アリクソンとの共著。ジャスティンに触発されました。Charlie と Dan から分岐しました。Barnabe、Mike、Justin の草稿を読んでくれたことに感謝します。

イーサリアムL1では、すべてのアプリケーションが共有ステートマシン上でアトミックに実行されます。 ロールアップ中心のロードマップは、イーサリアムをスケーリングするために、このコアプロパティ を犠牲にし ています。

現在のロールアップ アプローチは、アプリケーションがロールアップに対してローカルのままである間はうまく機能します。 ただし、これらの各ロールアップがサポートできるアプリケーションの数には制限があり (固有のシーケンシャル ボトルネックのため)、相互に通信するようには設計されていません。

今日では、規制の圧力とネイティブの相互運用性の欠如により、共有シーケンス(したがって、ある程度の流動性共有とそれら間のアトミックコンポーザビリティ)を可能にするミドルウェアブロックチェーン(またはスーパーチェーン/ハイパーチェーンの精神に基づくロールアップフレームワーク)への ロールアップ が推進されています。

ここで考えられる最終状態は、新しい各L2が他のL2と効率的に通信するためにサードパーティのミドルウェア(共有シーケンサーサービス)を必要とする世界です。

このアプローチの重要かつ過小評価されているトレードオフは、ロールアップがL1の根底にある 活性保証 (イーサ リアムを特別なものにしている大きな 部分)や、その 信頼できる中立性 の完全な力 を継承しなくなることです(ロールアップはイーサリアムの外部にある代替のコンセンサスメカニズムに依存するため)。

ベースのロールアップは、検閲に強い未来、つまりベースレイヤーの中立性と活性を第一原則として構築された未来のための異なるビジョンを提供します。 このビジョンは、既存のロールアップに対して競合するのではなく、包括的です。 楽観主義やその他のプラットフォームは、ビジネスモデルを損なうことなく、基盤となることができます。

ベース ロールアップとは

要約すると、ベース (または L1 シーケンス) ロールアップは、ロールアップの特別なサブセットです。 このようなロールアップの順序付けは極めて単純で、L1 の活性と分散化を継承します。 さらに、ベースのロールアップは、特にベース L1 と経済的に整合しています。

ロールアップは、そのシーケンスがベース L1 によって駆動される場合、ベース (L1 シーケンス) と呼ばれます。 より具体的には、ベースのロールアップとは、次の L1 提案者が L1 検索者やビルダーと協力して、次のロールアップ ブロックを次の L1 ブロックの一部としてパーミッションレスに含めることができるロールアップです。

ベースロールアップは、ベースレイヤーの活性特性を継承し、ミドルウェアブロックチェーンに依存することなく相互運用性を実現できるという点でユニークです(有効性を低下させることなく、信頼できる中立性を大幅に高めることができます)。これらの機能は、他のロールアップ アーキテクチャと対比して説明するのが最適です。

ロールアップ アーキテクチャ

現在、ほとんどのロールアップでは、集中型シーケンサーが使用されています。 シーケンサーは、mempoolからトランザクションを収集し、バッチ処理してL1に投稿します。 このアプローチの主な利点は、シーケンサーがユーザーに迅速な事前確認を提供することです。 また、不正や有効性の証明がない初期段階のロールアップのリスクを軽減し、証明システムにあるバグのリスクを軽減するのにも役立ちます。 シーケンサーが信頼できるエンティティ(Optimism Foundationなど)によって操作されている場合、無効な状態遷移が発生する可能性が大幅に減少します。

集中型シーケンサーの主な問題は(MEVの悪用の可能性は別として)、活性と検閲耐性の観点から単一障害点を提示することです。 現在のロールアップは、シーケンサーのダウンタイムや検閲から保護するために、出口ハッチと強制インクルージョンを提供しますが、現実的には、L1トランザクションに多額の費用を費やすことが期待できないL2ユーザーのかなりの割合にメリットはありません。 もう 1 つの潜在的な問題は、ユーザーが出口ハッチの使用を余儀なくされると、そのロールアップのネットワーク効果がリセットされることです。 また、強力な政府や規制当局がシーケンサーを介してチェーンにKYCや制裁要件を課すことも比較的簡単です。

共有シーケンサーは、ロールアップエコシステム間の相互運用性や分散化の強化など、集中型シーケンサーに関連する多くの問題に対処することを目的としています。 Espresso Systems と Astria は、このアプローチに取り組んでいるチームです。 共有シーケンサー設計の優れた点は、現在のほとんどすべてのロールアップが、楽観的かzkかに関係なく、このアーキテクチャを実装できることです。 この設計を採用したロールアップは、中央配列のロールアップと比較して高いレベルの分散性を維持しながら、互いにアトミックに構成する能力を持つことになります。

外部共有シーケンサー モデルの欠点の 1 つは、ロールアップがベース レイヤーの活性特性を継承しないことです (検閲 耐性の過小評価要因)。 もう1つの欠点は、ある時点で独自のトークンが必要になる可能性が高い(または、利益を上げるために独断的な形式のmev抽出に従事する必要がある)ため、それに依存するロールアップは、おそらくベースレイヤーとの 経済的整合性が低下 することを意味します。

ベースのロールアップは、HotShot for Espresso(およびそれに付属する中間トークンやmevポリシー)などの共有シーケンサーシステムの 外部コンセンサスに依存する ことなく、L1プロポーザーを共有シーケンサーとして直接活用します。 そのため、ベースレイヤーのニュートラル性をより多く継承します。

相互運用性

ベース ロールアップは、基本レイヤのビルダーと提案者を活用することで、追加のミドルウェアを必要とせずに、バッチが同じブロックで送信されるロールアップ間の相互運用性を維持できます。

迅速な事前確認( 100ms程度)は、集中型シーケンシングで簡単であり、外部のPoSコンセンサスで達成できます。 L1シーケンシングによる迅速な事前確認は、EigenLayer、インクルージョンリスト、 SSLE 、およびmev-boostを活用することで 実現できます 。

簡略

ベースシーケンシングは極めてシンプルです。一元化されたシーケンシングよりも大幅に単純です(ただし、ベースの事前確認は多少の複雑さをもたらします)。 ベースシーケンシングでは、シーケンサーの署名検証、エスケープハッチ、外部PoSコンセンサスは必要ありません。

ベースシーケンシング(事前設定なし)は、現在テストネットで機能しています。 最初のベースのロールアップ であるTaikoは、メインネットの準備を進めており、2024年第1四半期に稼働する予定です。

ベースロールアップピッチ

イーサリアムのスーパーパワーの1つであり、ソラナやコスモスBFTチェーンと比較した重要な差別化要因は、失速後に自己修復する能力です(ライブネスの保証の直接的な結果)。 このように 動的な可用性 を重視することで、ベースレイヤーは非常に回復力があり、敵対的な環境でも繁栄することができます - 実際、 第三次世界大戦への耐性 は 明確な設計目標です。

フォースインクルージョン設計では、ロールアップが L1 の活性を活用できるというのが一般的な常識ですが、現実には、非ベースのロールアップは (脱出ハッチがあっても) 活性が低下します。

ベース ロールアップと比較すると、非ベース ロールアップは決済の保証が弱く (トランザクションは決済を保証する前にタイムアウト期間を待たなければならない)、有毒な MEV の影響を受けやすく (タイムアウト期間中の短期間のシーケンサー検閲による)、多くの場合、ユーザーは終了するために時間とガスのペナルティを負う必要があります (バッチ処理されていないトランザクション データ圧縮が最適ではないため)。

その結果、シーケンサーの活性障害によって引き起こされる大量終了(例えば、分散型PoSシーケンシングメカニズムに対する51%攻撃)に反応して、ネットワーク効果がリセットされるリスクがあります。

ベースのロールアップの背後にある主な考え方は、シーケンサーを使用するのではなく、L1 プロポーザーとビルダーの分離を使用して L2 ブロブ (圧縮を含む) をネイティブに含めることです。 この観点から、L1が提供するものは何でも継承します。

最初の Arbitrum の実装は、ベースのロールアップでした。シーケンサーは、より高速なトランザクションに対するユーザーの要求のために、後になって導入されました。 事前確認に基づくと、 この緊張が解消されます。 EigenLayer、 インクルージョンリスト、SSLEが稼働すると(提案者の先読みが長くなる)、ベースのロールアップは、ユーザーエクスペリエンスを損なうことなく、L1の活性性と検閲耐性の特性を継承できるようになります。

このビジョンは包括的であり、既存のロールアップやその収益モデルと競合するものではありません。 特に、ベースロールアップでは、L2 輻輳料金からの収益のオプションが保持されます (例: EIP-1559スタイルのL2基本料金)は、MEV収入の一部を犠牲にする可能性があります。

また、ベースのロールアップは、シーケンス処理を L1 に委任しているにもかかわらず、主権のオプションを保持します。 ベースのロールアップは、ガバナンストークンを持つことができ、基本料金を請求することができ、そのような基本料金の収益を適切と思われるように使用できます(たとえば、楽観主義の精神で公共財に資金を提供するため)。

ベース ロールアップの利点

1. 低コスト:ベースシーケンシングは、ガスオーバーヘッドがゼロです。 集中型または分散型のシーケンサーからの署名を検証する必要さえありません。 ベースシーケンシングのシンプルさにより、開発コストが削減され、市場投入までの時間が短縮され、シーケンシングや脱出ハッチバグの表面積が崩壊します。
2. 経済的な連携:独自のトークンを持つミドルウェアソリューションを使用する必要はありません。 さらに、ベースのロールアップから発生するMEVは、自然にベースL1に流れます。 これらのフローは、L1の経済安全保障を強化し、MEVバーンの場合、L1ネイティブトークンの経済的希少性を改善します。 L1とのこの緊密な経済的連携は、ベースのロールアップが正当性を構築するのに役立つ可能性があります。
3. 中立性と活性の向上:ベースシーケンシングは、L1の分散化を継承し、L1の検索者・構築者・提案者のインフラストラクチャを自然に再利用します(これにより、より信頼性の高い中立性が得られます)。 ベース シーケンシングは、L1 と同じ活性保証を享受します (非ベース ロールアップでは活性が低下します)。
4. シンプルさ:ベースシーケンシングは極めてシンプルです。集中型シーケンシングよりも大幅にシンプルです。 ベースシーケンシングでは、シーケンサー署名の検証、エスケープハッチ、トークン、外部PoSコンセンサスは必要ありません。

ベース ロールアップのデメリット

1. MEV 収益の損失: ベースのロールアップは MEV を L1 に送らず、収益を基本料金に制限します。
   • 反論 1: MEV は、渋滞料金と比較すると、今日のロールアップ収入のごく一部です。 これは今後も当てはまると想像するのが妥当です(アプリがMEVを意識し、しきい値暗号化などの緩和技術が普及するにつれて)。 同様の理由で、今後MEVの収益が減少する可能性もあります。
   • 反論2:全体として、ベースになることは、実際にはロールアップの全体的な収入を増加させる可能性があります。 ロールアップのランドスケープは、(同期コンポーザビリティの強力なネットワーク効果により)もっともらしく勝者総取りであり、勝者のロールアップは、ベースのロールアップの改善されたセキュリティ、分散化、シンプルさ、および調整を活用して優位性を達成し、最終的に収益を最大化する可能性があります。
2. ロールアップ間でのコストの分担がより困難になる: 外部共有シーケンスを使用すると、2 つのロールアップからのデータを格納するために 1 つの BLOB を購入するなど、データ投稿のコストを "無料" で共有 できるため、2 つの個別の BLOB を購入するよりもコストが削減されます。
   • 反論: L1 提案者は、シーケンスするすべてのベースのロールアップ間でコストを分担できる可能性があります。 これをさらに一歩進めて、L1提案者は、共有シーケンサーを含む他のサービスとコストを分担することもできます。
3. スループットは依然として L1 によって制限されています: すべてのロールアップは、スループットが制限された 1 つの Ethereum L1 を共有します。 データはオンチェーンであるため、すべてが同時にtpsを達成できるわけではありません。
   • 反論 1: これはすべてのロールアップに当てはまります。 ベース ロールアップが大きな牽引力を得ると、L1 はベース ロールアップの要件に合わせてある程度進化します。
   • 反論2: 4844 (2024年第1四半期予定)は、DAの価格設定を実行レイヤーの競争から切り離します。 Dankshardingを使用したイーサリアムは、インターネット帯域幅が許す限り、DAスループットを高く拡張できます。
4. 共有ステートマシンはアトミック性にまだ優れています:提案者がトランザクションを実行する人ではないため、共有ステートマシン(たとえば、完全にイーサリアムL1)で取引する場合と同じアトミック性の保証はまだ得られません。
   • 反論 1: アトミック非同期コンポーザビリティは過大評価されています。
   • 反論2:非同期コンテキストでアトミック性が望ましいことが証明された場合、<a href="https://hackmd.io/@EspressoSystems/SharedSequencing#Cryptographically-guaranteed-cross-rollup-atomic-bundles">atomic bundles + <a href="https://hackmd.io/@EspressoSystems/SharedSequencing#Cryptoeconomically-assured-cross-rollup-atomicity">cryptoeconomic assurancesは、おそらく大部分のユースケースで十分です。
5. ベース化された事前設定は、追加の信頼の前提をもたらします: (ロールアップ内からの)非事前設定トランザクションは、次の事前設定スロットがコミットされるまでキューに入れられるため、バリデータの100%が事前確認者として関与していない限り、ベース事前設定を使用したベース付きロールアップの活性保証は、事前設定を使用しないベース付きロールアップの活性保証よりも厳密に劣ります(したがって、ベースレイヤーよりも著しく劣ります)。
   • 反論1:実際には、その違いは無視できるはずです。 ベースとなる事前設定は、十分な数のL1バリデーターが事前確認者である必要があるため、十分な数のL1バリデーターが事前確認者である必要があるため、先読みに少なくとも1人の事前確認者がいる場合にのみ機能します。 現在、ビーコンチェーンには少なくとも32人の提案者がいます。 これは、バリデータの20%が事前協議者である場合、少なくとも1 - (1 - 20%)^32 ≈ 99.92%の確率を持つ事前協議者が存在することを意味します。 バリデータの30%がプレコンサーの場合、これは1 - (1 - 30%)^32 ≈ 99.999%に増加します。 再編成やプレコンファがランダムにオフラインになることを懸念する場合は、プレコンファザーとして参加しているバリデーターの任意の割合について、少なくとも2人または3人(またはn人)のプレコンファザーが先読みに含まれていることを計算できます。 100をはるかに下回る%があり、その活性保証の差はごくわずかです(ただし、その正確な数は誰と話すかによって異なる場合があります)。 これは、ライブネスを外部のコンセンサスに頼ることとは別の世界です。
   • 反論2:SSLE(Single Secret Leader Elections)は、先読みを劇的に増やすことを可能にし(例えば、1024スロットに)、この懸念を効果的に取り除く。 SSLEでは、preconfersは、バリデーターのpubkeyに関する詳細情報を明かすことなく、それぞれのスロットでpreconferであるゼロ知識証明を(オフチェーンおよびオンチェーンで)宣伝できることに注意してください。
   • 反論3:SSLEはこれを修正しますが、実際には提案者の先読みを個別に増やすことができるため、SSLEを待つ必要さえありません。 そして、そうすることははるかに簡単です。

概要

ロールアップ プロトコルの設計は曖昧です。 分散化やセキュリティに「正しい」レベルはありません。 検閲耐性のような資質は、網羅的に定義することはできません。

今日、ロールアップは、シーケンスを分散化し、ドメイン間の相互運用性を向上させるために、外部のコンセンサスを持つブロックチェーンミドルウェアの採用に向けて推進されています。 ベースのロールアップは、よりシンプルで、より中立的で、より経済的に整合した代替手段を提供します。

迅速な事前確認を伴うベースのロールアップは、アプリケーション開発者(およびそのユーザー)が、有効性(この場合は 確認速度)を犠牲にしない方法でイーサリアムの活性と信頼できる中立性のスーパーパワーをフルに活用することに関心があるという仮説を検証します。

ベースの事前設定では、ユーザーエクスペリエンスのトレードオフは解消されます。

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