ブロックチェーンのロールアップ完全ガイド

ロールアップはブロックチェーン技術の一種だよ。別のブロックチェーンとつながることで機能するんだ。通常はスマートコントラクトやデータコミットメントを使ってそれを実現するよ。ロールアップは自分のシステム上でトランザクションを行い、そのトランザクションやシステム全体の状態を定期的に接続されているメインブロックチェーンと共有するんだ。

ロールアップの全体的な状態は「ステートルート」と呼ばれるんだ。このステートルートは、特定のルールが守られると最終的なものとして認識されるよ。これらのルールは、主にメインブロックチェーンのスマートコントラクトによって管理されていることが多いんだ。時には、ユーザーがこのステートルートに異議を唱えたり、正しさの証明を確認したりすることもできるよ。すべてのロールアップがこの基本的な機能を共有しているけど、それぞれユニークな特徴を持つように発展してきたんだ。これがユーザーを引きつけ、市場で競争するのに役立っているよ。

この論文の目的は、ロールアップの違いを分類して、理解しやすい方法を作ることなんだ。ロールアップが異なる点を、親しみやすさ、最終性の時間、モジュール性、成熟度などの側面から見ていくよ。その結果が、異なるロールアップの特徴を比較するためのフレームワークになるんだ。

#ロールアップって何？

ロールアップは特別な種類のブロックチェーンネットワークなんだ。このシステムでは、トランザクションが実行され、ブロックが形成されるけど、ユーザーはロールアップチェーンの正しさをトランザクションが確定するまで完全には確信できないんだ。ロールアップは自分が処理するトランザクションとそのステートルートを定期的に共有するよ。このステートルートは、特定の条件が満たされると最終的なものとして扱われるんだ。

ロールアップを管理するスマートコントラクトを持つメインブロックチェーンは、レイヤー1ブロックチェーンと呼ばれることが多く、ロールアップ自体はレイヤー2と呼ばれるよ。この設定では、ロールアップはスマートコントラクトをサポートするブロックチェーン、例えばイーサリアムの上に構築される必要があることが多いんだ。それぞれのロールアップは、どのデータを共有するか、最終性にはどの条件が必要か、その他の特性について独自のルールを持っているんだ。似たような動きをするロールアップもあるけど、それでも運用方法に影響を与える小さな違いがあることもあるんだ。

#ロールアップの種類

#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、ロールアップの状態が正しいと信じて運営されているんだ。つまり、ステートプロポーザーが新しいステートルートを提案すると、それは一定の期間内に異議が唱えられない限り受け入れられるんだ。誰もこのステートルートに異議を唱えなければ、それは最終的なものになるよ。完璧なシステムであれば、間違いはないって考え方なんだ。

#ゼロ知識ロールアップ

ゼロ知識ロールアップは、トランザクションを検証するために証明を使うんだ。トランザクションが行われると、正しく完了したことを示す証明が作られるよ。この証明は、メインブロックチェーン上で検証されるんだ。この方法のおかげで、ゼロ知識ロールアップはオプティミスティックロールアップよりもずっと早くトランザクションを最終化できるんだ。

#レイヤー2ロールアップ

ロールアップはしばしばレイヤー2ソリューションと呼ばれるよ。メインブロックチェーン（レイヤー1）の上で機能して、メインブロックチェーンだけでは処理できないトランザクションをたくさん処理することを目指しているんだ。例えば、イーサリアムの取引速度はかなり遅いけど、ロールアップを使うとそれを約2000トランザクション毎秒に増やすことができるんだ。

#ロールアップのコンポーネント

ロールアップを理解するには、そのコンポーネントを知る必要があるよ。ロールアップは時々コミットチェーンやバリデーションブリッジとも呼ばれるんだ。トランザクションの順序を管理し、ステートルートを公開し、これらのステートルートを確認して受け入れる方法が必要になるよ。

また、レイヤー1のブロックチェーンとロールアップの間で資産を移動させるための方法も必要なんだ。通常、シーケンサーと呼ばれる主要なアクターが一人いて、その人やシステムがトランザクションを順番に並べて公開するんだ。シーケンサーは、メインブロックチェーンと共有されるトランザクションのバッチを構築する責任があるんだ。

ユーザーは、トランザクションが投稿された時点でロールアップに最終化を信頼することが多いけど、それを「ソフトファイナリティ」と呼ぶんだ。しかし、他の人は完全に信頼する前に最終性メカニズムによって設定された条件を待つかもしれない（これを「ハードファイナリティ」と呼ぶよ）。

現在、大半のロールアップは開発者によって制御された単一のシーケンサーで動いているけど、今後のバージョンではこの役割が分散化されたり、特定のルールに基づいて変更されたりする可能性があるよ。

#ロールアップのメカニクス

ロールアップは自分のネットワークのステートルートを公開するんだ。このステートルートは、ユーザーの残高やスマートコントラクトのコードなど、ロールアップの現在の状態に必要なすべてのデータを要約しているよ。多くの場合、シーケンサーとステートプロポーザーは同じエンティティであるけど、必ずそうとは限らないんだ。

どのステートルートが受け入れられるかを決定するためには、検証者も必要なんだ。この検証は、人間でもスマートコントラクトを通じても行うことができ、正しさの証明を確認する役割を果たすよ。検証の方法によって、役割が明確だったりぼやけていたりすることがあるんだ。

さらに、すべてのロールアップには、クロスチェーン通信を可能にするブリッジがあるよ。このブリッジは、レイヤー1からレイヤー2、そしてその逆に資産を移動させるために重要なんだ。このブリッジが存在することで、資金が正確に二つのシステムの間で移動できるようになるんだ。

#研究の焦点

ロールアップの台頭は、解決すべき課題を引き起こしているんだ。似たように見えるロールアップでも、成熟度やセキュリティによって大きく異なることがあるよ。ロールアップを簡単に比較できることが重要だね。

よくある誤解は、ロールアップがその基盤となるレイヤー1ブロックチェーンと同じだと思われることなんだ。これは真実ではなく、開発者は違いに気づくかもしれないけど、エンドユーザーはそうでないことが多いんだ。トランザクションの実行方法の小さな変更が、予期しない結果につながることがあるんだ。

現代のレイヤー1ブロックチェーンは徹底的にテストされているけど、ロールアップはまだ初期段階なんだ。すでにメインネットを立ち上げたロールアップもあるけど、すべての機能が完全に実装されているものはほんの数個しかないんだ。急いで開発を進めることは、ユーザーの資金を危険にさらすことがあるんだ。

異なるロールアップは、似たような機能や特性を説明するために異なる用語を使うこともあるよ。このバリエーションは、研究者や一般ユーザーを混乱させることができるんだ。この研究の目標は、ロールアップの用語を明確にし、比較のためのフレームワークを作ることなんだ。

#ロールアップの特性

ロールアップは、以下の4つの主要な特性に基づいて比較できるよ：

1. 親しみやすさ: ロールアップがその基礎となるレイヤー1や他のロールアップとどれだけ親しみやすいか。これはユーザーの体験に影響を与えるから、認識されていない機能は予期しない挙動を引き起こすことがあるんだ。

2. 最終性の時間: この特性は、ロールアップのトランザクションが最終化されるまでにかかる時間を決定するよ。長い最終性の時間は、ロールアップがメインブロックチェーン上に構築されたアプリケーションとシームレスに連携するのを難しくすることがあるんだ。

3. モジュール性: この特性は、ロールアップがどのように構成されるかに関係しているよ。ロールアップの各機能を単一のユニットにまとめることも、異なるコンポーネントに分けることもできるんだ。これがロールアップの信頼性や信頼性に影響を与えることがあるよ。

4. 成熟度: これはロールアップがどれだけ発展しているかを指すんだ。成熟度はシステムの全体的な堅牢性や信頼性に影響を与えるよ。新しいロールアップはまだ不安定で、ユーザーにとってリスクが大きい場合があるんだ。

#最終性の時間

ロールアップの最終性の時間は、他のアプリケーションとの統合のしやすさや、全体のユーザー体験に影響を与える重要な要素なんだ。最終化に時間がかかるロールアップは、迅速な確認が必要な既存のアプリケーションと相性が悪いかもしれないんだ。

ロールアップ内での最終性の実現方法は、大きく分けてオプティミスティックロールアップとゼロ知識ロールアップの2つだよ。

オプティミスティックロールアップは、誰かがそれを間違っていると証明できない限り、ステートルートを受け入れるんだ。バグがなければ、ステートルートは常に正しいことになるよ。異議を唱える期間は通常数日間続くんだ。

対照的に、ゼロ知識ロールアップは、メインブロックチェーン上で迅速に検証できる証明を使用するんだ。これにより、彼らのステートルートは多くの場合数分で最終化できて、ユーザー体験を大きく改善するんだ。

#親しみやすさ

レイヤー1からロールアップに移行するユーザーや開発者にとって、親しみやすさは重要なんだ。ロールアップがレイヤー1ブロックチェーンに似ていると、ユーザーは簡単にそれとやり取りできるからね。多くのイーサリアムベースのロールアップは、既存のツールや言語との互換性を目指していて、スムーズな移行を実現しているんだ。

でも、いくつかのロールアップは異なるアプローチを取って新しいシステムを導入することがあるよ。例えば、スタークネットは親しみやすいEVMの代わりにカスタム仮想マシンを使用しているけど、ジルクイットのような他のロールアップはEVMとの互換性を保っているんだ。これがユーザーにとって急な学習曲線を生むことがあるんだ。

ロールアップによる変更は、設計上の決定、技術的な制約、または基盤となるレイヤー1ネットワークの進行中の発展から生じることがあるんだ。これらの変化によって、ユーザーがロールアップとやり取りする際に予期しない挙動に直面することがあるんだ。

#モジュール性

ロールアップのモジュール性は、機能の構造に関係しているんだ。いくつかのロールアップはモノリシックで、全てのことを単一のシーケンサーに依存しているけど、他のロールアップはタスクを異なるコンポーネントに分けることがあるよ。

例えば、特定のタスクのために他のネットワークやブロックチェーンに依存するロールアップもあるんだ。これが新しいシステム、つまり「モジュールロールアップ」として知られるものを生むことがあるよ。それぞれのアプローチには異なる信頼仮定が伴うから、ユーザーの体験に影響を与えることがあるんだ。

ソブリンロールアップは、検証のためにスマートコントラクトを使用せずに独立して動作するんだ。一方、エンシュラインドロールアップは、そのロジックをレイヤー1のコードに直接埋め込むんだ。これらのシステムへの信頼は、サポートされているブロックチェーンとの相互作用によって変わることがあるよ。

ロールアップがその機能をどのように扱うかも、リスクプロファイルを変えるかもしれないんだ。他のシステムへの依存は、それらのシステムが失敗したりダウンタイムを経験したりする場合に脆弱性を導入することがあるよ。

#成熟度

ロールアップの成熟度は、その信頼性やユーザーの信頼に影響を与えるんだ。成熟度が低いロールアップは、スムーズな運用やユーザーの安全を保証する機能が完全に実装されていないことがあるんだ。これにより、重要なコンポーネントが失敗すると資金が危険にさらされることがあるんだ。

成熟度を測るためには、機能の完全性や主要なアクターの多様性（マルチシグウォレットを使用するなど）などの基準を考慮する必要があるよ。より堅牢なロールアップは、確立された機能性や安全策が整っているんだ。

まだ開発の初期段階にあるロールアップは、安全な出金方法を提供できないことが多いから、ユーザーにとって重要なんだ。成熟度の高いロールアップは、問題が発生してもユーザーの資金を危険にさらすことなく対処できるんだ。

#ロールアップの視覚的表現

ロールアップの特性をもっとよく理解するために、議論した次元に基づいた視覚的フレームワークを使うことができるよ。レーダーチャートを使うことで、これらの側面を明確に表示できて、ロールアップの違いを見つけるのが簡単になるんだ。

このチャートを使って、ユーザー体験、リスク、および信頼レベルに影響を与える要素を強調できるよ。例えば、最終性の時間が長くて親しみやすさが低いロールアップは、大きな視覚面積を示すかもしれないから、それは最終性の時間が短くて親しみやすさの高いものよりも望ましくないかもしれないんだ。

このフレームワークを使って異なるロールアップを評価することで、ユーザーや開発者はそれぞれのロールアップに関連する特性やリスクをすぐに見ることができるんだ。

#結論

要約すると、ロールアップはブロックチェーンのトランザクション能力を増加させる面白い解決策を提供しているんだ。それぞれのロールアップには独自の特性があって、それを理解することで効果的に環境をナビゲートできるようになるんだ。ロールアップのカテゴリ、特性、違いについて話すことで、これらのシステムを理解するためのより明確なフレームワークを作ることができるよ。

この作業は、ロールアップについてのさらなる探求や議論の基盤となり、彼らの機能を明確にし、ユーザーがロールアップとやり取りする際に情報に基づいた選択ができるようにするんだ。ロールアップが進化し続ける中で、このフレームワークを洗練させることは、今後も続けていくプロセスになるだろうね。