イーサリアムネットワークがスケーラビリティの問題に取り組む中、レイヤー2スケーリング技術の最前線に浮上した2つの興味深い解決策があります。これらは楽観的ロールアップとゼロ知識(ZK)ロールアップです。オフチェーンでトランザクションを処理することにより、これらの開発は手数料を削減しスループットを向上させることを目指しており、イーサリアムのメインネットの混雑を緩和することになります。これらの影響はレイヤー2領域で注目されており、同じ問題に対するいくつかの解決策を提供し、投資家や開発者の間で議論を引き起こしています。
イーサリアムのネットワーク容量は分散型金融(DeFi)や非代替性トークン(NFT)の登場によりこれまでにない圧力を受けています。Etherscanのデータによると、大きな需要があるときには平均ガス価格が急上昇し、場合によっては一般ユーザーが受け入れがたいレベルに達しました。これは、緊急に合理的なスケーリングソリューションが必要であることを強調しています。
イーサリアムの共同創設者ヴィタリック・ブテリンは、スケーリングソリューションに関するブログ投稿で、「ロールアップは短期的から中期的、そしておそらく長期的にも、イーサリアムにとって唯一の信託なしのスケーリングソリューションとして位置づけられている」と強調しました。
この支持により、ロールアップは重要視され、現在はイーサリアムのロードマップの基礎になっています。
楽観的ロールアップとZKロールアップは、複数のトランザクションを1つのバッチにまとめてイーサリアムのメインネットに送信します。ただし、セキュリティと検証の達成方法は異なります。イーサリアムのエコシステムを構築または投資するステークホルダーは、これらの違いをまず理解する必要があります。
本文書では、ロールアップのメカニクスを調査し、楽観的ロールアップとZKロールアップの具体的な特徴を見て、その利点と欠点を対比し、現在および将来の適用について調査します。これにより、読者はこれらの技術についての完全な知識を持ち、最終的にイーサリアムの将来にどのように影響を与えるかを理解することができます。
ロールアップとは?
基本的に、ロールアップはオフチェーンでトランザクションを処理し、データの圧縮バージョンをメインネットに提供するよう意図されたレイヤー2スケーリングソリューションです。これにより、イーサリアムのようなブロックチェーンシステムのスループットを向上させます。メインブロックチェーンの計算およびストレージ負荷を軽減することが主な目標であり、スケーラビリティがセキュリティを損なわずに向上されます。
ロールアップは複数のトランザクションを1つのバッチにまとめるため、多くの値を集約（または「ロールアップ」）します。その後、このバッチはオフチェーンで実行され、結果状態はメインネットにアップロードされます。この結果、理論上、イーサリアムのメインネット単独で達成可能無いトランザクションスループットの数量が桁違いに増加する可能性があります。
Proto-Dankshardingとも呼ばれるEthereum Improvement Proposal (EIP) 4844に続いて、この概念は非常に注目を集めました。なぜなら、それはデータコストを削減し、それによってロールオーバーをより効率的にすることを目的としているからです。 以下の内容を翻訳します。
Content: withdrawals because the validity proofs ensure that the state is correct.
EVM Compatibility
オプティミスティック・ロールアップは、一般的にEVMとより互換性があり、開発者が既存のEthereumスマートコントラクトを最小限の変更でデプロイできるようにします。ZKロールアップは、複雑な操作の証明を生成する際の計算負荷が高いため、歴史的にEVM互換性に苦労してきました。しかし、zkEVMのような進歩は、この差を埋めることを目指しています。
Performance and Scalability
ZKロールアップは、特に単純なトランザクションに対してより高い処理能力と低い手数料を提供できます。これは、妥当性の証明によってトランザクションデータがより効率的に圧縮されるためです。オプティミスティック・ロールアップは、不正証明が必要なため、オーバーヘッドが高くなる可能性があります。
Complexity and Development Effort
ZKロールアップの実装は、関与する高度な暗号技術のため、より複雑です。これにより、開発が遅れ、バグの可能性が増加することがあります。オプティミスティック・ロールアップは比較的実装が簡単であるため、アプリケーションの展開が迅速に行われてきました。
Ecosystem Adoption
両タイプのロールアップは大きな採用を見せています。オプティミスティック・ロールアップは、EVMとの互換性のため、現在より多くのDeFiアプリケーションを持っています。ZKロールアップは、EVM互換性のソリューションが成熟するにつれて追いついています。Dune Analyticsによると、どちらのソリューションにおける総ロック価値（TVL）は増加しており、信頼と採用の増大を反映しています。
Regulatory Considerations
ZKロールアップは暗号化の性質により、より優れたプライバシー機能を提供する可能性がありますが、これは規制コンプライアンスの観点から逆効果になる可能性もあります。オプティミスティック・ロールアップはより透明性が高く、規制の期待により一致するかもしれません。
Use Cases for Optimistic Rollups and ZK-Rollups
オプティミスティック・ロールアップのEVM互換性は、複雑なスマートコントラクトアプリケーションでの使用に理想的です。これにより、DeFiプラットフォーム、NFTマーケットプレイス、その他の複雑なロジックを必要とするアプリケーションに最適です。例えば、デリバティブ流動性システムであるSynthetixは、手数料を下げ、スケーラビリティを高めるためにOptimismと提携しています。この統合を使用するユーザーは、合成資産をより迅速かつ滑らかに取引できています。
トランザクションのスピードとセキュリティが絶対に重要な場合、ZKロールアップは優れています。ZKロールアップの即時確定性と高い処理能力は、支払いアプリ、スポット取引の分散型取引所、およびゲームプラットフォームを支援します。ZKロールアップを使用して、Layer 2プロトコルのLoopringは、迅速かつ安価な取引を提供する分散型取引所を作成しました。Loopringのデータによると、ユーザーはメインネットコストの0.1%といった低い手数料で取引できるため、とてもアクセスしやすくなっています。
また、プライバシーを重視するアプリケーションやアイデンティティ検証でZKロールアップが人気を集めています。ゼロ知識証明により、個人情報を開示せずに特性を証明でき、コンプライアンスとユーザープライバシーにおいて非常に評価されています。
zkSyncのようなプロジェクトは、オプティミスティック・ロールアップに基づいていた従来の限定的なユースケースに向けて、ZKロールアップ上でスマートコントラクトの実現を目指しています。これらの技術が発展するにつれ、その機能の境界線がぼやけ、開発者にとってより多くの自由を提供するでしょう。
Final Thoughts
オプティミスティック・ロールアップとZKロールアップの競争は、Ethereumのスケーラビリティへの取り組みにおける健全な進化を示しています。両技術は特有の利点を持ち、ネットワークが増大する需要に対応するために必要不可欠です。
EVMへの適合性と実装のしやすさにより、オプティミスティック・ロールアップはDeFi分野で非常に人気があります。一方、ZKロールアップが提供する強固なセキュリティ保証と即時確定性は、暗号技術の革新の限界を押し広げています。
イーサリアムのエコシステムが進化する中で、この2つの選択肢はさまざまなニーズや目的に応じて共存することでしょう。これらの技術の進化は分散型アプリケーションの方向性に大きく影響を与えるため、開発者、投資家、消費者は常に情報を得ておくべきです。
「短期的にはロールアップは唯一の信頼できるスケーリングソリューションであり、長期的にはEthereumエコシステムの重要な部分である」と、ヴィタリック・ブテリンはこの状況をうまく要約しています。
オプティミスティックおよびZKロールアップの進展はこのビジョンを強調しており、より拡張性に富んだ効率的なEthereumネットワークが約束されています。