むデータ可用性に特化したプロジェクトが生まれました。
CelestiaはCosmos SDKを使用して構築されたPoSチェーンであり、修正されたTendermintコンセンサスアルゴリズムとRSコードを使用してブロックデータをエンコードしています。データ可用性サンプリング技術を利用することで、Celestiaは軽量ノードの検証コストをさらに削減し、データ可用性を検証するためにブロックデータの一部のみをダウンロードする必要があります。
さらに、ブロックが正しくエンコードされているかどうかを確認するために、CelestiaはOptimismメカニズムを使用しています。最初は正しくエンコードされていると楽観的に仮定します。ある期間後に不正証明が受信されない場合、そのブロックが正しくエンコードされていると確認します。このOptimismメカニズムはランタイム効率を向上させますが、いくつかの遅延をもたらす可能性があります。
Availは、Polygon Labsのサポートを受けたプロジェクトで、BABE+GRANDPAコンセンサスアルゴリズムを使用しています。また、データの可用性サンプリング技術も利用しています。Celestiaとは異なり、Availは、Merkle Proofsの代わりに効率的なKZG Proofsを使用して、ブロックが正しくエンコードされていることを検証するための妥当性証明を使用しています。
EigenLayerは基本的には重いステーキングのためのソリューションであり、Ethereumのステーキング流動性を利用してプロジェクトの経済的セキュリティを提供することを目指しています。EigenLayerを使用すると、新しいプロトコルは独自の分散検証ネットワークを構築する必要はありません。彼らは単にEigenLayerを介してEthereumの重いステーキングのセキュリティを活用する必要があります。EigenLayerは軽量で許可なし、分散されたシナリオで優れたパフォーマンスを発揮し、Ethereumのスケーリングの物語の中で理想的なユースケースとなります。
DAレイヤーはトランザクションの計算を行わず、トランザクションデータをエンコードしてコミットするだけなので、ノードの要件が低くなります。PoSアルゴリズムを使用しているため、ステーキング流動性は直接ブロックチェーンのセキュリティと利用可能性を反映しており、それがEigenLayerが輝く機会です。
EigenLayerは、ブロックの正しいエンコードをチェックするためにKZG妥当性証明を使用した、イーサリアム上のスマートコントラクトとして存在します。しかし、EigenLayerはまだデータの可用性サンプリング技術を採用していませんが、これはおそらくイーサリアムの次の段階のアップグレード計画に関連している可能性があります。
シーケンサーの役割は、受信したユーザートランザクションを並べ替え、その後のすべての実行とブロック生産がこの順序で進行することです。Ethereumのアーキテクチャでは、並べ替えと実行が同じエンティティによって処理されるため、検証者に対して過剰な権力を与えることになります。これにより、MEV(Miner Extractable Value)や検閲などの現象が引き起こされ、ユーザーエクスペリエンスに大きな影響を与えます。
ソーティングを実行から分離することは、PBS(提案ビルダー分離)提案の分離の概念を反映しています。ただし、現在のRollupアーキテクチャは、引き続き中央集権的なシーケンサーに広く依存しており、トランザクションの順序を決定するため、単一障害点と検閲リスクを提起しています。したがって、分散型のソリューションが引き続き求められています。
Astriaは共有シーケンサーソリューションを提供しています。異なるRollupsからのユーザートランザクションはAstriaシーケンサーに収集されます。Rollupノードでは、データをAstriaから直接取得して低遅延でソフト確認を取得することもできます。または、AstriaがデータをDA層にコミットするまで待機して、最も強力な最終性を得ることもできます。
Astriaが提出したデータには複数のロールアップからの取引が含まれているため、各ロールアップは、自身の合意メカニズムに基づいて、それらを処理する前に無効な取引(他のロールアップからのものを含む)をフィルタリングする必要があります。Astriaはデータのみを提供し、合意の選択をロールアップノードに委ねることで、ロールアップの主権を維持しています。
OP Stackのデフォルト構成では、トランザクションのソートに単一の専用シーケンサーを使用しています。簡単な変更として、許可されたシーケンサーのセットを使用することで、PoSメカニズムを介して悪意のある活動の可能性を緩和することができます。
OP StackでSuperchainの概念を導入した後、共有シーケンサーが必然的な選択肢となり、アトミッククロスチェーン機能をもたらし、Superchains間の相互運用性を向上させます。
Espressoは、Ethereumステーカーの流動性を活用し、重いステーキングを通じて共有セキュリティを獲得することを目指しています。EspressoはシーケンサーとDAを統合し、RollupsのためにREST APIを介してソート結果を提供し、DAの詳細を抽象化します。コンセンサスのセキュリティは、L1に位置するスマートコントラクトによって検証され、より強力な信頼性を提供します。
Sagaは最初、Cosmos SDKを使用するSagaのアプリケーションチェーンに対する共有セキュリティを提供するCosmos Hubに類似した役割を果たしていました。
ロールアップの人気急上昇に伴い、セイガはセレスティアと協力し、セレスティアをDAとして利用しながら、そのバリデータをシーケンサーに変換します。楽観的ロールアップIBCを介して、上位層のロールアップと情報を交換し、共有セキュリティを提供します。
他のシーケンサーとは異なり、SUAVEはMEV市場を特にターゲットにしています。FlashbotsはMEVスペースでの絶対的なリーダーであり、SUAVEはクロスチェーンMEVをキャプチャすることを目的とした彼らの製品で、「MEVの未来はSUAVE」と主張しています。SUAVEが提供する共有シーケンサーにより、アトミッククロスチェーン取引が可能になり、異なるチェーンの資本市場の効率向上に貢献しています。
以前にEigenLayerのDAレベルでの利用例について話し合いました。 シーケンサーの分散化もEigenLayerの得意分野です。
シーケンサーはソーティングのみを担当し、実行には責任を持ちませんので、ノードの要件は非常に低くなります。分散化の鍵は、罰則メカニズムを通じて悪意のある活動の可能性を低減することにあります。EigenLayerは、イーサリアムの分散化を利用して、深いステーキングプールを提供し、Rollupシーケンサーの分散化を育成することができます。
Cosmos SDKに類似して、RaaSが提供するSDKは、開発者が多数のソフトウェアモジュールを再利用し、最低コストで必要なRollupをカスタマイズできるようにします。これにより、開発の難易度が低下します。
Rollkitは最初にCelestiaコミュニティによって孵化され、現在は独立したプロジェクトとなりました。RollkitはCelestiaをDAレイヤーとして使用し、ABCI互換のクライアントインターフェースを提供し、すべてのABCI互換のRollups(Cosmosチェーン)に対応しています。
この段階では、Rollkitは単一の中央集権型シーケンサーを使用し、Cosmos SDK、Ethermint、およびCosmWasmの統合をサポートしています。ユーザーは希望する実行環境を選択できます。将来的には、Rollkitはより多くの構成サービスをサポートするために開発を続けます。
Dymensionは、サービスをフロントエンドとバックエンドに分割します。フロントエンドは、Dymension RDK(変更されたCosmos SDKによってサポートされる)によってカスタムRollAppsをサポートしています。バックエンドのDymension Hubは、DAとシーケンスの処理を担当し、システム全体を調整します。
DymensionはOptimismメカニズムを使用しています。Dymension Hubはセンダーからのステータスの更新を楽観的に受け入れます。有効な詐欺証拠を受け取った場合、状態変更をロールバックします。RollAppsは平均遅延が0.2秒、最大20,000 TPSを達成できます。
Dymensionは柔軟なブロック生成方式を採用しており、ブロック内に取引がない場合、ブロックの生成を停止します。これにより、シーケンサーの運用コストが大幅に削減されます。
この段階では、Dymension製品はまだ開発中で、すでにEVMの実行レイヤーをサポートしており、DAレイヤーには明確な選択肢がありません。
Sovereign SDKはzk-Rollupをサービスとして提供し、ブロックチェーンを構築するための一般的なモジュールと、ゼロ知識証明の基本的な詳細を隠すzkVMを提供し、開発者がRustでプログラムを作成できるようにします。SDKはそれを効率的なzkフレンドリーな形式にコンパイルできます。
プロジェクト名が示すように、Sovereign SDKは主権を強調しています。ロールアップは、DAレイヤーからの検証を必要とせず、カスタムコンセンサスルールを介して状態遷移の合法性を決定します。
現在、Sovereign SDKはすでにCelestiaとAvailのDAレイヤーに適応し、Risc0のzkVMをサポートし、Rollupの展開とデモンストレーションを実現することができます。
Stackrは、より革新的なイノベーションを提案し、伝統的なインターネットのマイクロサービスアーキテクチャをブロックチェーンに移行し、マイクロロールアップのコンセプトを導入したいと考えています。
一般的なロールアップとマイクロロールアップの関係は、仮想マシンとコンテナの関係のようです。Stackr SDKを使用すると、開発者は必要なデータ構造と状態遷移関数を定義するだけで、残りはStackrが処理します。
Stackrは、EVM、Solana VM、FuelVMなどの複数の実行環境をサポートしています。ユーザーは使用する環境を選択することができます。
AltLayerは、開発者を対象としたSDKとコーディング経験が不要なNo-Codeダッシュボードを提供する分散型かつ柔軟なRaaSであり、ワンクリックでチェーンを起動可能です。
AltLayerは、Flash Layerと呼ばれるユニークな柔軟なRollupを提供します。アプリケーションの需要が急増すると、Rollupチェーンをすばやく展開できます。需要が通常に戻ると、そのRollupを放棄し、インターネットシステムにおける一般的な水平スケーラビリティを実現するためにL1で決済が行われます。
AltLayerは、マルチチェーンおよび複数の実行環境をサポートすることを目指しており、すでにEVMおよびWASMのサポートを実現しています。
OP Stackは、提案されたネットワーク共有セキュリティ、通信レイヤー、およびL2ネットワークからの共同開発スタックであるOptimism Superchainをサポートするために構築されています。Bedrockアップグレード後、OP Stackを使用して作成されたRollupsはネイティブでSuperchainと互換性があります。もちろん、OP Stackのコンポーネントはカスタマイズされた機能を取得するために変更することができます。baseとopBNBは、いずれもOP Stackを基に開発されたRollupsです。
OPスタックのセキュリティと可用性は、OPメインネット、Base、およびその他のチェーンによって完全にテストされています。ただし、不正証明の不足、シーケンサーの中央集権化など、現在も問題があります。OPスタックは、より安価なDAレイヤーの採用、ZKプルーフの使用、シーケンサーの共有など、新しい方向性を模索しています。
Offchain Labsは6月22日、Arbitrum Orbit Chainを発行するためのツールをリリースしました。Orbit ChainはArbitrum Layer2の上に構築されたLayer3であり、Arbitrum One、Arbitrum Nova、Arbitrum Goerliの3つのLayer2のいずれかで決済を選択することができます。ユーザーはRollupまたはAnytrustテクノロジーを選択できます。違いは、Anytrustはトランザクションデータをチェーンに送信せずにDACを使用し、コストは低くなりますがセキュリティは弱くなります。Orbit Chainには、シンプルなチェーンの開始プロセス、Arbitrumエコシステムとの相互運用性、Nitroからの即時アップデート、およびStylusによるEVM+互換性の利点があります(Rust、C、C++をサポートし、WASM仮想マシン上で実行)。ユーザーは任意のOrbit Chainをカスタマイズして発行できますが、Arbitrum Layer2で決済する必要があります。そうでない場合は、Offchain LabsまたはArbitrum DAOに承認を求める必要があります。
6月26日、zkSyncは記事を公開し、今後数週間で既存のオープンソースコードを変更し、ZK Stackをローンチすることを発表しました。これにより、ユーザーは独自のカスタマイズされたZKスーパーチェーンを構築することが可能となります。ArbitrumのOrbit Chainとは異なり、ZK Stackは主権と相互運用性を重視しており、ユーザーは自身のニーズに合わせて完全にカスタマイズすることができます。ZK Stackを使用して構築されたチェーンは、ブリッジを介さない相互運用性を実現することができます。ZK StackはLayer2およびLayer3の両方を構築するために使用でき、公式はそれを制限せず、zkSyncでの決済を必要としませんでした。この観点から見ると、ZK Stackによって提供される主権はより強力に思えます。
マダラの元のポジショニングは、技術蓄積を活用してスタークネットのソーターとして、元の製品に基づいてスタークネット・スタックを開発し、スタークネット上でアプリケーション・チェーン・ロールアップを構築するのに成功しました。DAレイヤーとしてEthereumを使用し、スタークネットの共有プルーバーを使用してスタークネット上での決済を行っています。使いやすさの観点から、マダラは既にPragmaOracleハッカソンで24時間以内にチームがアプリケーション・チェーン・ロールアップを発行するのに役立ち、また、ビデオデモンストレーションも提供しています。zkSyncのZKスタックと比較すると、完成度が高いです。
コードレスデプロイメントは、非開発者向けのワンクリックチェーン起動オプションを提供する低いしきい値のソリューションであり、さらなる採用を約束しています。
Caldera Chainは完全にカスタマイズ可能なワンクリックチェーン起動ソリューションです。実行レイヤーでは、OP StackとArbitrum Orbitをサポートし、決済レイヤーではPolygon、BSC、Evmos、およびその他のEVM互換チェーンから選択できます。DAレイヤーはEigenLayerとCelestiaによってサポートされています。
ロールアップチェーン自体に加えて、Calderaはブロックチェーンエクスプローラ、テストネットフォーセット、オラクル、およびHyperlaneサポートされたブリッジなど、さまざまなサポートインフラを提供しており、チェーンの立ち上げコストをさらに削減しています。
Eclipseは、実行レイヤーでEVMとSolanaVMをサポートし、DAレイヤーではCelestia、Avail、EigenLayerを統合する高度なカスタマイゼーション機能を備えています。決済レイヤーでは楽観的な決済を提供し、RISC0 zkVMとのZK決済を開発中です。
ユーザーは、チェーンのアクセス(許可された/許可されていない)、Gasトークン、Gas手数料を請求するかどうか、MEVを許可するかどうか、特定のオペコード、ブロックサイズなどを選択することもでき、高い柔軟性を持たせることができます。
Opsideの最も目立つ特徴は、分散型ZKP市場を構築していることです。もともと、Proverをレイヤーとして別々に記述したかったのですが、プロジェクトの数が少ないために諦めました。ゼロ知識証明(ZKP)には高い計算要件があります。zkRollupの市場シェアが徐々に増加するにつれて、ZKPの分散化が将来の発展の主要方向となります。
Opsideは、許可なしのPoWコンセンサスメカニズムを採用し、マイナーがZKPsを生成するために引き寄せられ、zkRollupのセキュリティと可用性を維持します。チェーンイニシエータが証明生成の問題を考慮する必要がないことです。検証者レベルでは、エントリーバリアを下げ、検証者の中央集権化を促進するためにPoSメカニズムを採用しています。
Opsideはカスタマイズされたサービスを提供しており、ユーザーはzkSync、Starknet、Polygon zkEVMなどの他のzkEVMから選択することができ、経済モデルを変更したりガス手数料を調整したりすることもできます。
Optimistic Rollupと比較すると、zkRollupはセキュリティを経済的から暗号化にアップグレードし、より安全になります。また、チャレンジャーのための長い待機期間を必要とせず、確認遅延を減らし、データをより効率的に圧縮し、DAをより安くします。
Optimismソリューションは技術的な成熟度と製品リリースの初期の利点により、高い市場シェアを持っていますが、革新的な技術であるZKは将来ますます重要な役割を果たすでしょう。モンテネグロでのスピーチで、VitalikはZK技術をブロックチェーン技術と同じくらい重要な位置に置き、間接的にZKの重要性を反映しています。
技術が向上するにつれて、より多くのzk-Rollup as a Serviceプロジェクトが公になり、ユーザーにより多くの選択肢を提供することになります。
現在に至るまで、イーサリアムエコシステムはブロックチェーン業界全体で絶対に支配的な地位を占めています。他のコミュニティが継続的にイテレーションし、革新しているにもかかわらず、イーサリアムの王座を揺るがすことができません。
RaaSでは、事が少し変わったようです。イーサリアムのデータ保存容量が低く価格が高いため、Celestia、Avail、またはPolygonのようなより安価なDAレイヤーを選択できます。イーサリアムは非モジュラで変更が難しいため、高度にモジュール化されたCosmos SDKを選択することができます。EVMは効率が悪いため、より効率的なSolana VM、Move VM、CairoVMを選択することができます。
「一輪の花では春が来ない、百花が満開になるとどこでも春が訪れます。」さまざまなイーサリアム生態系以外のソリューションがRaaSで新たな活力を持って花開くでしょう。
モジュラリゼーションの役割は、2つのポイントに分けることができます。1つは、各モジュールが迅速にイテレートできることで、開発効率が向上します。2つ目は、モジュラリゼーションによってカスタマイズの複雑さが大幅に削減されることです。
現在の市場環境では、独自のワンストップソリューションを独自に開発することはほとんど不可能です。全体的なイノベーションの速度は、小さなモジュールの急速なイテレーションに追いつくことは決してありません。極端なカスタマイズ要件は、モジュールの分割をさらに細分化させることにつながります。もしも自分自身をモジュール化しない場合、他のプロジェクトによって最終的に分解されることになります。OP StackやArbitrum Orbitのようなプロジェクトは、Calderaによって実行レイヤーに分割されることになります。
スケーラビリティ技術が成熟するにつれて、取引手数料が低くなり、インフラが改善される中、人々は気づいた。「愚か者、鍵はアプリケーションにあるのだ」と。すべてのアプリケーションには固有の運用ルールとモデルがあります。複雑なアプリケーションエコシステムに単一のソリューションは適応できません。そのため、より多くのカスタマイズが必要です。
ブロックサイズからデータ構造、取引手数料から取引の遅延、入場メカニズムからセキュリティの前提条件、契約エンジンからトークンエンパワーメントまで、将来のロールアップのカスタマイズ度合いは徐々に向上し、アプリケーションに対するより柔軟なソリューションを提供します。
先ほど述べたように、ブロックチェーンエコシステムにおけるイーサリアムの支配的な位置は、主に巨大な流動性に関連しています。暗号市場では、各チェーンが独立して存在するため、流動性は同時に2つのチェーンで存在することはできません。Rollupの数が増えると、流動性のさらなる断片化が起こり、これが深刻な問題となります。
より強力な相互運用性は、クロスチェーンの摩擦を減少させ、異なるチェーン間で流動性をスムーズに移動させ、流動性を共有することさえ可能にします。 Cosmos、OP Stack、Arbitrun Orbit、ZK Stack、Starknet Stackなどが提唱するアイデアと一致し、すべてのチェーンエコシステムを構築しようとしています。同じ技術スタックを使用して構築されたRollupsは、同じ技術アーキテクチャを持つため、クロスチェーンブリッジを構築する必要がなく、ネイティブな相互運用性を獲得できます。
RaaSの多くのサービスは現在、PoSモデルを使用しており、経済的なペナルティを利用して悪意のある活動のコストを増加させてセキュリティを向上させています。しかし、経済的なセキュリティには深い担保資産が必要であり、資本利用率が低くなり、サービスプロバイダーのスタートアップコストが増加しています。
過剰担保は良い解決策です。Ethereumの大きなステーキングプールを使用して、他のサービスの共有セキュリティを提供しながら、ステーカーの収益を増やし、資本利用を改善します。EigenLayerとEspressoは現在関連する作業を行っており、将来的にはより多くのサービスが経済的セキュリティのために過剰担保によって保証されると期待できます。
要約すると、RaaS開発の実際の受益者は、アプリケーションチェーンです。 CosmosとPolkadotによって初期に提案されたアプリケーションチェーンのコンセプトは、RaaSエコシステムで芽を出し、爆発することができるでしょうか?私たちもまた見守る必要があります。
おそらく、アプリケーション層での革新だけが、RaaSエコシステムの爆発的な成長を推進できるのかもしれません。 結局のところ、最高の道路でさえ、それを走る車がない場合は良いインフラとは見なされません。
ブロックチェーンには、同時にセキュリティ、分散化、スケーラビリティを実現することが不可能なトライアングルが存在します。ビットコインとイーサリアムは最初の2つを選択しましたが、後者に欠けています。短期間に大量の取引が行われると、ネットワークの混雑や高い取引手数料につながることがあります。
スケーラビリティのコンセプトは、ビットコインエコシステムで最初に提案され、ビットコインの上に仮想的なセカンドレイヤーを構築して取引を処理し、メインチェーンは決済に使用することを目指しています。イーサリアムは、ステートチャネル、サイドチェーン、プラズマなどのさまざまな手段を通じてスケーラビリティを実現しようとしましたが、いずれも完全に成功していませんでした。2018年9月5日、Barry HatはGithubでRollupのコンセプトを提案しました。結局、Rollup技術はコミュニティの承認を得て、イーサリアム財団はそれを唯一のレイヤー2技術と呼びました。
目まぐるしく過ぎ去った5年間、最も注目を集めているイーサリアムのロールアップは、最近、RaaS(ロールアップ・アズ・ア・サービス)で新たな進展を頻繁に報告しています。 もうすぐロールアップの夏がやってくるでしょうか? この記事では、RaaSの概要、エコシステム、将来の展望を分析し、全体像を垣間見ることを目指しています。
Rollupに関するテクニカル分析について、その実装は比較的複雑であり、高度な専門スキルと開発能力が必要です。チェーンを立ち上げるための高い参入障壁は、ブロックチェーンのパーミッションレスのコンセプトとは対照的です。
Rollup-as-a-Service (RaaS)は、Cosmos SDKやPolkadot Substrateと同様に、企業、組織、個人向けにRollupをよりユーザーフレンドリーで便利な体験を提供するサービスとして提供します。
Layer 1チェーンに対して行われてきたことと同様に、RaaSはRollup向けの汎用SDKを提供し、簡単な構成を通じて自律型のRollup開発と展開を可能にします。カスタマイズ可能な機能は、プロジェクトの主権を維持します。一部のRaaSプロジェクトでは、プログラミングスキルを持たないユーザーでも独自のRollupを展開できるノーコードのワンクリックチェーン起動機能を提供しています。
Rollupは非常にモジュラーです。シーケンサーとプルーバーは別々にイテレーションアップグレードできます。RaaSでは、一部のプロジェクトがシーケンサーとプルーバーの設計と開発に特化し、すべてのRollupsにサービスを提供しています。
RaaSによって次の変更がもたらされます:
1.より安価で効率的で同等に安全なアプリケーションチェーン:ロールアップは高価な計算プロセスをオフチェーンに移動し、取引をより安価で効率的にします。基礎となる公共チェーンをデータ可用性(DA)レイヤーとして使用し、スマートコントラクトを用いて検証を行うことで、基礎となる公共チェーンと同等のセキュリティレベルを実現できます。
2.革新的なアイデアのテストグラウンド:Rollupは基礎となるパブリックチェーンと同じ仮想マシン環境を使用しますが、コストははるかに低くなります。これにより、基礎となるチェーンのためのバトルテスト環境として機能し、コミュニティの提案が基礎となるパブリックチェーンに移行される前に、Rollupで徹底的にテストすることができます。
3.高い相互運用性:同じRaaSサービスセットを使用するロールアップは、同一の技術アーキテクチャを利用して、簡単に一連のメッセージルールを定義できます。これにより、クロスチェーン操作のためにブリッジする必要がなく、お互いにメッセージを送受信することができ、高い相互運用性を実現できます。
大まかに言えば、ロールアップの発行に貢献するすべてのプロジェクトは、RaaSエコシステムに属しています。この記事は、モジュラリティの原則に基づいて、下から上まで、RaaSエコシステムをDA(データの可用性)、SDK(ソフトウェア開発キット)、シーケンサ、およびノーコード(展開)の4つのレベルに分類しています。
一部のプロジェクトは複数のレベルでサービスを提供し、初めて登場したときに包括的に議論されます。後続のテキストでは繰り返されません。
理論的には、どんなパブリックチェーンも、Rollupのトランザクションデータを格納するDAレイヤーとして機能できます。しかし、安定して正しく機能するDAレイヤーがなければ、Rollupは状態遷移の信頼性を検証することができません。
Rollupには2つの選択肢があります。1つはほとんどのRollupが今日選択しているモードであるスマートコントラクトロールアップです。実際には、決済とデータの可用性については基礎となる公開チェーンに依存しています。もう1つは、データの可用性と決済を分離し、データの可用性については基礎となる公開チェーンにのみ依存し、決済は自体で処理する主権ロールアップです。
前者は通常、EVM互換チェーン、Cosmos互換チェーン、またはSolanaなどの機能が完全なパブリックチェーンを選択します。後者のニーズには、Celestia、EigenLayer、およびAvailを含むデータ可用性に特化したプロジェクトが生まれました。
CelestiaはCosmos SDKを使用して構築されたPoSチェーンであり、修正されたTendermintコンセンサスアルゴリズムとRSコードを使用してブロックデータをエンコードしています。データ可用性サンプリング技術を利用することで、Celestiaは軽量ノードの検証コストをさらに削減し、データ可用性を検証するためにブロックデータの一部のみをダウンロードする必要があります。
さらに、ブロックが正しくエンコードされているかどうかを確認するために、CelestiaはOptimismメカニズムを使用しています。最初は正しくエンコードされていると楽観的に仮定します。ある期間後に不正証明が受信されない場合、そのブロックが正しくエンコードされていると確認します。このOptimismメカニズムはランタイム効率を向上させますが、いくつかの遅延をもたらす可能性があります。
Availは、Polygon Labsのサポートを受けたプロジェクトで、BABE+GRANDPAコンセンサスアルゴリズムを使用しています。また、データの可用性サンプリング技術も利用しています。Celestiaとは異なり、Availは、Merkle Proofsの代わりに効率的なKZG Proofsを使用して、ブロックが正しくエンコードされていることを検証するための妥当性証明を使用しています。
EigenLayerは基本的には重いステーキングのためのソリューションであり、Ethereumのステーキング流動性を利用してプロジェクトの経済的セキュリティを提供することを目指しています。EigenLayerを使用すると、新しいプロトコルは独自の分散検証ネットワークを構築する必要はありません。彼らは単にEigenLayerを介してEthereumの重いステーキングのセキュリティを活用する必要があります。EigenLayerは軽量で許可なし、分散されたシナリオで優れたパフォーマンスを発揮し、Ethereumのスケーリングの物語の中で理想的なユースケースとなります。
DAレイヤーはトランザクションの計算を行わず、トランザクションデータをエンコードしてコミットするだけなので、ノードの要件が低くなります。PoSアルゴリズムを使用しているため、ステーキング流動性は直接ブロックチェーンのセキュリティと利用可能性を反映しており、それがEigenLayerが輝く機会です。
EigenLayerは、ブロックの正しいエンコードをチェックするためにKZG妥当性証明を使用した、イーサリアム上のスマートコントラクトとして存在します。しかし、EigenLayerはまだデータの可用性サンプリング技術を採用していませんが、これはおそらくイーサリアムの次の段階のアップグレード計画に関連している可能性があります。
シーケンサーの役割は、受信したユーザートランザクションを並べ替え、その後のすべての実行とブロック生産がこの順序で進行することです。Ethereumのアーキテクチャでは、並べ替えと実行が同じエンティティによって処理されるため、検証者に対して過剰な権力を与えることになります。これにより、MEV(Miner Extractable Value)や検閲などの現象が引き起こされ、ユーザーエクスペリエンスに大きな影響を与えます。
ソーティングを実行から分離することは、PBS(提案ビルダー分離)提案の分離の概念を反映しています。ただし、現在のRollupアーキテクチャは、引き続き中央集権的なシーケンサーに広く依存しており、トランザクションの順序を決定するため、単一障害点と検閲リスクを提起しています。したがって、分散型のソリューションが引き続き求められています。
Astriaは共有シーケンサーソリューションを提供しています。異なるRollupsからのユーザートランザクションはAstriaシーケンサーに収集されます。Rollupノードでは、データをAstriaから直接取得して低遅延でソフト確認を取得することもできます。または、AstriaがデータをDA層にコミットするまで待機して、最も強力な最終性を得ることもできます。
Astriaが提出したデータには複数のロールアップからの取引が含まれているため、各ロールアップは、自身の合意メカニズムに基づいて、それらを処理する前に無効な取引(他のロールアップからのものを含む)をフィルタリングする必要があります。Astriaはデータのみを提供し、合意の選択をロールアップノードに委ねることで、ロールアップの主権を維持しています。
OP Stackのデフォルト構成では、トランザクションのソートに単一の専用シーケンサーを使用しています。簡単な変更として、許可されたシーケンサーのセットを使用することで、PoSメカニズムを介して悪意のある活動の可能性を緩和することができます。
OP StackでSuperchainの概念を導入した後、共有シーケンサーが必然的な選択肢となり、アトミッククロスチェーン機能をもたらし、Superchains間の相互運用性を向上させます。
Espressoは、Ethereumステーカーの流動性を活用し、重いステーキングを通じて共有セキュリティを獲得することを目指しています。EspressoはシーケンサーとDAを統合し、RollupsのためにREST APIを介してソート結果を提供し、DAの詳細を抽象化します。コンセンサスのセキュリティは、L1に位置するスマートコントラクトによって検証され、より強力な信頼性を提供します。
Sagaは最初、Cosmos SDKを使用するSagaのアプリケーションチェーンに対する共有セキュリティを提供するCosmos Hubに類似した役割を果たしていました。
ロールアップの人気急上昇に伴い、セイガはセレスティアと協力し、セレスティアをDAとして利用しながら、そのバリデータをシーケンサーに変換します。楽観的ロールアップIBCを介して、上位層のロールアップと情報を交換し、共有セキュリティを提供します。
他のシーケンサーとは異なり、SUAVEはMEV市場を特にターゲットにしています。FlashbotsはMEVスペースでの絶対的なリーダーであり、SUAVEはクロスチェーンMEVをキャプチャすることを目的とした彼らの製品で、「MEVの未来はSUAVE」と主張しています。SUAVEが提供する共有シーケンサーにより、アトミッククロスチェーン取引が可能になり、異なるチェーンの資本市場の効率向上に貢献しています。
以前にEigenLayerのDAレベルでの利用例について話し合いました。 シーケンサーの分散化もEigenLayerの得意分野です。
シーケンサーはソーティングのみを担当し、実行には責任を持ちませんので、ノードの要件は非常に低くなります。分散化の鍵は、罰則メカニズムを通じて悪意のある活動の可能性を低減することにあります。EigenLayerは、イーサリアムの分散化を利用して、深いステーキングプールを提供し、Rollupシーケンサーの分散化を育成することができます。
Cosmos SDKに類似して、RaaSが提供するSDKは、開発者が多数のソフトウェアモジュールを再利用し、最低コストで必要なRollupをカスタマイズできるようにします。これにより、開発の難易度が低下します。
Rollkitは最初にCelestiaコミュニティによって孵化され、現在は独立したプロジェクトとなりました。RollkitはCelestiaをDAレイヤーとして使用し、ABCI互換のクライアントインターフェースを提供し、すべてのABCI互換のRollups(Cosmosチェーン)に対応しています。
この段階では、Rollkitは単一の中央集権型シーケンサーを使用し、Cosmos SDK、Ethermint、およびCosmWasmの統合をサポートしています。ユーザーは希望する実行環境を選択できます。将来的には、Rollkitはより多くの構成サービスをサポートするために開発を続けます。
Dymensionは、サービスをフロントエンドとバックエンドに分割します。フロントエンドは、Dymension RDK(変更されたCosmos SDKによってサポートされる)によってカスタムRollAppsをサポートしています。バックエンドのDymension Hubは、DAとシーケンスの処理を担当し、システム全体を調整します。
DymensionはOptimismメカニズムを使用しています。Dymension Hubはセンダーからのステータスの更新を楽観的に受け入れます。有効な詐欺証拠を受け取った場合、状態変更をロールバックします。RollAppsは平均遅延が0.2秒、最大20,000 TPSを達成できます。
Dymensionは柔軟なブロック生成方式を採用しており、ブロック内に取引がない場合、ブロックの生成を停止します。これにより、シーケンサーの運用コストが大幅に削減されます。
この段階では、Dymension製品はまだ開発中で、すでにEVMの実行レイヤーをサポートしており、DAレイヤーには明確な選択肢がありません。
Sovereign SDKはzk-Rollupをサービスとして提供し、ブロックチェーンを構築するための一般的なモジュールと、ゼロ知識証明の基本的な詳細を隠すzkVMを提供し、開発者がRustでプログラムを作成できるようにします。SDKはそれを効率的なzkフレンドリーな形式にコンパイルできます。
プロジェクト名が示すように、Sovereign SDKは主権を強調しています。ロールアップは、DAレイヤーからの検証を必要とせず、カスタムコンセンサスルールを介して状態遷移の合法性を決定します。
現在、Sovereign SDKはすでにCelestiaとAvailのDAレイヤーに適応し、Risc0のzkVMをサポートし、Rollupの展開とデモンストレーションを実現することができます。
Stackrは、より革新的なイノベーションを提案し、伝統的なインターネットのマイクロサービスアーキテクチャをブロックチェーンに移行し、マイクロロールアップのコンセプトを導入したいと考えています。
一般的なロールアップとマイクロロールアップの関係は、仮想マシンとコンテナの関係のようです。Stackr SDKを使用すると、開発者は必要なデータ構造と状態遷移関数を定義するだけで、残りはStackrが処理します。
Stackrは、EVM、Solana VM、FuelVMなどの複数の実行環境をサポートしています。ユーザーは使用する環境を選択することができます。
AltLayerは、開発者を対象としたSDKとコーディング経験が不要なNo-Codeダッシュボードを提供する分散型かつ柔軟なRaaSであり、ワンクリックでチェーンを起動可能です。
AltLayerは、Flash Layerと呼ばれるユニークな柔軟なRollupを提供します。アプリケーションの需要が急増すると、Rollupチェーンをすばやく展開できます。需要が通常に戻ると、そのRollupを放棄し、インターネットシステムにおける一般的な水平スケーラビリティを実現するためにL1で決済が行われます。
AltLayerは、マルチチェーンおよび複数の実行環境をサポートすることを目指しており、すでにEVMおよびWASMのサポートを実現しています。
OP Stackは、提案されたネットワーク共有セキュリティ、通信レイヤー、およびL2ネットワークからの共同開発スタックであるOptimism Superchainをサポートするために構築されています。Bedrockアップグレード後、OP Stackを使用して作成されたRollupsはネイティブでSuperchainと互換性があります。もちろん、OP Stackのコンポーネントはカスタマイズされた機能を取得するために変更することができます。baseとopBNBは、いずれもOP Stackを基に開発されたRollupsです。
OPスタックのセキュリティと可用性は、OPメインネット、Base、およびその他のチェーンによって完全にテストされています。ただし、不正証明の不足、シーケンサーの中央集権化など、現在も問題があります。OPスタックは、より安価なDAレイヤーの採用、ZKプルーフの使用、シーケンサーの共有など、新しい方向性を模索しています。
Offchain Labsは6月22日、Arbitrum Orbit Chainを発行するためのツールをリリースしました。Orbit ChainはArbitrum Layer2の上に構築されたLayer3であり、Arbitrum One、Arbitrum Nova、Arbitrum Goerliの3つのLayer2のいずれかで決済を選択することができます。ユーザーはRollupまたはAnytrustテクノロジーを選択できます。違いは、Anytrustはトランザクションデータをチェーンに送信せずにDACを使用し、コストは低くなりますがセキュリティは弱くなります。Orbit Chainには、シンプルなチェーンの開始プロセス、Arbitrumエコシステムとの相互運用性、Nitroからの即時アップデート、およびStylusによるEVM+互換性の利点があります(Rust、C、C++をサポートし、WASM仮想マシン上で実行)。ユーザーは任意のOrbit Chainをカスタマイズして発行できますが、Arbitrum Layer2で決済する必要があります。そうでない場合は、Offchain LabsまたはArbitrum DAOに承認を求める必要があります。
6月26日、zkSyncは記事を公開し、今後数週間で既存のオープンソースコードを変更し、ZK Stackをローンチすることを発表しました。これにより、ユーザーは独自のカスタマイズされたZKスーパーチェーンを構築することが可能となります。ArbitrumのOrbit Chainとは異なり、ZK Stackは主権と相互運用性を重視しており、ユーザーは自身のニーズに合わせて完全にカスタマイズすることができます。ZK Stackを使用して構築されたチェーンは、ブリッジを介さない相互運用性を実現することができます。ZK StackはLayer2およびLayer3の両方を構築するために使用でき、公式はそれを制限せず、zkSyncでの決済を必要としませんでした。この観点から見ると、ZK Stackによって提供される主権はより強力に思えます。
マダラの元のポジショニングは、技術蓄積を活用してスタークネットのソーターとして、元の製品に基づいてスタークネット・スタックを開発し、スタークネット上でアプリケーション・チェーン・ロールアップを構築するのに成功しました。DAレイヤーとしてEthereumを使用し、スタークネットの共有プルーバーを使用してスタークネット上での決済を行っています。使いやすさの観点から、マダラは既にPragmaOracleハッカソンで24時間以内にチームがアプリケーション・チェーン・ロールアップを発行するのに役立ち、また、ビデオデモンストレーションも提供しています。zkSyncのZKスタックと比較すると、完成度が高いです。
コードレスデプロイメントは、非開発者向けのワンクリックチェーン起動オプションを提供する低いしきい値のソリューションであり、さらなる採用を約束しています。
Caldera Chainは完全にカスタマイズ可能なワンクリックチェーン起動ソリューションです。実行レイヤーでは、OP StackとArbitrum Orbitをサポートし、決済レイヤーではPolygon、BSC、Evmos、およびその他のEVM互換チェーンから選択できます。DAレイヤーはEigenLayerとCelestiaによってサポートされています。
ロールアップチェーン自体に加えて、Calderaはブロックチェーンエクスプローラ、テストネットフォーセット、オラクル、およびHyperlaneサポートされたブリッジなど、さまざまなサポートインフラを提供しており、チェーンの立ち上げコストをさらに削減しています。
Eclipseは、実行レイヤーでEVMとSolanaVMをサポートし、DAレイヤーではCelestia、Avail、EigenLayerを統合する高度なカスタマイゼーション機能を備えています。決済レイヤーでは楽観的な決済を提供し、RISC0 zkVMとのZK決済を開発中です。
ユーザーは、チェーンのアクセス(許可された/許可されていない)、Gasトークン、Gas手数料を請求するかどうか、MEVを許可するかどうか、特定のオペコード、ブロックサイズなどを選択することもでき、高い柔軟性を持たせることができます。
Opsideの最も目立つ特徴は、分散型ZKP市場を構築していることです。もともと、Proverをレイヤーとして別々に記述したかったのですが、プロジェクトの数が少ないために諦めました。ゼロ知識証明(ZKP)には高い計算要件があります。zkRollupの市場シェアが徐々に増加するにつれて、ZKPの分散化が将来の発展の主要方向となります。
Opsideは、許可なしのPoWコンセンサスメカニズムを採用し、マイナーがZKPsを生成するために引き寄せられ、zkRollupのセキュリティと可用性を維持します。チェーンイニシエータが証明生成の問題を考慮する必要がないことです。検証者レベルでは、エントリーバリアを下げ、検証者の中央集権化を促進するためにPoSメカニズムを採用しています。
Opsideはカスタマイズされたサービスを提供しており、ユーザーはzkSync、Starknet、Polygon zkEVMなどの他のzkEVMから選択することができ、経済モデルを変更したりガス手数料を調整したりすることもできます。
Optimistic Rollupと比較すると、zkRollupはセキュリティを経済的から暗号化にアップグレードし、より安全になります。また、チャレンジャーのための長い待機期間を必要とせず、確認遅延を減らし、データをより効率的に圧縮し、DAをより安くします。
Optimismソリューションは技術的な成熟度と製品リリースの初期の利点により、高い市場シェアを持っていますが、革新的な技術であるZKは将来ますます重要な役割を果たすでしょう。モンテネグロでのスピーチで、VitalikはZK技術をブロックチェーン技術と同じくらい重要な位置に置き、間接的にZKの重要性を反映しています。
技術が向上するにつれて、より多くのzk-Rollup as a Serviceプロジェクトが公になり、ユーザーにより多くの選択肢を提供することになります。
現在に至るまで、イーサリアムエコシステムはブロックチェーン業界全体で絶対に支配的な地位を占めています。他のコミュニティが継続的にイテレーションし、革新しているにもかかわらず、イーサリアムの王座を揺るがすことができません。
RaaSでは、事が少し変わったようです。イーサリアムのデータ保存容量が低く価格が高いため、Celestia、Avail、またはPolygonのようなより安価なDAレイヤーを選択できます。イーサリアムは非モジュラで変更が難しいため、高度にモジュール化されたCosmos SDKを選択することができます。EVMは効率が悪いため、より効率的なSolana VM、Move VM、CairoVMを選択することができます。
「一輪の花では春が来ない、百花が満開になるとどこでも春が訪れます。」さまざまなイーサリアム生態系以外のソリューションがRaaSで新たな活力を持って花開くでしょう。
モジュラリゼーションの役割は、2つのポイントに分けることができます。1つは、各モジュールが迅速にイテレートできることで、開発効率が向上します。2つ目は、モジュラリゼーションによってカスタマイズの複雑さが大幅に削減されることです。
現在の市場環境では、独自のワンストップソリューションを独自に開発することはほとんど不可能です。全体的なイノベーションの速度は、小さなモジュールの急速なイテレーションに追いつくことは決してありません。極端なカスタマイズ要件は、モジュールの分割をさらに細分化させることにつながります。もしも自分自身をモジュール化しない場合、他のプロジェクトによって最終的に分解されることになります。OP StackやArbitrum Orbitのようなプロジェクトは、Calderaによって実行レイヤーに分割されることになります。
スケーラビリティ技術が成熟するにつれて、取引手数料が低くなり、インフラが改善される中、人々は気づいた。「愚か者、鍵はアプリケーションにあるのだ」と。すべてのアプリケーションには固有の運用ルールとモデルがあります。複雑なアプリケーションエコシステムに単一のソリューションは適応できません。そのため、より多くのカスタマイズが必要です。
ブロックサイズからデータ構造、取引手数料から取引の遅延、入場メカニズムからセキュリティの前提条件、契約エンジンからトークンエンパワーメントまで、将来のロールアップのカスタマイズ度合いは徐々に向上し、アプリケーションに対するより柔軟なソリューションを提供します。
先ほど述べたように、ブロックチェーンエコシステムにおけるイーサリアムの支配的な位置は、主に巨大な流動性に関連しています。暗号市場では、各チェーンが独立して存在するため、流動性は同時に2つのチェーンで存在することはできません。Rollupの数が増えると、流動性のさらなる断片化が起こり、これが深刻な問題となります。
より強力な相互運用性は、クロスチェーンの摩擦を減少させ、異なるチェーン間で流動性をスムーズに移動させ、流動性を共有することさえ可能にします。 Cosmos、OP Stack、Arbitrun Orbit、ZK Stack、Starknet Stackなどが提唱するアイデアと一致し、すべてのチェーンエコシステムを構築しようとしています。同じ技術スタックを使用して構築されたRollupsは、同じ技術アーキテクチャを持つため、クロスチェーンブリッジを構築する必要がなく、ネイティブな相互運用性を獲得できます。
RaaSの多くのサービスは現在、PoSモデルを使用しており、経済的なペナルティを利用して悪意のある活動のコストを増加させてセキュリティを向上させています。しかし、経済的なセキュリティには深い担保資産が必要であり、資本利用率が低くなり、サービスプロバイダーのスタートアップコストが増加しています。
過剰担保は良い解決策です。Ethereumの大きなステーキングプールを使用して、他のサービスの共有セキュリティを提供しながら、ステーカーの収益を増やし、資本利用を改善します。EigenLayerとEspressoは現在関連する作業を行っており、将来的にはより多くのサービスが経済的セキュリティのために過剰担保によって保証されると期待できます。
要約すると、RaaS開発の実際の受益者は、アプリケーションチェーンです。 CosmosとPolkadotによって初期に提案されたアプリケーションチェーンのコンセプトは、RaaSエコシステムで芽を出し、爆発することができるでしょうか?私たちもまた見守る必要があります。
おそらく、アプリケーション層での革新だけが、RaaSエコシステムの爆発的な成長を推進できるのかもしれません。 結局のところ、最高の道路でさえ、それを走る車がない場合は良いインフラとは見なされません。