オプティミスティックとZKロールアップの違いをやさしく解説

ロールアップは、取引をイーサリアムの外で実行し、まとめて、そのデータをイーサリアムに投稿し直すレイヤー2ネットワークです。この記事では、その仕組み、オプティミスティック・ロールアップとゼロ知識(ZK)ロールアップの違い、そしてロールアップの手数料にイーサリアム分のコストが含まれる理由を説明します。

レイヤーの全体像は、レイヤー1・レイヤー2・レイヤー3をわかりやすく解説をご覧ください。

ロールアップが取引をまとめる仕組み

Baseのようなロールアップで取引を送ると、それは直接イーサリアムには行きません。ロールアップの運営者に届き、運営者がそれを実行して、残高などロールアップ自身の状態を更新します。数秒後、そうした多数の取引が圧縮されてバッチになります。バッチはその後、1回の取引でイーサリアムに投稿されます。

「ロールアップ(roll up、巻き上げる)」という言葉は、これを表しています。多数の取引が1つにまとめられるのです。イーサリアムの取引にかかるコストは、バッチ内の全員で分担されます。これが、イーサリアム本体より手数料が低い主な理由です。

シーケンサー

シーケンサーは、ロールアップ上で取引を受け取り、順番に並べ、実行し、L2のブロックを生成するサーバーです。また、何かがイーサリアムに届く前に、ユーザーに対して、多くの場合1秒をはるかに下回る速さで、すばやい確認を返します。

現在、大規模なロールアップの多くは、チェーンを手がけるチームが運営する単一のシーケンサーを使っています。これはシンプルで速い方式です。同時にトレードオフもあり、ここでは中立的に述べます。

• 順序付けの権限。 シーケンサーが取引の順序を選ぶため、理論上は、取引を遅らせたり並べ替えたりできます。
• ダウンタイム。 シーケンサーが止まると、ロールアップの通常の利用が止まります。ロールアップにはフォールバックがあります。ユーザーはイーサリアム上のコントラクトを通じて取引を提出できますが、これは遅く、より高くつきます。
• 単独では資金を盗めない。 シーケンサーは、自分が持っていないお金の有効な出金を作り出すことはできません。イーサリアム上の証明や検証が、それを拒否するからです。

業界全体のチームが、シーケンサーを時間をかけて分散化することを語っています。現状はチェーンごとに異なるため、各プロジェクトのドキュメントを確認してください。

イーサリアムへのデータ投稿:calldataとblob

ロールアップは、誰でもチェーンを検証できるように、データをイーサリアム上に公開する必要があります。従来は、通常のイーサリアム取引の欄であるcalldataを使っていました。calldataは永続的で、イーサリアム上の他のすべてのアクティビティと競合するため、高価でした。

2024年、イーサリアムはEIP-4844によってblobを追加しました。blobは、イーサリアムのノードが永久にではなく短期間だけ保持する大きなデータの塊で、通常のガスとは別の独自の手数料市場があります。ロールアップにとってははるかに安く、L2の取引の一般的なコストを下げました。仕様はeips.ethereum.orgで読めます。

オプティミスティック・ロールアップ

オプティミスティック・ロールアップは、誰かが誤りを証明しない限り、投稿されたバッチは正しいと仮定します。これが名前にある「オプティミスティック(楽観的)」の意味です。

• バッチが投稿された後、**チャレンジ期間(challenge window)があります。その間、無効な結果を見つけた人は誰でも、イーサリアムに不正証明(fraud proof)**を提出できます。
• 不正証明が有効であれば、誤った結果は破棄されます。
• 誰も異議を唱えなければ、期間が終了した後、その結果はイーサリアム上で確定します。

チャレンジ期間は、公式ブリッジを通じたイーサリアムへの出金で、約7日です。ロールアップ上の日常的な利用が遅れることはありません。待たされるのは、正規ブリッジでL1へ資金を戻す場合だけです。高速なサードパーティ製ブリッジなら、手数料を払ってこれを速められ、その方法はブリッジとそのリスクで説明しています。

ChainMonitorの3つのチェーンが、オプティミスティック・ロールアップです。Arbitrum One、Base、OP Mainnetです。BaseとOP Mainnetは、OP Stackを使っています。Arbitrumは、独自のNitroスタックを使います。Arbitrum、Base、Optimismのガイドをご覧ください。

ゼロ知識ロールアップ

ZKロールアップ(ゼロ知識ロールアップ)は、チャレンジ期間に頼りません。代わりに、バッチごとに**有効性証明(validity proof)**が付きます。これは、新しい状態が古い状態からルールに従って導かれたことを示す数学的な証明です。イーサリアムは、スマートコントラクトでこの証明を検証します。有効であれば、バッチが受け入れられます。

利点は、長い待ち時間が必要ないためL1でのファイナリティが早いこと、そして無効な状態が受け入れられないという強い保証があることです。欠点は、証明の生成に重い計算が必要なこと、そして、特にイーサリアムのすべての機能に対応しようとすると、技術的に構築が複雑なことです。この分野は急速に発展しており、いくつかのZKロールアップが存在します。ChainMonitorの7つのチェーンに、ZKロールアップはありません。

すべてのL2手数料に含まれるL1データ手数料

L2の取引手数料は、2つの部分からなります。

1. L2実行手数料。 ロールアップ上であなたの取引を実行するための費用です。通常はごくわずかです。
2. L1データ手数料。 イーサリアムへのデータ投稿の、あなたの分担分です。手数料のうち、こちらのほうが大きいことがよくあります。

L1データ手数料は、イーサリアムのデータコストが変わると変動するため、L2自体が静かなときでも、L2の合計手数料が動くことがあります。ガストラッカーでは、L2の数値にこのL1データ手数料が含まれているので、本当のコストがわかります。さらに詳しくは、ガスと手数料をお読みください。

あなたにとっての意味

• 日常の利用では、オプティミスティックもZKも、速くて安いという点で似た使い心地です。
• イーサリアムへ資金を戻す予定なら、どれくらいかかるかを確認してください。オプティミスティックなら、約7日を見込むか、ブリッジを使ってそのリスクを確認してください。
• 資金はイーサリアム上のコントラクトが保有していますが、ロールアップには依然として独自のコード、シーケンサー、アップグレードのルールがあります。それらは、別のリスクです。

よくある質問

暗号資産のロールアップとは何ですか?

ロールアップは、取引をイーサリアムの外で処理し、バッチにまとめて、イーサリアムのセキュリティを引き継げるよう、データをイーサリアムに投稿するレイヤー2ネットワークです。

なぜArbitrum、Base、Optimismからの出金に7日かかるのですか?

これらはオプティミスティック・ロールアップです。公式ブリッジで出金を要求した後、約7日のチャレンジ期間があり、その間は誰でもそれが無効であることを証明できます。資金は、期間が終了した後に解放されます。

オプティミスティックとZKロールアップの違いは何ですか?

オプティミスティック・ロールアップは、結果が正しいと仮定し、一定期間、異議申し立てを認めます。ZKロールアップは、すべてのバッチに数学的な有効性証明を付けるため、異議申し立てのための待機期間が不要です。

シーケンサーとは何ですか?

ロールアップ上で取引を並べて実行し、すばやい確認を返すサーバーです。大規模なロールアップの多くは、プロジェクトチームが運営する1つのシーケンサーを使っており、速い一方で、中央集権の一点になっています。

イーサリアムのblobとは何ですか?

EIP-4844で導入された、安価で一時的なデータの添付です。ロールアップは、calldataより低いコストでイーサリアムにデータを投稿するために、これを使います。