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(橋を曳くと傘の貴婦人、フィンセント・ファン・ゴッホ)

最近、UniswapとSushiswapの両方がArbitrumのL2スキームを使用することを計画しており、Arbitrumは人々が注目するイーサリアムのL2スキームとなっています。では、Arbitrum を簡単に理解するにはどうすればよいでしょうか?

Arbitrum はロールアップ シリーズの L2 ソリューションでもありますEthereum Layer 2 ソリューションは数多くありますが、その中で Rollups シリーズが最も懸念されています。Blue Fox Notes は以前に Optimisitc Rollups と Zk Rollups を導入しました。記事「」を参照してください。》。

ZK ロールアップとオプティミスティック ロールアップを 1 つの記事で理解する: イーサリアムの重要な拡張方向

Arbitrum は、Rollups シリーズのソリューションでもあります。これらのスキームは基本的にイーサリアム チェーンにセキュリティを置き、計算とストレージをオフチェーンで実行します。簡単に言えば、参加者は自分のトランザクション データをイーサリアム チェーンに送信し、ユーザーはトランザクションを表示できますが、トランザクションの計算と保存はチェーンの外部で実行されます。 Arbitrum は、Arbitrum 上で発生した完全な状態のハッシュをイーサリアムに定期的に送信します。その結果、このハッシュはチェーン上に置かれ、改ざん防止とファイナリティが実現されます。

Arbitrum と Optimistic Rollups はフレームワークの考え方が比較的似ており、結果検証という点ではどちらも不正証明のカテゴリーに属し、ZK Rollups は暗号の正当性証明のカテゴリーに属します。

前提条件として、不正防止クラス Rollups は、サブミッションチェーン上の結果が利用可能であり、Layer1 のトランザクションデータを誰でも抽出して実行し、ステータスを比較することで契約の履行が正しいかどうかを確認できることを前提としています。暗号証明クラスRollupsは数学的手法を採用し、本質的に偽造できないゼロ知識証明による正当性を実現しています。したがって、暗号の正当性証明は能動的な証明、不正行為の証明は受動的な証明となり、その結果に人々が同意しない場合には紛争が生じ、仲裁が必要となります。

全体として、ZK ロールアップはセキュリティが高く、ファイナリティが速いため、抽出時間が速く、転送などのシナリオにより適しています。 Optimistic Rollup と Arbitrum のスキームには両方ともチャレンジ期間があり、最終確認が行われてコインを引き出す前にチャレンジ期間が終了する必要があります。これが欠点です。ただし、ZK Rollups が暗号の有効性証明を生成するには、計算コストが非常に高く、非常に高価であり、成熟するまでにある程度の時間がかかります。

長期的には、ZK Rollpus が究極のソリューションになるかもしれませんが、ZK Rollpus が成熟して定着するにはさらに時間がかかり、このスマート チェーンの台頭からわかるように、イーサリアムの拡張ニーズはより緊急になっています。 ZK ロールアップの着地が遅くなり、楽観的ロールアップとアービトラムの機会が与えられます。

したがって、短期から中期的には、不正防止ロールアップ (オプティミスティック ロールアップとアービトラム ロールアップ) が成功する可能性が高くなります。不正行為の証明自体は「楽観的」であり、有罪と証明されない限り、すべての実行者は善良な人物であると仮定しています。バリデーターが存在する限り、不正行為の証明は送信でき、安全です。したがって、誠実なバリデーターの仮定が重要になります。オンライン詐欺証明を提出するために必要な検証者は 1 人だけであり、詐欺証明には最大 1 週間 (またはそれ以上) の時間がかかるため、最終確認に時間がかかり、引き出しに時間がかかります。

一般に、不正行為の証明と暗号の有効性証明のロールアップには、それぞれ長所と短所があります。 ZK ロールアップは非対話型であり、数学的手法を使用して問題を解決しますが、オプティミスティック ロールアップとアービトラム ロールアップは対話型です。この意味では、オプティミスティック ロールアップとアービトラム ロールアップは似ていますが、特定のパスには違いがあります。

Arbitrum はマルチラウンドのインタラクティブなロールアップ スキームです

上記のことから、Arbitrum と Optimistic はどちらも不正行為証明の分野におけるロールアップ スキームですが、両方のスキームの中核となる問題は、結果の正確性をどのように検証するかということです。誰かが悪意のある証拠を送信している可能性がありますか?つまり、両方ともチャレンジメカニズムを持っています。バリデーターはアサーションをチェーンに送信し、論争を起こすことができます。アサーションが偽りの場合、担保に差し入れられた証拠金資産を失います。

Arbitrum と Optimistic の主な違いは、意見の相違を解決する方法です。検証者がロールアップ ブロックを L1 に送信し、誰かがそれが正しくないと考えた場合、この時点で何をすべきでしょうか?

Arbitrum は、マルチラウンドの対話型プロトコルを使用して紛争を解決し、最も重要なステップが見つかるまで大規模な紛争を小さな紛争に細分化し、その後イーサリアムのコントラクトを通じてそれが正しいかどうかを確認します。 Arbitrum は紛争を分割することで、より効率的な解決を目指します。

Arbitrum の参加者は、最終的には特定の状態が確認されると主張して、保証金を賭けることができます。主張が間違っていた場合、利用者の質権保証金は没収されます。 2 人のユーザーが異なるブロックに賭けられているため、そのうちの 1 つだけが真になる可能性があります。誰かが攻撃するのを防ぐために、係争中の主張者は、悪事が行われないように証拠金資産を担保に入れる必要があります。

当初の設計では、Arbitrum プロトコルは、議論のあるアサーションを一度に 1 つずつ処理するアプローチを採用していました。異議申し立ては参加者によって行われ、異議申し立てには異議申し立て期間があり、この期間中は誰でも異議申し立てを行うことができます。異議が申し立てられない場合、争点となっている主張は有効であるとみなされます。

ただし、この単線推進モードにはボトルネックがあります。一度に 1 つの紛争アサーションをアクティブ化するのは非効率であり、VM プロセスが制限されます。一方、加害者は、議論のある主張に異議を唱え、意図的に VM の速度を低下させることができます。約束した資金を支払う必要がある場合でも、遅延する可能性があります。

したがって、新しい設計では、Arbitrum は複数の係争中のアサーションを線形ではなく同時に処理できます。加害者にとってプロセスを遅らせることはさらに困難です。現在、Arbitrum は複数の紛争主張を同時に処理する方法を採用しており、1 人のステーカーが一度に 1 つずつ主張し、異なるステーカーが複数の主張を同時に処理することができます。

トラストレス機能を実現するために、Arbitrum の設計では、誠実な参加者であれば誰でも VM の正確性と進歩を促進できます。参加者が常に正しいブランチに賭ける場合、TA はすべての紛争アサーションに勝ちます。他の人が同意しない場合、賭けられたデポジットを失うだけです。正直な参加者だけが罰を避けることができます。

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(アリスとボブは別の支店でステーク、Arbitrum の Ed Felten 経由)

上の図のアリスの主張が正しいことが判明した場合、ボブの担保に差し入れられた証拠金資産は失われ、アリスは利益を得ることになります。

シングルラウンドの対話型ロールアップでは、アサーションには各呼び出しの結果が含まれており、チャレンジャーはアサーション内の間違った結果を持つ特定の呼び出しを指します。オンチェーン コントラクトは、チャレンジされた呼び出しをシミュレートし、エラーをチェックします。それが間違っている場合、アサーション全体が取り消され、アサーターは賭けられた保証金を失います。チャレンジが成功せずにチャレンジウィンドウが期限切れになった場合、アサーションは受け入れられ、最終的なものとなります。

複数ラウンドのインタラクションを伴うロールアップでは、チャレンジ タイム ウィンドウもあり、アサーターとチャレンジャーの間で複数ラウンドのインタラクションがあり、オンチェーン コントラクトが誰が間違っているかを決定する審判の役割を果たします。マルチラウンドインタラクションの設計における主な考慮事項は、紛争を解決するためのオンチェーン作業を最小限に抑えることです。オンチェーンの作業は、チャレンジャーとアサーターの間の複数ラウンドの対話を通じて最小限に抑えられます。

シングルラウンドのインタラクションとマルチラウンドのインタラクションは、基本的に、オンチェーンのコストと紛争解決時間のバランスをとる必要があります。シングルラウンドとマルチラウンドの対話型ロールアップはどちらも、コントラクトへのすべての呼び出しとそのデータをオンチェーンに書き込む必要があります。違いは、アサーションの一部としてチェーンに何をコミットする必要があるかです。シングルラウンド対話モードでは、チェーン上の完全な呼び出しをシミュレートする必要があり、コストの点でより高価になります。ただし、複数ラウンドのインタラクションを細分化して紛争の範囲を狭めることができ、チェーンに書き込まれるデータが比較的少なくなるため、チェーンでの実行コストが低くなります。ただし、デメリットがないわけではなく、判定によりラウンド数が増え、時間が長くなります。

さらに、Arbitrum のマルチラウンド インタラクション モードは遅延攻撃に直面する可能性があります。システムを信頼する必要がないからです。悪意のある攻撃者はプロセスを遅延させる可能性がありますが、当然のことながら、約束したデポジットを没収するという代償を払って遅延させることになります。また、悪意のある攻撃者は、正直な参加者が正直なフォークを構築し続けることを妨げることはできず、また、正直な参加者が正直なフォークに関する最終確認を取得することを妨げることもできないことに注意することが重要です。彼らにできることは、間違った枝に債券を賭けて、チェーン上の誠実な枝の確認を遅らせることです。彼らは複数の紛争主張を行うことができ、十分な正直な参加者がいる場合には、同時に対処して攻撃者のステークデポジットを取得することができます。つまり、より正直な参加者が多いほど、攻撃者が攻撃を遅らせるためにより多くの担保資産が必要となり、攻撃はより困難になります。

さらに、複数ラウンドの対話を伴うロールアップでは、「信頼できないファイナリティ」となる有効な「アサーション」を達成することが可能であり、その最終確認が避けられないことは誰でも確信できます。自身の最終性を確保するために、ユーザーはアサーションを擁護するための合意に参加することができ、単独で行動することでもその最終性を促進することができます。

異議申し立てがない場合、マルチラウンドとシングルラウンドのインタラクションの確認速度は同様ですが、異議申し立てがある場合は、マルチラウンドの紛争に時間がかかります。この点で、シングルターンのインタラクションには利点があります。 1 ラウンドのインタラクションでは確認遅延攻撃は許可されず、複数ラウンドのインタラクションの利点は、イーサリアムのガス制限を超えるコントラクト (計算とストレージ) を処理できるオンチェーン データが小さくなることにあります。

不正防止クラスのロールアップの最終確認には一定の期間がございます。したがって、Arbitrum を介した転送では、ZK Rollps スキームのような高速ファイナリティを達成する方法はありません。考えられる解決策は、第三者の介入によるものです。第三者は自分の資金をユーザーに即座に送金できますが、ユーザーは早期引き出し手数料も支払います。一般的に、第三者は未定譲渡が確実に実現すると信じており、第三者は誠実な結果に基づいて供託を誓約することになります。誰でもすぐに出金する必要があるユーザーに資金を送金できるため。そうしますと、このように市場もありまして、それによって手数料も高すぎず、低すぎずの均衡が図られることになります。

Arbitrum EVM の互換性

Arbitrum は、プログラムを書き換えることなく、イーサリアムとの完全な互換性、EVM との互換性を実現しようとします。イーサリアムと完全に互換性があり、スマート チェーンにおけるこれの威力を確認しました。これは、イーサリアムの現在のエコロジーにスムーズに組み込むことができるようにするための最も重要な措置です。

dApp 開発者は、Solidity 言語を使用してスマート コントラクトを作成し、これらのスマート コントラクトは Arbitrum VM にコンパイルされ、Arbitrum Rollups 上で実行できます。

仲裁の進捗状況

Arbitrum Technologies は現在 Arbitrum One を立ち上げています。 Arbitrum コントラクトはイーサリアム メインネットに展開され、プロジェクトの受け入れを開始しており、現在メインネットのテスト段階にあります。 Arbitrum によると、現在 250 を超えるチームが参加を申請しており、すべての開発者が参加できます。今後数週間で、ますます多くのDeFiプロジェクトがArbitrumエコシステムに参入することがわかります。

現在、Etherscan など、イーサリアム エコシステムの一部の重要な参加者も Arbitrum One チェーンをサポートしています。

イーサリアムとL2の着陸

興味深いことに、Arbitrum にはネイティブ トークンがなく、ETH を燃料として使用し、すべての費用の支払いに ETH を使用していますが、これは ETH にとっても良いことであり、ましてや将来どれだけの ETH 需要があるかは言うまでもありません。

現時点では、イーサリアムのスケーラビリティには、その急速な成長ニーズ、特に DeFi と NFT の爆発的な成長を満たすために、長期戦略と短期戦略の組み合わせが必要です。長期的には L2 が ZK ロールアップの勝者になる可能性がありますが、コストが高く着地に時間がかかるため、消化するのに長い時間がかかる可能性があります。ただし、Arbitrum と Optimistic Rollups は早期に着地する可能性があり、抽出時間は長いものの、解決できないわけではありません。また、練習の中で成長することで新たなインスピレーションが生まれることもあります。