原生ロールアップは、L1自身のSTFを使用してアプリケーションレイヤーの状態変換を検証します。 **執筆：チェーンコミュニティ** 過去2年間、イーサリアムは完全に「ロールアップ中心」のロードマップに取り組んできました。この戦略は、ブリッジ契約でETHをロックし、オフチェーンで取引を実行し、詐欺証明またはゼロ知識証明（ZKP）を使用してLayer2（L2）の状態を検証し、引き出しを処理することに関わります。 ! [](https://img.gateio.im/social/moments-b1400970119d0a71bc82ac9ec8ae3b0e) しかし、重大な課題があります：イーサリアム自体がEVMの実行をネイティブで検証していないため、ロールアップは独自にチェーン上で状態の変化を検証するための証明システムを実装する必要があります。 イーサリアムは頻繁にハードフォークを経験しており、これによりEVMが変更される可能性があります。 これは、ロールアップチームが彼らのカスタム実装をメンテナンスおよびアップデートする責任があることを意味します。 通常、セキュリティ委員会の設立やトークン投票ガバナンスシステムの採用が必要とされ、それによってブリッジ契約やプルーフメカニズムの更新を管理します。 前のシリーズでは、Based rollup と Booster rollup について説明しました。今回は、ネイティブなrollupの概念について詳しく見ていきます。 ## **Based、Booster とネイティブの違いは何ですか？** Basedロールアップ、Boosterロールアップ、およびネイティブロールアップの定義には多くの混乱があるかもしれません。以前のシリーズでBasedロールアップとBoosterロールアップについて説明しましたので、この記事を読む前にそれらをご覧いただくことをお勧めします。しかし、この3種類のタイプについて簡単に振り返ります。 Based RollupsはL1バリデータセットを使用して取引を整理し、分散化を促進しますが、L1のブロック時間が比較的長い（たとえば12秒）ため、スループットに影響を与える可能性があります。ただし、この体験を改善する取り組みが行われており、プリコンファームテクノロジーを使用して、コミュニティの持続的なイノベーションを享受しながら、より速い取引の最終確認をユーザーが行えるようにしています。 Booster Rollups は、L2 上で L1 処理をシミュレートすることにより実行とストレージを拡張し、再デプロイメントなしにアプリケーションを成長させます。この手法は拡張性を提供しますが、従来のロールアップに比べて追加の複雑さを導入し、開発およびメンテナンスにより高度なエンジニアリング努力が必要です。 ネイティブ Rollups は、L1 の状態遷移機能（STF）をアプリケーションレイヤーの状態変更の検証者として利用しています。しかし、Optimism、Arbitrum、およびその他のロールアップは、EVM などの同等環境で動作していますが、通常、イーサリアム上で直接実装できない複雑なカスタム変更や実用的でない変更が含まれています。ネイティブ ロールアップ はかつて法定 ロールアップ と呼ばれ、さまざまな執筆で詳しく議論されていました。また、「標準ロールアップ」の用語は、@apolynya によって一時的に使用されていました。しかし、最終的に「法定」の用語は「ネイティブ」に置き換えられ、既存のEVM等価 ロールアップ がこのモデルにアップグレードされる可能性を示しています。「ネイティブ」の用語は、@danrobinson とLidoからの匿名の貢献者によって提案されました。 ## **原生 rollup はどのように動作しますか？** オリジナルの rollup 提案には、EXECUTE プリコンパイルが導入され、rollup ステートの変換の検証者として機能します。このプリコンパイルにより、rollup チームは彼らの検証者契約で使用でき、プルーフシステムを提供し、rollup がイーサリアムのオリジナルの検証を継承することができます。 この新しいプリコンパイルは、ある意味で「EVM内のEVM」の概念に似ており、イーサリアムのソーシャルコンセンサスのもとでハードフォークプロセスを通じて更新されます。これにより、EVMの変更がプリコンパイルに反映され、rollupがイーサリアムの検証を受け継ぎ、rollupチームがセキュリティ委員会やマルチシグに関するガバナンス責任を軽減し、rollupをユーザーにとってより本質的に安全なものにします。 EXECUTEプリコンパイルは、EVMの状態遷移のバリデーターとして機能し、ロールアップがアプリケーション層でイーサリアムのネイティブベースの機能を活用できるようにします。 EIP-1559 に似たガス価格メカニズムを活用して、pre\_state\_root、post\_state\_root、trace、gas\_used などの入力を使用して変換を検証します。 ロールアップのスケーラビリティのニーズに応じて、バリデーターは再実行または SNARK プルーフを通じてロールアップ状態遷移の正確性を強制できます。 さらに、スロットごとのレイテンシーが統合され、MEVベースのプルーフ競合などの集中化リスクが軽減されます。 このプリコンパイルは、プルーフシステム内での「信頼ないロールアップ」のサポートにより、ロールアップの開発を簡素化します。Basedロールアップデザインと組み合わせると、並べ替えやプルーフシステムがすべてイーサリアムによって管理されるため、この構造は通常「スーパーソニックロールアップ」と呼ばれる、完全な信頼性を実現できます。これにより、組み合わせ可能性が向上し、リアルタイム決済の可能性もあり、より組み合わせ可能で安全なロールアップ設計が促進されます。 ! [image-20240930222847819.png](https://img.gateio.im/social/moments-f0281efd18d2196d71d6928a1cbdf598) 提案されたプリコンパイルの動作はEVMに類似しており、ロールアップトランザクションを再実行して正当性を検証します。これはロールアップの主要な利点と矛盾しています。なぜなら、ロールアップの利点はオフチェーン実行であり、イーサリアムに対して有効性の証明を提出するだけだからです。逆に、プリコンパイルは本質的にイーサリアムが既に行っていることを反映しており、L1からの計算負荷を軽減するのではなく、追加の価値をもたらしていません。 EVMのような検証人を選択する理由は、ZKテクノロジーの未熟さに起因しており、広く使用されているzkVMが脆弱性を示している一方で、ZKPの急速な進化により、特定のzk検証人をハードコードすることはリスクが高く柔軟性に欠ける。イーサリアムはむしろ多様性と中立性を重視し、異なるzkクライアントを実験することを許可し、単一の検証人に固執しない。 しかしながら、これはイーサリアムのスケーラビリティに貢献していないことを意味するものではありません。イーサリアムはzkプルーフ検証者をオフチェーンに保持してセキュリティを確保していますが、このプリコンパイルを使用して、ロールアップが提出したzkプルーフを検証しています。これにより、イーサリアムの検証者はすべてのロールアップトランザクションを完全にシミュレートする必要がなくなります。代わりに、オフチェーンのzkプルーフに依存することで、ネットワークはそのセキュリティ保証を維持し、同時に実行面でのスケーラビリティを実現しようとしています。 ## **ネイティブロールアップの主な利点は何ですか? ** 原生 rollup を使用することで、多くの複雑な作業をプリコンパイル処理で行うことができ、不正証明やSNARKチェックなどがより簡単になります。これは、より少ないコードの記述とメンテナンスが必要であり、証明ネットワークやセキュリティ委員会などの追加システムは必要ありません。 チェーン上 SNARK 検証のコストが高いため、多くの zk-rollup はコストを節約するために頻繁に取引を決済しないようにしています。 EXECUTE プリコンパイルを使用して、SNARK を再帰的に使用して複数の証明をまとめることで、これらのコストを削減することができます。この方法により、ロールアップの取引を効率的に検証し、オフチェーンの検証をよりコスト効果的にします。 従来のロールアップでは、エラーのない操作を確実にすることは課題です。通常、広範な検査が必要です。多くのチームは、中央集権的なソーティングを採用してリスクを低減し、悪意のあるブロックの生成を防止しています。しかし、事前にコンパイルされたネイティブ実行により、より安全で権限のないソーティングメカニズムを実現することができます。この方法により、ロールアップはL1のセキュリティを継承するだけでなく、アセットの代替可能性も継承します。なぜなら、取引はイーサリアムの信頼環境で直接検証されるからです。 EVM に互換性のある rollup はたくさんありますが、EVM と同等のものはほとんどありません：通常、メインブロックチェーンとの同期を保つためには、rollup の更新にはチームや投票システムが必要であり、これにはリスクが伴う可能性があります。ネイティブな rollup はメインブロックチェーンと自動的に同期し、追加のルールや投票者なしですべてを同期させることができます。zk-ロールアップには、100ミリ秒などの超低遅延の証明時間を実現することは非常に困難なエンジニアリングタスクです。一方、ネイティブのロールアップは、より"ゆるい"証明時間スケジュールを許可し、それを完全なスロットまで延長することができるかもしれません。この方法により、即座に証明を生成するプレッシャーが軽減され、信頼性が向上し、L1との統合が強化される可能性があります。 ## **すべての rollup はネイティブですか？** 目前すべてのrollupスタック、OP StackやArbitrum Orbit Stackなどは、すべてが「ネイティブロールアップ」に変わる可能性があり、その結果、イーサリアムのセキュリティ特性を直接継承できます。このアップグレードにより、ユーザーはより満足感を得ることができ、セキュリティが強化されます。同時に、rollupチームはセキュリティ委員会の必要性がなくなり、より安心感を得ることができます。また、rollupチームは引き続き効率的な共有オーダリングレイヤーを提供することで競争を続け、オーダーフィーを取得し、MEVを最大化することができます。 しかし、全てのロールアップがネイティブ形式に移行するわけではありません。一部のL2機能はネイティブのロールアップと互換性がなく、独自の取引タイプ、異なるgasの請求方法、およびメインのL1ブロックチェーンに存在しないプリコンパイルを含む。L2ロールアップ間のVMの多様性は、それぞれが共通のセキュリティベースを共有しており、今日のL2エコシステムの大きな利点です。 * @EclipseFND は SVM ロールアップです。*@movementlabsxyzMoveVMロールアップ* @Starknet は CairoVM ロールアップです。 @doganeth\_en さんが指摘しているように、将来のロールアップは3つのカテゴリに分けられます：企業ロールアップ、性能重視のロールアップ、そして「対齊」のネイティブなロールアップ。 企業は、ロールアップの管理、順序付け、所有に重点を置くようになり、トランザクションの順序付け、実行、およびアプリケーションをWeb2のように制御したい企業に最適です。 パフォーマンスに焦点を当てた ロールアップ は、イーサリアムの決済を使用しますが、代替データの可用性に依存して最適なパフォーマンスを実現します。たとえば、@megaeth\_labs はデータの可用性を達成するために @eigen\_da を使用しています。これらの ロールアップ は中心化度が低いですが、ETH の有用性を向上させる一方で、一部のイーサリアムの特性を犠牲にしています。ネイティブ ロールアップ は、イーサリアムの Based インフラと完全に統合され、イーサリアムレベルの分散化、直接ステートアクセスと共有実行の提供、およびより安価なオフチェーン ZK プルーフ検証を提供します。これらの ロールアップ はイーサリアムのネットワーク効果に貢献し、収益を共有する可能性がありますが、その持続可能性は自然な経済的インセンティブに依存しています。 ## **まとめ** 原生 ロールアップ 代表了以太坊 ロールアップ 中心の重要な進展であり、イーサリアムベースのインフラストラクチャにより適合した方法を提供します。EXECUTE プリコンパイルを導入することで、原生 ロールアップ はガバナンスを簡素化し、マルチシグネチャ、セキュリティ委員会、またはトークンベースの投票システムへの依存を排除しました。この手法によりセキュリティが向上し、ロールアップの効率的なスケーリングが可能となり、オフチェーンのzkプルーフを活用することで信頼最小化とスケーラビリティを確保しています。 この提案は将来性がありますが、課題がないわけではありません。既存のほとんどのロールアップはEVMと同等とされていますが、通常EVMにわずかな変更が加えられています。したがって、ネイティブなロールアップモデルに移行することは、カスタマイズされたEVM実装を持つロールアップに追加の開発負担をもたらす可能性があります。 それにもかかわらず、ネイティブロールアップは、イーサリアムのセキュリティと柔軟性をロールアップ設計と組み合わせた魅力的なパスを提供します。 L1との連携を促進することで、断片化を減らしながらイノベーションを促進し、イーサリアムのエコシステムを将来的によりまとまりのある回復力のあるものにします。
次世代のイーサリアム坊 L2を解説：ネイティブ Rollups
原生ロールアップは、L1自身のSTFを使用してアプリケーションレイヤーの状態変換を検証します。
執筆：チェーンコミュニティ
過去2年間、イーサリアムは完全に「ロールアップ中心」のロードマップに取り組んできました。この戦略は、ブリッジ契約でETHをロックし、オフチェーンで取引を実行し、詐欺証明またはゼロ知識証明（ZKP）を使用してLayer2（L2）の状態を検証し、引き出しを処理することに関わります。
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しかし、重大な課題があります：イーサリアム自体がEVMの実行をネイティブで検証していないため、ロールアップは独自にチェーン上で状態の変化を検証するための証明システムを実装する必要があります。
イーサリアムは頻繁にハードフォークを経験しており、これによりEVMが変更される可能性があります。 これは、ロールアップチームが彼らのカスタム実装をメンテナンスおよびアップデートする責任があることを意味します。 通常、セキュリティ委員会の設立やトークン投票ガバナンスシステムの採用が必要とされ、それによってブリッジ契約やプルーフメカニズムの更新を管理します。
前のシリーズでは、Based rollup と Booster rollup について説明しました。今回は、ネイティブなrollupの概念について詳しく見ていきます。
Based、Booster とネイティブの違いは何ですか？
Basedロールアップ、Boosterロールアップ、およびネイティブロールアップの定義には多くの混乱があるかもしれません。以前のシリーズでBasedロールアップとBoosterロールアップについて説明しましたので、この記事を読む前にそれらをご覧いただくことをお勧めします。しかし、この3種類のタイプについて簡単に振り返ります。
Based RollupsはL1バリデータセットを使用して取引を整理し、分散化を促進しますが、L1のブロック時間が比較的長い（たとえば12秒）ため、スループットに影響を与える可能性があります。ただし、この体験を改善する取り組みが行われており、プリコンファームテクノロジーを使用して、コミュニティの持続的なイノベーションを享受しながら、より速い取引の最終確認をユーザーが行えるようにしています。
Booster Rollups は、L2 上で L1 処理をシミュレートすることにより実行とストレージを拡張し、再デプロイメントなしにアプリケーションを成長させます。この手法は拡張性を提供しますが、従来のロールアップに比べて追加の複雑さを導入し、開発およびメンテナンスにより高度なエンジニアリング努力が必要です。
ネイティブ Rollups は、L1 の状態遷移機能（STF）をアプリケーションレイヤーの状態変更の検証者として利用しています。しかし、Optimism、Arbitrum、およびその他のロールアップは、EVM などの同等環境で動作していますが、通常、イーサリアム上で直接実装できない複雑なカスタム変更や実用的でない変更が含まれています。
ネイティブ ロールアップ はかつて法定 ロールアップ と呼ばれ、さまざまな執筆で詳しく議論されていました。また、「標準ロールアップ」の用語は、@apolynya によって一時的に使用されていました。しかし、最終的に「法定」の用語は「ネイティブ」に置き換えられ、既存のEVM等価 ロールアップ がこのモデルにアップグレードされる可能性を示しています。「ネイティブ」の用語は、@danrobinson とLidoからの匿名の貢献者によって提案されました。
原生 rollup はどのように動作しますか？
オリジナルの rollup 提案には、EXECUTE プリコンパイルが導入され、rollup ステートの変換の検証者として機能します。このプリコンパイルにより、rollup チームは彼らの検証者契約で使用でき、プルーフシステムを提供し、rollup がイーサリアムのオリジナルの検証を継承することができます。
この新しいプリコンパイルは、ある意味で「EVM内のEVM」の概念に似ており、イーサリアムのソーシャルコンセンサスのもとでハードフォークプロセスを通じて更新されます。これにより、EVMの変更がプリコンパイルに反映され、rollupがイーサリアムの検証を受け継ぎ、rollupチームがセキュリティ委員会やマルチシグに関するガバナンス責任を軽減し、rollupをユーザーにとってより本質的に安全なものにします。
EXECUTEプリコンパイルは、EVMの状態遷移のバリデーターとして機能し、ロールアップがアプリケーション層でイーサリアムのネイティブベースの機能を活用できるようにします。 EIP-1559 に似たガス価格メカニズムを活用して、pre_state_root、post_state_root、trace、gas_used などの入力を使用して変換を検証します。 ロールアップのスケーラビリティのニーズに応じて、バリデーターは再実行または SNARK プルーフを通じてロールアップ状態遷移の正確性を強制できます。 さらに、スロットごとのレイテンシーが統合され、MEVベースのプルーフ競合などの集中化リスクが軽減されます。
このプリコンパイルは、プルーフシステム内での「信頼ないロールアップ」のサポートにより、ロールアップの開発を簡素化します。Basedロールアップデザインと組み合わせると、並べ替えやプルーフシステムがすべてイーサリアムによって管理されるため、この構造は通常「スーパーソニックロールアップ」と呼ばれる、完全な信頼性を実現できます。これにより、組み合わせ可能性が向上し、リアルタイム決済の可能性もあり、より組み合わせ可能で安全なロールアップ設計が促進されます。
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提案されたプリコンパイルの動作はEVMに類似しており、ロールアップトランザクションを再実行して正当性を検証します。これはロールアップの主要な利点と矛盾しています。なぜなら、ロールアップの利点はオフチェーン実行であり、イーサリアムに対して有効性の証明を提出するだけだからです。逆に、プリコンパイルは本質的にイーサリアムが既に行っていることを反映しており、L1からの計算負荷を軽減するのではなく、追加の価値をもたらしていません。
EVMのような検証人を選択する理由は、ZKテクノロジーの未熟さに起因しており、広く使用されているzkVMが脆弱性を示している一方で、ZKPの急速な進化により、特定のzk検証人をハードコードすることはリスクが高く柔軟性に欠ける。イーサリアムはむしろ多様性と中立性を重視し、異なるzkクライアントを実験することを許可し、単一の検証人に固執しない。
しかしながら、これはイーサリアムのスケーラビリティに貢献していないことを意味するものではありません。イーサリアムはzkプルーフ検証者をオフチェーンに保持してセキュリティを確保していますが、このプリコンパイルを使用して、ロールアップが提出したzkプルーフを検証しています。これにより、イーサリアムの検証者はすべてのロールアップトランザクションを完全にシミュレートする必要がなくなります。代わりに、オフチェーンのzkプルーフに依存することで、ネットワークはそのセキュリティ保証を維持し、同時に実行面でのスケーラビリティを実現しようとしています。
**ネイティブロールアップの主な利点は何ですか? **
原生 rollup を使用することで、多くの複雑な作業をプリコンパイル処理で行うことができ、不正証明やSNARKチェックなどがより簡単になります。これは、より少ないコードの記述とメンテナンスが必要であり、証明ネットワークやセキュリティ委員会などの追加システムは必要ありません。
チェーン上 SNARK 検証のコストが高いため、多くの zk-rollup はコストを節約するために頻繁に取引を決済しないようにしています。 EXECUTE プリコンパイルを使用して、SNARK を再帰的に使用して複数の証明をまとめることで、これらのコストを削減することができます。この方法により、ロールアップの取引を効率的に検証し、オフチェーンの検証をよりコスト効果的にします。
従来のロールアップでは、エラーのない操作を確実にすることは課題です。通常、広範な検査が必要です。多くのチームは、中央集権的なソーティングを採用してリスクを低減し、悪意のあるブロックの生成を防止しています。しかし、事前にコンパイルされたネイティブ実行により、より安全で権限のないソーティングメカニズムを実現することができます。この方法により、ロールアップはL1のセキュリティを継承するだけでなく、アセットの代替可能性も継承します。なぜなら、取引はイーサリアムの信頼環境で直接検証されるからです。
EVM に互換性のある rollup はたくさんありますが、EVM と同等のものはほとんどありません：通常、メインブロックチェーンとの同期を保つためには、rollup の更新にはチームや投票システムが必要であり、これにはリスクが伴う可能性があります。ネイティブな rollup はメインブロックチェーンと自動的に同期し、追加のルールや投票者なしですべてを同期させることができます。
zk-ロールアップには、100ミリ秒などの超低遅延の証明時間を実現することは非常に困難なエンジニアリングタスクです。一方、ネイティブのロールアップは、より"ゆるい"証明時間スケジュールを許可し、それを完全なスロットまで延長することができるかもしれません。この方法により、即座に証明を生成するプレッシャーが軽減され、信頼性が向上し、L1との統合が強化される可能性があります。
すべての rollup はネイティブですか？
目前すべてのrollupスタック、OP StackやArbitrum Orbit Stackなどは、すべてが「ネイティブロールアップ」に変わる可能性があり、その結果、イーサリアムのセキュリティ特性を直接継承できます。このアップグレードにより、ユーザーはより満足感を得ることができ、セキュリティが強化されます。同時に、rollupチームはセキュリティ委員会の必要性がなくなり、より安心感を得ることができます。また、rollupチームは引き続き効率的な共有オーダリングレイヤーを提供することで競争を続け、オーダーフィーを取得し、MEVを最大化することができます。
しかし、全てのロールアップがネイティブ形式に移行するわけではありません。一部のL2機能はネイティブのロールアップと互換性がなく、独自の取引タイプ、異なるgasの請求方法、およびメインのL1ブロックチェーンに存在しないプリコンパイルを含む。L2ロールアップ間のVMの多様性は、それぞれが共通のセキュリティベースを共有しており、今日のL2エコシステムの大きな利点です。
@doganeth_en さんが指摘しているように、将来のロールアップは3つのカテゴリに分けられます：企業ロールアップ、性能重視のロールアップ、そして「対齊」のネイティブなロールアップ。
企業は、ロールアップの管理、順序付け、所有に重点を置くようになり、トランザクションの順序付け、実行、およびアプリケーションをWeb2のように制御したい企業に最適です。
パフォーマンスに焦点を当てた ロールアップ は、イーサリアムの決済を使用しますが、代替データの可用性に依存して最適なパフォーマンスを実現します。たとえば、@megaeth_labs はデータの可用性を達成するために @eigen_da を使用しています。これらの ロールアップ は中心化度が低いですが、ETH の有用性を向上させる一方で、一部のイーサリアムの特性を犠牲にしています。
ネイティブ ロールアップ は、イーサリアムの Based インフラと完全に統合され、イーサリアムレベルの分散化、直接ステートアクセスと共有実行の提供、およびより安価なオフチェーン ZK プルーフ検証を提供します。これらの ロールアップ はイーサリアムのネットワーク効果に貢献し、収益を共有する可能性がありますが、その持続可能性は自然な経済的インセンティブに依存しています。
まとめ
原生 ロールアップ 代表了以太坊 ロールアップ 中心の重要な進展であり、イーサリアムベースのインフラストラクチャにより適合した方法を提供します。EXECUTE プリコンパイルを導入することで、原生 ロールアップ はガバナンスを簡素化し、マルチシグネチャ、セキュリティ委員会、またはトークンベースの投票システムへの依存を排除しました。この手法によりセキュリティが向上し、ロールアップの効率的なスケーリングが可能となり、オフチェーンのzkプルーフを活用することで信頼最小化とスケーラビリティを確保しています。
この提案は将来性がありますが、課題がないわけではありません。既存のほとんどのロールアップはEVMと同等とされていますが、通常EVMにわずかな変更が加えられています。したがって、ネイティブなロールアップモデルに移行することは、カスタマイズされたEVM実装を持つロールアップに追加の開発負担をもたらす可能性があります。
それにもかかわらず、ネイティブロールアップは、イーサリアムのセキュリティと柔軟性をロールアップ設計と組み合わせた魅力的なパスを提供します。 L1との連携を促進することで、断片化を減らしながらイノベーションを促進し、イーサリアムのエコシステムを将来的によりまとまりのある回復力のあるものにします。