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Rollups

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  • Ethereumの最新のLayer2技術
  • ChannelとSide Chainのハイブリッド
    • Channel
    • SideChain
      • EVMを持つ。Layer1のほぼコピーみたいな感じ。
      • 独自のコンセンサスアルゴリズムも持つ
      • Polygonはこれ
  • 計算はLayer2で行うがトランザクションデータはLayer1に保持する
  • コンセンサスはLayer1を使うのでセキュア
  • 計算はLayer2になるのでトランザクションスピードも上がりスケーリングしやすくなる
  • Layer2で行われたトランザクションはバッチでまとめて圧縮されLayer1へ送られる
  • 送られたバッチはどのようにしてLayer1側でvalidと検証されるのか?
    • Optimistic rollups
      • flaud proofs
        • Layer2からLayer1へ送られたデータはvalidであると仮定する。
        • Layer1にsubmitするグループはあらかじめ預託金(ETH)をdepostしておかないといけない
        • Layer1側のsmart contractではトランザクションデータのバッチを監視する機能がある
        • もし不正なトランザクションデータを送ってその監視で引っかかった場合、それを送ったグループの預託金は全て没収される。
      • submitされたデータがLayer1に追加されるまでに最悪1週間くらいかかる可能性がある
    • ZK rollups
      • validity proofs
        • ゼロ知識証明(Zero Knowledge Proof)を利用する
        • トランザクションデータのバッチの中にZK Snarkと呼ばれる暗号文を仕込む
        • Layer1側のsmart contractで検証をする
  • 総じてSideChainよりもgas feeは高い。Layer1のChainにバッチをブロックとして追加しないといけないので..。
  • なぜLayer2ではgas feeを抑えることができるのか
    • PlasmaとChannelsは、データと計算の両方をオフチェーンに移動させようとするという点で、「完全な」レイヤー2方式です。しかし、データの利用可能性に関する基本的なゲーム理論上の問題から、すべてのアプリケーションでこれを安全に行うことは不可能です。PlasmaとChannelは、所有者という明示的な概念に頼ることでこの問題を回避していますが、これが完全な一般性を阻んでいます。一方、ロールアップは、「ハイブリッド」なレイヤー2方式です。Rollupsは、計算(および状態の保存)をオフチェーンにしますが、トランザクションごとのデータをオンチェーンにします。効率を上げるために、可能な限りデータを計算に置き換えるために、様々な圧縮技術を使用しています。その結果、スケーラビリティはブロックチェーンのデータ帯域幅によって制限されますが、非常に有利な比率となっています。EthereumのベースレイヤーのERC20トークンの転送には45,000ガスのコストがかかりますが、ロールアップのERC20トークンの転送はオンチェーンで16バイトのスペースを使用し、コストは300ガス以下です。

    • データがオンチェーンであることが重要です(注:「IPFS上」にデータを置いても機能しません。IPFSではデータが利用可能かどうかのコンセンサスが得られないため、データはブロックチェーン上に置く必要があります)。ブロックチェーン上にデータを置き、その事実についてコンセンサスを得ることで、誰もが望めば、ロールアップされたすべてのオペレーションをローカルに処理することができ、不正行為を検知したり、引き出しを開始したり、個人的にトランザクションバッチの生成を開始したりすることが可能になります。データの利用可能性の問題がないということは、悪意のあるオペレーターやオフラインのオペレーターによる被害がさらに少なくなり(例えば、1週間の遅延を引き起こすことはできません)、誰がバッチを発行する権利を持っているかについて、より広い設計空間を開くことができ、ロールアップの推論が非常に容易になります。そして最も重要なことは、データ利用可能性の問題がないということは、アセットをオーナーにマッピングする必要がないということであり、Ethereumコミュニティがこれまでのレイヤー2スケーリングの形態よりもロールアップに大きな期待を寄せている主な理由につながります。

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