TheBlockCrypto によると、イーサリアムマイナーの収益は 1 月に 8 億ドルに達し、3 年前の過去最高を超え、以前の最高額は 2018 年 1 月の 7 億 6,200 万ドルでした。そしてその40％、つまり3億1100万ドルがオンライン取引手数料によるものだという記録だ。

マイナーの高収入の背景にはイーサリアムのパフォーマンスの低さがあり、現時点ではETHのTPSは25を超えることはできません。レイヤー 2 の提案、特にオプティミスティック ロールアップと ZK ロールアップの段階的な成熟により、イーサリアムのパフォーマンスが 300 倍以上向上し、人々はオフチェーン拡張の夜明けを見ることができます。

レイヤ 2: ほとんどのことをレイヤ 2 で実行させ、その後、レイヤ 1 との対話を通じて信頼をレイヤ 1 に渡すことができます。

レイヤー 1: ETH1.x、ETH2.0、ビットコイン、Tezos、Polkadot を含むブロックチェーン (パラレル チェーン) はすべてレイヤー 1 に属し、レイヤー 1 の効率にはパフォーマンスの限界があります。

副題

1. レイヤ2の概要

レイヤ 2 は、基本的に、ステート チャネル、サイド チェーン、プラズマ、ロールアップなどの拡張ソリューションのカテゴリの総称です。

まず、状態チャネルを見てください。

ステート チャネルは、最初に広く議論されたスケーリング ソリューションの 1 つであり、参加者がオフチェーンでトランザクションを複数回交換できるようにしながら、基本層にコミットするトランザクションは 2 つだけです。

支払いチャネルには 1 秒あたり数千件のトランザクションが発生する可能性がありますが、いくつかの欠点もあります。一般参加は提供されていません。参加者は事前に把握されている必要があり、ユーザーは資金をマルチシグ契約にロックする必要があります。最も重要なことは、このスケーリング ソリューションはアプリケーション固有であり、汎用スマート コントラクトのスケーリングには適応できないことです。

Raiden は、国家チャネルを利用したイーサリアムの主要プロジェクトの 1 つです。さらに、支払いチャネルの概念は、ビットコインベースのライトニングネットワークでも広く使用されています。

次に側鎖を見てみましょう。

サイドチェーンは、独自のコンセンサス モデルとブロック パラメーターを持つイーサリアム互換の独立したブロックチェーンです。イーサリアムとのサイドチェーンの相互運用性は、同じイーサリアム仮想マシンを使用することで可能になるため、イーサリアムのベースレイヤーにデプロイされたコントラクトをサイドチェーンに直接デプロイできます。 xDai はそのようなサイドチェーンの一例です。

それからプラズマに来てください。

Plasma は、もともと Joseph Poon と Vitalik Buterin によって提案されたレイヤー 2 スケーリング ソリューションです。これは、イーサリアム上でスケーラブルなアプリケーションを構築するためのフレームワークです。 Plasma はスマート コントラクトとマークル ツリーを利用して、無制限の数の子チェーン、つまり親イーサリアム ブロックチェーンのコピーを作成します。

Plasma はトランザクションをメインチェーンからサブチェーンにオフロードし、高速かつ安価なトランザクションを可能にします。 Plasma の欠点の 1 つは、ユーザーが 2 番目のレイヤーから資金を引き出すのに長時間待たなければならないことです。ステート チャネルと同様に、Plasma ボディを汎用スマート コントラクトのスケールアップに使用することはできません。 OMG ネットワークは、MoreViable Plasma と呼ばれる独自のプラズマ チェーン実装に基づいて構築されています。 Matic ネットワークは、Plasma フレームワークを使用して改良されたプラットフォームのもう 1 つの例です。

一般に、最初の 3 種類のレイヤー 2 ソリューションは基本的に消え去りましたが、一方では初期のテクノロジーに属しており、他方では機能に何らかの問題があります。

たとえば、ステート チャネルは対応するトークンをロックする必要があり、サイド チェーンは終了サイクルの問題を解決できず、プラズマでは参加者がリアルタイムで監視する必要があるため、制限が厳しくなります。さらに、プラズマおよびステートチャネルは毎秒数百万のトランザクションを拡張できますが、DeFi スマートコントラクトとは互換性がありません。したがって、DeFi が長い間イーサリアムの堀であったという状況では、プラズマおよびステートチャネルは明らかに実際のニーズを満たすことができません。

最後に、最も重要なレイヤー 2 ソリューションであるロールアップは、ETH のパフォーマンスの問題を解決できると考えられています。

Rollup は 2014 年に V God によって最初に提案され、当時は「Shadow Chain」、つまりシャドウチェーンと呼ばれていました。プラズマやステート チャネルなどのレイヤー 2 ソリューションの失敗により、開発者は現在ロールアップと呼ばれているシャドウ チェーンを再度重視するようになりました。

ロールアップは「シャドウ チェーン」に基づいて構築されており、オフチェーンで状態を強制し、イーサリアム ブロックチェーンのみを使用することでデータの可用性を実現します。

ロールアップは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2種類に分けられます。 Optimistic Rollup の有効性は不正証明と同期の仮定によって保証され、ZK Rollup の有効性はゼロ知識証明によって保証されます。

副題

まずは楽観的ロールアップを見てみましょう。

まずは楽観的ロールアップを見てみましょう。

オプティミスティックロールアップは、2019年7月にイーサリアム財団リサーチフォーラムでコンセンシスの研究者ジョン・アドラー氏によって提案されました。現在、Optimistic Rollup に取り組んでいるチームには、Optimism (旧 Plasma Group)、Fuel Labs、Arbitrum などが含まれます。

技術的な観点から見ると、オプティミスティック ロールアップはイーサリアム仮想マシン (EVM) の統合です。オプティミスティックとは「楽観的な」という意味です。オプティミスティック ロールアップは、レイヤー 2 データに基づいてレイヤー 1 の「楽観的な」状態予測を行います。つまり、に基づいています Optimistic Rollup のブロックチェーンは、ノードが悪を行わないと信じる傾向があります。

オプティミスティック ロールアップの動作原理は次のとおりです。レイヤー 2 では、ユーザーはトランザクションとスマート コントラクトを処理するマシン (OVM) を実行します。日常の操作はすべてレイヤー 2 マシンで実行されます。イーサリアム レイヤ 1 チェーンでは、ユーザーは同じ OVM マシン上で動作し、緊急事態が発生した場合は、Layer1 チェーン上の OVM マシンが実行されます。

レイヤ 2 OVM 操作が不正であると考える人は、レイヤ 1 OVM コンピュータ上で操作を再実行して、操作の信頼性を証明できます。

次に、ZK ロールアップを見てください。

次に、ZK ロールアップを見てください。

ZKロールアップはもともと2018年にイーサリアム財団の上級研究員であるバリー・ホワイトハットによって提案されました。そのセキュリティはレイヤー1（イーサリアム）とほぼ同じで、1分以内にブロックを生成し、スループットを2,000 tpsに向上させることができます。 。 ZK Rollup によって実装されたプロジェクトには、Matter Labs や Starkware などが含まれます。

ZK Rollupの特徴は、不正チャレンジをゼロ知識証明に置き換えることで確認時間が早くなり、Optimistic Rollupのようにシャドウチェーンのブロックの確定に2週間待つ必要がありません。

ZK Rollupはイーサリアムのパフォーマンスを大幅に向上させる可能性をもたらします。

DEX への ZK ロールアップの導入を例にとると、従来の分散型取引所の変換ロジックは ZK-Rollup テクノロジーを通じてレイヤー 2 で実現されるため、すべての変換をレイヤー 2 で完了できると同時に、ユーザーのトランザクションコストを削減しながら、トランザクションのパフォーマンスを確実に向上させることができます。ユーザーの全体的な取引経験。従来の DEX と比較して、ZK ロールアップに基づく DEX には次の利点があります。

まず第一に、ほぼゼロのガス手数料を達成でき、すべてのトークン交換はレイヤー 2 で行われます;第二に、ZK の TPS に基づいて、DEX に高い TPS (1 秒あたりのトランザクション) をもたらしますが、これは従来のイーサリアムと比較して約 15 です。 Rollup の DEX は理論的には 3000 のオーダーに達する可能性があり、最終的に、すべてのトランザクションがレイヤー 2 に移行されるため、トランザクションがリアルタイムで実行されることを保証するため、ユーザーはブロックの確認時間を待つ必要がなくなり、リアルタイムで時間トランザクションを実現できます。

では、オプティミスティック ロールアップと ZK ロールアップ、ユーザーはどちらを好むのでしょうか?

フィードバックによると、DeFi アプリケーションの流動性プロバイダーは、OR-Uniswap (Optimistic Rollup に基づいて構築された Uniswap) よりも ZKR-Uniswap (ZK Rollup に基づいて構築された Uniswap) を好むでしょう。これは、前者の方が資本効率が高いためです。

オプティミスティック・ロールアップの資本効率を向上させたい場合は、チャレンジ期間（紛争時間遅延、DTD）を短縮するか、オプティミスティック・ロールアップから資金が償還されるまでの時間を短縮すると同時に、「不正行為」を削減する必要があります。レイヤ 1 の「レビュー」。「攻撃のコスト。

副題

3. ロールアップの「事故」

全体として、Rollup はイーサリアムに大きな可能性を秘めていますが、依然として多くの課題に直面しています。

最も顕著な問題は、異なるロールアップベースの DeFi アプリケーション間の構成可能性であり、簡単に言えば、異なるロールアップ チェーン上に異なる DeFi アプリケーションがある場合、異なるロールアップ チェーン間の情報交換はイーサリアム メイン チェーンよりも高速になります。インターネットではさらに困難です。

言い換えれば、現在は複数の Rollup ベースのブロックチェーンがあり、各 Rollup ブロックチェーンは独自のアプリケーションを実行することも、異なるアプリケーションが異なる Rollup テクノロジーを使用することもできます。2 つの異なる DeFi アプリケーションが異なる Rollup に基づくと、2 つの異なる DeFi アプリケーション間の通信は非常に難しくなります。

これがロールアップが直面している問題です。よく言われるように、単独で実行するのは困難であり、DeFi アプリケーションの構成可能性を維持するために、DeFi サーバーは特定のロールアップ チェーン上で調整する必要があります。

さらに、開発者の移行には特定のしきい値があります。開発者の観点から見ると、コードを lLayer 2 に移行すると必然的に対応するコード変更が発生し、一定の監査およびメンテナンスのコストも発生するため、開発者の移行意欲がある程度低下します。