ヴィタリック：イーサL2と実行分割の本当の違いとは？

著者：ヴィタリック（イーサ創設者）、翻訳者：0xjs@GoldenFinance

2年半前、私は「イーサの終盤戦」に関する記事で、ブロックチェーンの未来へのさまざまな道は、技術的な観点から見ると非常に似ていると指摘した。どちらの場合も、チェーン上には大量のトランザクションが存在し、それらを処理するには（i）大量の計算と（ii）大量のデータ帯域幅が必要となる。私がこの記事を書くために使っているラップトップ上で稼働している2TBのrethアーカイブノードのような通常のイーサノードでは、優れたソフトウェアエンジニアリング作業とVerkleツリーがあっても、このような膨大な量のデータと計算を直接検証するには十分ではありません。

「L1シャーディング」とロールアップ中心の世界の両方で、ZK-SNARKは計算を検証するために使用され、DAS（データ可用性サンプリング）はデータの可用性を検証するために使用されます。DASはどちらの場合も同じである。違いは、一方がスマートコントラクトのコードであり、もう一方がプロトコルの組み込み機能であることです。技術的な観点から見ると、イーサは実際にシャーディングされており、ロールアップはそのシャーディングの一部です。

これは当然の疑問です。この2つの世界の違いは何なのだろうか？1つの答えは、コードエラーの結果が異なるということです：ロールアップの世界ではトークンが失われ、フラクショナルチェーンの世界ではコンセンサスの失敗があります。

実行環境の多様性

2019年にイーサで簡単に試したアイデアの1つが実行環境でした。基本的に、イーサは、アカウントがどのように機能するか（UTXOのようなまったく異なる方法を含む）、仮想マシンがどのように機能するか、およびその他の機能について異なるルールを持つことができる異なる「ゾーン」を持つことができます。これは、イーサネットがそれ自体ですべてを行う場合、実現が難しいいくつかの方法を可能にするでしょう。

結局、私たちはより野心的な計画のいくつかを取りやめ、EVMだけを残しました。しかし、イーサのL2（ロールアップ、バルディウム、プラズマを含む）は、ある程度実行環境として機能しました。

• Arbitrum Stylusは、EVMに加えてWASMベースのセカンドVMを追加します。

• Bitcoinに似た（しかしより完全な）UTXOアーキテクチャを使用するFuel。

• Aztecは、ZK-SNARKのプライバシー保護スマートコントラクトを中心に設計された新しい言語とプログラミングパラダイムを導入しています。

燃料の UTXO アーキテクチャ

私の 可能なすべてのパラダイムをカバーするハイパーバーチャル マシンに EVM を変えようとすることもできますが、それでは、これらのようなプラットフォームがそれぞれのドメインに集中するよりも、各コンセプトの効果的な実装がはるかに少なくなってしまいます。

セキュリティのトレードオフ：スケールとスピード

Ether L1は非常に強力なセキュリティを提供します。あるデータがL1上で検証されたブロックの中にある場合、このコンセンサス全体（極端な場合はソーシャルコンセンサスも含む）が、データがアプリケーションルールに違反するような方法で編集されないこと、データによって引き起こされた実行が元に戻されないこと、そしてデータがアクセス可能なままであることを保証します。これらの保証を果たすため、EtherL1は高いコストを受け入れることを厭わない。本稿執筆時点では、トランザクションコストは比較的低く、L2ネットワークでは1トランザクションあたり1セント未満、L1では基本的なETH送金でさえ1ドル未満である。技術の進歩が速く、利用可能なブロックスペースの増加が需要に追いつくことができれば、これらのコストは低く維持されるかもしれないが、そうではないかもしれない。そして、トランザクションあたり0.01ドルでさえ、ソーシャルメディアやゲームなどの多くの非金融アプリケーションにとっては高すぎる。

しかし、ソーシャルメディアやゲームは、L1と同じセキュリティモデルを必要としません。誰かが負けたチェスの棋譜を元に戻すために100万ドルを支払ったり、あなたのツイートを実際に投稿された3日後に投稿されたように見せかけたりしても、それは受け入れられる。したがって、これらのアプリケーションは、同じセキュリティ コストを支払う必要はありません。L2 中心のアプローチは、ロールアップからプラズマ、バリディウムまで、さまざまなデータ可用性メソッドをサポートすることで、これを可能にします。

異なるユースケース、異なるL2タイプ

L2からL2への資産の受け渡しにおいて、別のセキュリティのトレードオフが生じます。5～10年後には、すべてのロールアップがZKロールアップになり、BiniusやCircle STARKのような超効率的な証明システムとルックアップおよび証明集約レイヤーを組み合わせることで、L2が各スロットで最終的なステートルートを提供できるようになると予想されています。現在、我々は様々なプルーフタイムウィンドウを持つ複雑なハイブリッド楽観的ロールアップとZKロールアップを持っている。2021年に実行シャーディングが実装されれば、シャーディングを公正に保つためのセキュリティモデルは、ZKではなく楽観的ロールアップになります。そのため、L1はシステムの複雑な不正証明ロジックを管理しなければならず、資産がスライスからスライスに移動するのに1週間の待機期間が必要になります。しかし、この問題は最終的には一時的なものだと思います。

セキュリティのトレードオフの3つ目の、そして同様に永続的な次元は、取引速度です。Etherは12秒ごとにブロックを生成し、ネットワークを過度に中央集権化することになるため、より高速化することに消極的です。しかし、多くのL2が数百ミリ秒のブロック時間を模索している。12秒はもはやそれほど悪くはない。平均して、トランザクションを送信するユーザーは、それがブロックに含まれるまで約6～7秒待たなければならない（次のブロックに含まれない可能性があるため、単に6秒というわけではない）。これはクレジットカードで支払いをするときとほぼ同じ待ち時間だ。しかし、多くのアプリケーションはより高速を必要とし、L2はそれを提供する。

より高速を提供するために、L2は事前確認のメカニズムに頼っている。L2自身の検証者のデジタル署名は、特定の時間にトランザクションを含めることを約束し、トランザクションが含まれていない場合はペナルティを受ける可能性がある。StakeSureと呼ばれるメカニズムがこれをさらにカプセル化している。

L2事前確認

L1でこのすべてをやってみることができます。L1は「速い事前確認」と「遅い最終確認」のシステムと組み合わせることができます。異なるセキュリティレベルのスライスを組み合わせることができる。しかし、これはプロトコルに多くの複雑さを加える。さらに、L1ですべてを行うことは、コンセンサスに過負荷をかけるリスクを伴います。多くのより高いスケールやより速いスループットのアプローチは、中央集権化のリスクが高いか、より強力な「ガバナンス」の形式を必要とします。L2を通じてこれらのトレードオフを提供することで、イーサネットはこれらのリスクをほぼ回避することができます。

L2の組織的および文化的な利点

国が半分に分裂し、半分が資本主義になり、もう半分が高度に政府主導の社会になったと想像してください (現実のこのシナリオとは対照的に、この思考実験では、何らかのトラウマ的な戦争の結果ではないと仮定します。）資本主義の世界では、レストランはチェーン店やフランチャイズなど、あらゆる種類の分散所有によって運営されている。政府主導の世界では、レストランは警察のように政府の一部門である。初日はあまり変わらないだろう。人々はおおむね既存の習慣に従うし、何がうまくいき、何がうまくいかないかは、労働スキルやインフラといった技術的な現実に左右される。1年後には、異なるインセンティブと管理構造が、誰が来て、誰が残り、誰が行き、何が建設され、何が維持され、何が残されるかに影響を与える行動に大きな変化をもたらすため、大きな変化が見られると予想される。

産業組織論は、このような区別の多くをカバーしている。政府が運営する経済と資本主義経済の違いだけでなく、大規模なフランチャイズが支配する経済と、例えば、各スーパーマーケットが独立した起業家によって運営されている経済の違いについても語っている。L1中心のエコシステムとL2中心のエコシステムの違いも似たようなものだと思います。

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