著者: 100y編集: Cointime.com QDD

要点

l 現在の Rollup ネットワークにはシリアル化の集中化のリスクがあるため、この問題を解決するためにさまざまなシリアル化層プロジェクトが登場しています。

l イーサリアム財団の研究者である Justin Drake は、ロールアップのシリアル化問題を解決するために、Based Rollups と呼ばれるアイデアを提案しました。この設定では、イーサリアム ネットワーク上のシーカー、ビルダー、およびプロポーザーはすべて、ロールアップ ネットワークのシリアル化に参加します。

l ベースドロールアップは高度に分散化されており、イーサリアムの活発さから直接恩恵を受けていますが、経済的インセンティブが不十分であり、スケーラビリティに制限がある可能性があります。

1.はじめに

間違いなく、2022 年から 2023 年の期間はイーサリアムの第 2 層の台頭となり、その間にさまざまなロールアップ ネットワークが急増し続けることになります。オプティミスティックロールアップの分野では、Arbitrum と Optimism が Total Value Locked (TVL) リーダーボードの上位 10 位をしっかりと占めています。一方、zk Rollup 分野では、特に Polygon の zkEVM の導入と zkSync Era メインネットのリリースにより、レイヤー 2 の第 2 の波が到来しています。

1.1 ロールアップのさまざまなリスク

(データは2023年4月15日時点 | 出典: l2beat)

ただし、さまざまなイーサリアムの第 2 層ネットワークが急速に成長しているため、すべてのネットワークが適切なロールアップ基準を満たしているわけではありません。上の表は、既存のロールアップ ネットワークのリスクを分析しています。データ ソースはl2beatです。各プロジェクトはロールアップ ネットワークによって採用されたアプローチを説明しており、黄色はリスクが低いことを表し、赤色はリスクが大きいことを表します。

1. 状態検証: Rollup ネットワークはオフチェーンで計算を実行するため、計算結果の正当性をイーサリアムに証明する必要があります。このカテゴリは、検証の実装方法に応じて分類されます。 zk ロールアップの場合、ゼロ知識証明 (zk-SNARK、zk-STARK) を通じて実行できます。オプティミスティック ロールアップの場合、少なくとも 1 つの誠実なエンティティが不正証明の責任を負う必要がありますが、多くのネットワークはまだ不正証明システムを確立しておらず、たとえ構築できたとしても、ホワイトリストに登録されたエンティティのみが不正証明の提出を許可するのはかなり先の話です。

2. データの可用性: 計算に使用されるトランザクション データが保存される場所に基づいて分類されます。イーサリアム上のオンチェーン ストレージが最も安全です。外部 (DAC) ケースでは、トランザクション データは「データ可用性委員会」と呼ばれる組織グループによってオフチェーンで管理されますが、オプティミスティック (MEMO) ケースでは、トランザクション データは分散ストレージ ネットワーク上で管理されます。メティス・アンドロメダがとったアプローチ。

2. データの可用性: 計算に使用されるトランザクション データが保存される場所に基づいて分類されます。イーサリアム上のオンチェーン ストレージが最も安全です。外部 (DAC) ケースでは、トランザクション データは「データ可用性委員会」と呼ばれる組織グループによってオフチェーンで管理されますが、オプティミスティック (MEMO) ケースでは、トランザクション データは分散ストレージ ネットワーク上で管理されます。メティス・アンドロメダがとったアプローチ。

3. アップグレード可能性: ロールアップ ネットワークにはイーサリアム ネットワーク上にスマート コントラクトがあり、アップグレード可能かどうかに応じて分類されています。非アップグレード可能とは、コードが不変であることを意味し、これが最も安全な方法です。通常、アップグレードの決定から数日の遅れが生じますが、最悪の場合、集中管理されたエンティティがロールアップ契約の承認なしでアップグレードできる可能性があります。この場合、エンティティが望めば、あなたの資金をすべて盗むことができます (ただし、これは非常に可能性が低いです)。

4. シーケンサーの障害: シーケンサーは、ロールアップ ネットワーク上のユーザーのトランザクションの順序を決定する責任があります。このカテゴリでは、すべてのシーケンサーがオフラインであるか検閲を受けている場合に何をすべきかを説明します。 L1 でのトランザクションは、ユーザーがイーサリアム経由でトランザクションを送信してロールアップ ネットワークに追加できることを意味し、L1 への強制終了は、ユーザーがシーケンサーに引き出しトランザクションを強制的に挿入できることを意味します。最悪のシナリオでは、シーケンサーがオフラインになったり検閲を受けたりした場合に、ユーザーが賭け金を得る手段がないというメカニズムはありません。

5. バリデーターの失敗: バリデーターは、ロールアップ ネットワークに状態を送信する責任があり、zkRollup の場合は、ZKP (ゼロ知識証明) もイーサリアム ネットワークに送信する必要があります。このセクションは、バリデーターがどのようなアクションを実行する必要があるかに応じて分類されます。オフラインになります。プロポーザルブロックを使用すると、一定期間後に誰でもバリデーターになれる一方、エスケープドア (MP) を使用すると、ユーザーはマークル証明を提出することで安全に資産を引き出すことができ、どちらの方法も非常に安全です。 Escape Door (ZK) ではユーザーが ZKP を提出する必要がありますが、これは個人にとってはかなり困難な作業ですが、Proposal Block (ZK) ではノードが ZKP の生成に加えて ZKP を実行する必要があります。繰り返しますが、最悪のシナリオはメカニズムがありません。つまり、バリデーターが機能しなくなった場合、すべてのユーザーの資産が凍結されます。

1.2 シーケンサーの重要性

これまでさまざまなリスクについて取り上げてきましたが、シーケンサーとバリデーターの障害は、規模が大きくなる多くのロールアップでホットなトピックになります。 Optimistic Network は TVL リーダーボードで 6 番目に大きいネットワークに成長しましたが、ホワイトリストに登録されたバリデーターがオフラインになると、ユーザーの資金が凍結される可能性があり、最近リリースされた zkSync Era の場合はシーケンサーを処理できず、バリデータはオフラインです。

この懸念の理由は、既存のロールアップ ネットワークのほとんどが集中型シーケンサーを使用しているためです。主要なロールアップ ネットワークがシーケンサーをどのように運用しているかを見てみましょう。

l 楽観主義: シリアライザーとバリデーターはどちらも財団によって一元的に実行されます (シリアライザーのアドレス: 0x68...2985 、バリデーターのアドレス: 0x47...3A33 )。集中シリアライザがオフラインになったり、検閲を受けたりした場合でも、前述の「L1 を使用したトランザクション」が実現できるため、ユーザーはトランザクションを L1 経由で強制的に L2 ネットワークに送信することができます。ただし、バリデーターがオフラインの場合、ユーザーは L2 から L1 に引き出すことはできません。 Optimism は、将来的にシーケンサーを分散化し、この問題を解決するために経済ゲーム理論とガバナンス メカニズムを導入する予定です。

l Arbitrum: シリアライザーは財団によって一元的に実行され (シリアライザー アドレス: 0xC1...47cc)、バリデーターはホワイトリストに登録された 13 のエンティティです。集中シリアライザがオフラインになったり、検閲を受けたりした場合でも、前述の「L1 を使用したトランザクション」は実行可能であるため、ユーザーは引き続き L1 を介して L2 ネットワーク上でトランザクションを強制できます。 Optimism とは異なり、Arbitrum にも不正防止システムがありますが、それを使用できるのはホワイトリストに登録されたバリデーターのみであり、すべてのバリデーターが 7 日以上オフラインの場合は、誰でもバリデーターになって出金できます。 Arbitrum は将来的にシリアライザーを分散化する予定です。

l zkSync Era: シーケンサーおよびバリデーターとして機能する集中オペレーター (オペレーターアドレス: 0x11...2211 ) があります。このプロジェクトは現在初期段階にあるため、オペレーターの問題はまだ解決されていません。 zkSync Era では、バリデーターとガーディアンと呼ばれる一連の役割を作成することで、将来的にオペレーターを分散化する予定です。

l Polygon zkEVM: シーケンサーは財団によって集中管理され (シリアライザー アドレス: 0x14...2800 )、ZKP を送信するバリデーター (Polygon zkEVM ではアグリゲーターと呼ばれます) も集中管理されます (アグリゲーター アドレス: 0xdA.. .86eA ）。シーケンサーが故障した場合、ユーザーの資金は凍結されますが、アグリゲーターが故障した場合でも、誰でも ZKP を提出して L2 から L1 に引き出すことができます。 Polygon zkEVM は将来的に、PoE と呼ばれるコンセンサス アルゴリズムを通じてシーケンサーとアグリゲーターを分散化します。

シリアライザーとバリデーターの集中化により、ロールアップ ネットワークの分散化を目的とした多くのプロジェクトが最近登場しました。これらには、Astria、Espresso、Radius、OP Stack、Suave などが含まれます。これらはロールアップ ネットワークに独自のシーケンサ ネットワークを提供するため、ロールアップ ネットワーク内のノードは計算を実行し、トランザクションの順序をロールアップ ネットワークに渡すだけで済みます。対照的に、イーサリアム財団の研究者である Justin Drake は、 Based Rollups と呼ばれる別のアプローチを提案しました。

2.ベースのロールアップ

「トークンレスの分散化は、基盤となることで可能になります。」 - Justin Drake

これらは、イーサリアム財団の研究者ジャスティン・ドレイクによるBased Rollupsの紹介の最後の言葉でした。これは、Coinbase によって開始されたロールアップ ネットワークがベースド ロールアップの形式を使用してトークンフリーの分散化を達成できることを意味しますか? (Based Rollups と Coinbase の Base は、名前が似ていることを除けば、関連性がないことに注意してください)。

2.1 概要

ベースのロールアップ (または L1 シリアル化ロールアップ) は、ロールアップ ネットワークのシリアル化プロセスが、ベースとなる L1 (ほとんどの場合はイーサリアム ネットワーク) で行われることを意味します。より具体的に言うと、イーサリアムの場合、ネットワーク上の検索者、構築者、提案者がすべてロールアップ ネットワークのシリアル化に参加することを意味します。

2.2 街区建設の参加者

(MEV-Boost | 出典: Flashbots)

現在、イーサリアム ネットワークのほとんどのブロックは MEV-Boost と呼ばれるミドルウェアを通じて作成されており、将来的には、このプロセスは提案者とビルダーの分離 (PBS) アプローチを使用してイーサリアム プロトコルに組み込まれる予定です。このプロセスでは、Seeker はまずメモリ プールをリッスンし、MEV 機会を特定し、それらをバンドルして Builder に送信します。ビルダーはメモリプール内のトランザクションとシーカーが受け取ったバンドルを取得し、独自のアルゴリズムを使用して MEV 収益を最大化する完全なブロックを作成します。ブロックは提案者に送信されてイーサリアム ネットワークに追加されます。

このプロセスでは、Seeker と Builder は、バンドルとトランザクション オプションに対して可能な限り多くの MEV 収益を求めて入札するため、MEV 収益は Seeker-Builder-Proposer から流れます。

2.3 ベースロールアップの利点

ベースのロールアップには、シリアル化をそれ自体で処理する従来のロールアップ ネットワークに比べて多くの利点があります。まず、トランザクションをシリアル化するためにイーサリアムに依存しているため、イーサリアムの稼働性の恩恵を受けています。上記のさまざまなロールアップのリスクを調べたところ、シーケンサーやバリデーターに問題がある場合、多くのことが問題になる可能性があることがわかりましたが、ベースド ロールアップでは、イーサリアム ネットワークに障害が発生しない限り、このリスクは存在しません。

2 番目の利点は分散化です。 Based Rollups は、イーサリアム ネットワーク上でブロックを作成する参加者の多様なセットを引き続き利用でき、Based Rollups のメモリプールで MEV の機会を見つけたら、誰でも自由にシリアル化に参加できます。

3 番目の利点は、イーサリアムとの経済的な連携です。 MEV の機会が Based Rollups で特定された場合、イーサリアム ネットワーク上の検索者と構築者は対応する入札を送信してシリアル化するため、Based Rollups の MEV 収益価値は自然に Ethereum L1 に流入します。

4 番目の利点はシンプルさです。 Based Rollup の形式のロールアップ ネットワークも、集中型シーケンサーよりも単純です。ベースロールアップでは、シーケンサーの署名を検証したり、エスケープドア（バリデーターがオフラインのときにユーザーが安全に資金を引き出すことができるシステム）を構築したり、後で新しい分散型シーケンサーアルゴリズムを導入したりする必要がありません。

5 番目の利点は、トークンが必要ないことです。従来のロールアップ ネットワークでは、分散化を実現するために、その後のシリアル化でトークンが存在する必要があります。ただし、Based Rollups のシリアル化はイーサリアム ネットワーク上で行われるため、トークンは必要ありません。

2.4 ベースロールアップの欠点

ベースのロールアップにはいくつかの欠点もあります。まず、ロールアップ ネットワーク自体の MEV 収益は、L2 に価値を蓄積することなく、イーサリアム L1 に流れます。ただし、MEV の収益に加えて、トランザクションを送信するための基本料金が L2 側で発生する可能性があります。

次に、シリアル化の制限があります。 Based Rollups は、トランザクションを順序付けるシリアル化プロセスをイーサリアム ネットワークに完全に依存しているため、独自のシリアル化プロセスを導入することが困難です。さらに、シリアル化をイーサリアムに依存するデメリットは、イーサリアムのファイナリティに従い、ユーザーエクスペリエンスにとって不親切になる可能性があることですが、現在多くの研究者が、EigenLayer、包含リスト、ビルダーボンドなどを通じて事前にファイナリティを実装する方法を研究しています。 。

3.例

Based Rollups が適用されるかどうかはまだ明らかではありませんが、Taiko と呼ばれる有名なレイヤー 2 zkEVM プロジェクトに関する研究記事がethresearch に掲載されました。

（出典：太鼓）

L2 が Based Rollups を使用する場合、MEV のフローは次のようになります。

l L2 SeekerはL2トランザクションをバンドルし、L2ブロックビルダーに送信します。

l L2 ブロック ビルダーは L2 ブロックを作成し、L1 サーチャーに送信します。これは、L1 バンドルの一部として使用できます。

l L2 SeekerはL2トランザクションをバンドルし、L2ブロックビルダーに送信します。

l L2 ブロック ビルダーは L2 ブロックを作成し、L1 サーチャーに送信します。これは、L1 バンドルの一部として使用できます。

l L2 ブロックは、L1 に送信するときにプライベートシーケンシャルストリームを介して送信する必要があることに注意してください。そうしないと、MEV が盗まれる可能性があります。

結論として、L1サーチャーがL2とL1のメモリプールを同時に監視すれば、Based Rollupsを通じてイーサリアムとL2間のクロスチェーンMEVを抽出でき、L2のMEV値をイーサリアムに蓄積することができます。

4.まとめ

さまざまなロールアップ ネットワークの発展に伴い、集中型シーケンサーに対する懸念が高まっています。この問題を解決するシリアル化レイヤー プロジェクトは数多くありますが、Justin Drake の Based Rollups は斬新な考え方を提供します。

上記で欠点について述べましたが、私の意見では、Based Rollup の最大の弱点は収益性と最終処理の遅さです。イーサリアム ネットワーク ブロックのプロデューサーがベース ロールアップのシリアル化に参加する唯一のインセンティブは、潜在的にささやかな MEV 収益です。また、シリアル化はイーサリアム ネットワーク上で行われるため、イーサリアムの活性化の恩恵を受けるのではなく、ファイナリティが遅くなる可能性があります。現在集中化の問題があるシリアライザ部分もイーサリアムで扱えば、より本物のロールアップに近づくと考えられますが、ベースドロールアップの普及前には、事前に整合性を確保するためのインセンティブの仕組みや方法についてさらなる研究が必要です。

米国最大の暗号通貨取引所である Coinbase は、1) トークンレス、2) 分散化という 2 つの設計目標を掲げ、独自の Rollup ネットワーク Base を立ち上げました。 Base は Optimism の OP Stack を活用することでこれを達成しますが、どちらの目標も同様の名前の Based Rollups アプローチを採用することで簡単に達成できます。ブロックチェーン ネットワークを構築しているビジネスで、トークンを鋳造できない一方で高いスケーラビリティと分散化を求めている場合は、Based Rollups が良い選択肢になる可能性があります。