上流から下流へ：ステート・チャンネルとロールアップ

著者：ビル・ブキャナン（Bill Buchanan）、情報源：Medium、編集：Shaw Golden Finance

私たちが伝統的な金融の世界を運営していることに気づき、信頼できるデジタル・インフラを構築する必要が出てくる日もそう遠くはないだろう。より信頼性の高いデジタル・インフラを構築する必要があることに気づく日も、そう遠くはないだろう。実際、私たちが変える必要があるのは金融分野だけでなく、高度な信頼、セキュリティ、流通を必要とするあらゆる分野だ。そのためには、イーサリアムのようなレイヤー 1のブロックチェーン・アプローチを採用することもできるが、すでにスケーラビリティの問題が露呈しており、その主要な台帳とコンピューティング・インフラは、1秒間に15～30件以上のトランザクションを処理することができない。しかし今日、イーサの信頼性と流通性を維持しつつ、その負担を軽減するための新たなアプローチが採用されつつある。共有のためのレイヤー1の実装や、プルーフ・オブ・ステーク（PoS）への移行などである。しかし、最も興味深い開発は、コアイーサネットネットワーク（メインネットワーク）の上に構築されるレイヤー2のアプローチです。

レイヤー2：ステートフル・チャネル

ステートフル・チャネルは、当初ビットコイン・ライトニング・ネットワークで実装され、後にイーサ上で拡張されました。このアプローチでは、基本的にメインネットワーク台帳上に2つのレコードがあり、関連する当事者は、使われるかもしれないし、使われないかもしれない資金をコミットしなければなりません。例えば、ボブが顧客に支払うサイドチャネルを作りたいと考え、10ETHを支払うことを約束したとしよう。Bobは2ETHをAliceに、3ETHをCarolに渡すことができる。完了後、彼は完了したトランザクションをコミットし、Bobは5ETHを取り戻し、AliceとCarolはそれぞれ2ETHと3ETHを受け取る。は台帳上の2つのコミットメントに対する取引手数料を支払う。ステートチャネルの実装はPolygonによって提供され、完全なEVM互換性と低いトランザクションコストを実現しています。

レイヤー2：ロールアップ

イーサをスケーリングするための最良のメカニズムの1つは、ロールアップとサイドチェーンを通じてチェーンを下にトランザクションを移動させることです。

楽観的なロールアップ

これらのメカニズムは、オフチェーンでトランザクションを処理し、それらが有効であると仮定します（本質的に「信頼と検証」アプローチ）。"アプローチ）。トランザクションが争われた場合にのみ、メインネットワーク上のコンピューティングリソースを使用する。その結果、取引がメインネットワーク上で実際に検証されるまでに「チャレンジ期間」の遅延が発生する。

アービトルムでは、不正監視人が取引を分析し、不正取引が見つかった場合、監視人は不正の証拠をメインネットワークに投稿する。事実上、アービトルムは不正分析に関連するコード行を特定し、それをメインネットに投稿する。その後、マスターネットワークは不正の証明を判断し、必要なコードを実行するかどうかを決定することができます。

Optimismもまた、Optimism Roll-upと組み合わせたアンダー・ザ・チェーン・アプローチを使用しており、取引が有効であると仮定しています。不正取引があるかどうかを判断するためにオブザーバー（または検証者）を使用し、そのような取引が検出されると、オブザーバーは不正の証拠を提出することができ、対応する取引は取り消される。不正取引を発見したオブザーバーには報酬が支払われる。全体として、チャレンジ期間は約7日間である。不正証明が真実であれば、対応する取引は取り消される。

ゼロ知識ロールアップ（zk-Rollups)

これらの技術は、計算と状態の保存をトラストレスでオフチェーンに移動します。状態がメインネットワークに戻って更新されると、状態の変更とそれに関連する証明を完了するために必要な更新はごくわずかです。我々は圧縮されたフォーマットで証明を持っているので、トランザクションのプライバシーを保護しながら、更新されたトランザクションを迅速に検証することが可能である。この技術により、（zkSnarksに基づく）zk-Rollupsでは、提出に何日もかかるOptimistic Rollupsとは異なり、約1時間でプルーフを検証することができます。zKsyncはその一例です。

zk-Rollupsでは、トランザクションは暗号による有効性の証明を持ち、メインネットワークに接続されています。その結果、不正取引を行うことは極めて困難になる。Optimistic Rollupsの場合、暗号証明がないため、コミットメントがメインネットワークに返されるまでに遅延が生じ、不正取引が検出される可能性がある。

サイドチェーン

これはスタンドアロンのサイドチェーンで、メインネットにブリッジされた別のブロックチェーンです。ロールアップ方式とは異なり、更新されたトランザクションを必要に応じてメインネットに戻すことができます。一般に、サイドチェーンは独自のブロックチェーンと、Proof of Authority（PoA）などのコンセンサスメカニズムを持つ。ポリゴンはサイドチェーン・インフラの一例である。サイドチェーンの全体的な弱点は、メインのイーサネットネットワークとは異なるセキュリティモデルを持つ可能性があることです。

結論

私の意見では、オフラインチェーンにおけるゼロ知識証明の使用は、次のことを可能にするため、最良のソリューションです。の使用は、メインチェーン上のトランザクションを迅速に検証でき、トランザクションの両当事者のプライバシーを保護できるため、最良のソリューションであると私は考えています。また、ゼロ知識証明では選択的開示も利用でき、これはある人物が特定のリソースにアクセスする権利を持っているかどうかなど、重要な情報を明らかにする場合に有効である。

オプティミスティック・ロールアップでは、そうでないことが証明されない限り、トランザクションは有効であると仮定し、トランザクションが確定する前に異議を申し立てることができるチャレンジ期間を必要とする。一方zk-Rollupsでは、関連する証明があるため取引は有効であり、メインネットに迅速に提出することができる。残念ながら、zk-Rollupsは暗号とブロックチェーンに関する深い理解を必要とするため、開発プロセスが遅くなる可能性があります。

明らかに、イーサは唯一の選択肢ではなく、Polygon、Solana、Cardano、Polkadotなどがイーサよりもスケーラブルな代替手段を提供している。しかし、私たちはスマートコントラクトとイーサ仮想マシン（EVM）をもたらしたブロックチェーンを愛しており、同じレベルの分散化とセキュリティを維持しながらスケーラビリティの問題を克服できることを多くの人が望んでいる。