概要
概要
注: この比較では、(通常は EVM ベースの) ブロックチェーンをスケーリングするために広く使用されている 2 つのロールアップ メカニズムに関する一般的な情報を取り上げ、Polkadot がどのようにスケーラビリティを実現するかを比較対照します。
レイヤ 2 ネットワークは、レイヤ 1 ネットワークから計算の大部分をオフロードすることでブロックチェーンのスケーラビリティを向上させる手段と考えられているため、人気が高まっています。
レイヤ 2 ソリューションは、レイヤ 1 ネットワークのセキュリティと機能を活用して、多くの場合高速化され、料金を削減し、その他のプラットフォーム固有の問題を解決する追加のレイヤを構築します。多くの場合、レイヤー 2 ソリューションは、特定のブロックチェーン上のブロック領域を効率的かつコスト効率よく利用することに重点を置いています。
Polkadot はこの機能をネイティブ レベルで (つまり、レイヤー 2 スケーリング ソリューションを使用せずに) 実装し、リレー チェーンとそれぞれのパラチェーンがセキュリティとスケーラビリティを共有できるようにします。共有セキュリティは、EVM ベースのオプティミスティックおよびゼロ ナレッジ ロールアップに似た概念です。それにもかかわらず、Polkadot はレイヤー 2 として実装されていませんが、パラチェーン プロトコルを通じて各パラチェーンのローカル セキュリティとスケーラビリティを保証します。 Polkadot は、パラチェーンからのデータを調整して、集約された代表的な状態にします。これは、レイヤー 2 ロールアップに似ています。
Optimistic Rollups
副題
オプティミスティック ロールアップは、レイヤー 1 ブロックチェーン スケーリングの対話型方法です。彼らは、提案されたすべてのトランザクションがデフォルトで有効であると想定しています。
オプティミスティック ロールアップはスケーラビリティを提供しますが、そのアプローチには長所と短所の両方があります。
アドバンテージ
アドバンテージ
状態変更の種類によって制限されません。あらゆる状態変更を含めることができます。つまり、既存のアプリケーションはそれについて考える必要がありません。
大量のデータを 1 つのロールアップに収めることができます (たとえば、イーサリアムでは、1 つの状態遷移に数万のトランザクションを収容できます)。
欠点がある
欠点がある
トランザクション検閲と集中化は、シーケンサー/レイヤー 2 ノードが侵害される可能性がある懸念事項です。
チャレンジ期間が経過するまでにかなりの時間がかかり、レイヤ 1 ネットワークが完了するまでのロールアップ時間が長くなる可能性があります。
状態の変更を親ネットワークに含めるという一般的な性質により、オプティミスティック ロールアップはイーサリアムのガス制限に遭遇したり、その結果ネットワークが混雑したりする可能性があります。
Optimisim
Arbitrum
Unipig
Zero-knowledge Rollups
オプティミスティックロールアップは、イーサリアムエコシステムでよく使用されます。オプティミスティック EVM ベースのロールアップ ソリューションの例は次のとおりです。
ゼロナレッジ ロールアップは、ロールアップが有効であることを確認する微妙なニュアンスを暗号化検証で処理するため、ファイナライズが大幅に高速になります。ただし、ZK ロールアップはその複雑さとリソースに制約のある環境への実装の難しさにより、パフォーマンスの問題に悩まされることがよくあります。計算オーバーヘッドのためにチューリング完全性を達成することも困難であるため、ブロック空間全体にわたって一般化する能力は低下します。ただし、オプティミスティック ロールアップの問題の一部を解決し、セキュリティのスケーラビリティに対処する上で大きな期待が寄せられています。
アドバンテージ
アドバンテージ
少量のデータ可用性のみが必要です。通常、正当性を保証するには証拠があれば十分です。
信頼がなくても証明できる。
全体的に未熟な彼らには良い展望がある。
欠点がある
欠点がある
レイヤ 2 オペレータの集中化に関する他のレイヤ 2 ソリューションの問題に直面しています。
ZK 回路は計算コストが高く、実装が困難です。
データ量が依然として問題となる可能性があるため、混雑の可能性が依然として要因となります。
Polkadot ネイティブ共有セキュリティ
ロールアップはレイヤー 2 プロトコル ソリューションとみなされますが、Polkadot にはパラチェーン プロトコルを通じてこの機能自体が含まれています。パラチェーン プロトコルは、ネットワーク シャーディングに対処する Polkadot の方法であり、セキュリティ、スケーラビリティ、可用性を提供するという組み合わせの目標を達成することを目指しています。
これにより、パラチェーンが集合状態を確認し、相互に通信できるようになります。パラチェーンにはオプティミスティックおよび ZK ロールアップとの類似点があり、これは Polkadot がパラチェーンの状態の有効性と可用性を処理する方法に反映されています。コレーターは Polkadot アーキテクチャの重要な部分であり、生存性を確保しリレー チェーンと通信するために Proof of Validity (PoV) 機能を使用してデータを渡すという点で、原理的にはシーケンサーと似ています。
各 STF は有効性の証明を実行します。非対話型の ZK ロールアップとは異なり、この証明 (承認プロトコル) は対話型です。また、ZK ロールアップとは異なり、チューリング完全ロジックを備えたパラチェーンを作成することは難しくありません。各パラチェーンは、本格的なステートマシン (通常はブロックチェーンの形式) でもあります。オプティミスティックロールアップと同様に、パラチェーンプロトコルが潜在的に有害なパラブロック（パラチェーンを表すブロック）に異議を申し立てて解決することも可能であり、その場合、不正なパラブロックが見つかった場合、バリデーターは削除されます。
アドバンテージ
アドバンテージ
プロトコルレベルのシャーディング、共有セキュリティ、相互運用性。
Wasm にコンパイルされたものはすべて有効なターゲットであるため、各シャードは開発の面で参入障壁が低くなります。
速いファイナリティ (Polkadot では通常 1 分未満)。
https://wiki.polkadot.network/docs/learn-parachains-protocol#erasure-codesデータの可用性はベリファイアやイレイジャーコーディングなどに組み込まれています。以下を参照してください。
レイヤ 2 がないということは、シーケンサや他の L2 オペレータによる集中化の問題のリスクが少ないことを意味します。
欠点がある
欠点がある
Wasm でコードを実行すると、ネイティブ呼び出しよりも遅いため、パフォーマンスのボトルネックになる可能性があります。
リレー チェーンは、パラチェーンの状態遷移データを含む PoV (Proof of Validity) ブロックのサイズと重みに厳しい制限を設定します。
