スター二層プラン Arbitrum のローンチが間近に迫り、背後のチーム Offchain Labs がプロジェクトのメカニズムと計画について語る

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DeFiが急成長した昨年、Ethereumネットワークの性能ボトルネックがますます顕著になりました。Ethereum 2.0の実現はまだ遠く、一部のレイヤー2スケーリングソリューションが準備を進めており、年初以来市場で注目を集めています。Offchain Labsチームが提供するスター拡張ソリューションArbitrumもその一つです。

3月16日、SNZ投資管理ディレクターのKaiがOffchain Labsの共同創設者であるSteven Goldfeder氏とEd Felten氏との素晴らしい対話を行い、Arbitrumの概念の起源、動作原理、進捗計画について共有しました。

Kai（以下、司会者）：今日はArbitrum Rollupの2人の創設パートナーをお招きしました。一人はEd Felten氏で、彼はArbitrum Rollupの創設者であり、アメリカの元科学技術長官です。もう一人はSteven氏で、現在プロジェクトのCEOを務めています。

Arbitrumは以前Vitalikが言及したレイヤー2の中で重要なプロジェクトです。彼らは近日中にローンチ予定で、私たちは非常に光栄に思っています。これがArbitrum Rollupチームの国内初の登場です。

最初の質問：お二人の自己紹介と、どのようにブロックチェーン分野に入ったのかを教えてください。

Ed Felten：私は以前、プリンストン大学でコンピュータサイエンスの教授をしていました。2013年に正式にブロックチェーン業界に入り、当時は主に研究を行っていました。2014年には、私の同僚がブロックチェーンのコースを教え始め、私の学生もブロックチェーンの研究プロジェクトを始めました。私は彼らと一緒に取り組みました。2014年にはArbitrumの最初のバージョンを発表しましたが、その時は純粋に研究プロジェクトでした。

2015年、私はアメリカ大統領の招待を受け、プリンストン大学を一時離れ、ホワイトハウスでオバマ大統領の上級顧問を務めました。アメリカ政府に仕えている間の仕事の一つは、暗号通貨とブロックチェーンの研究でした。2017年に学界に戻りました。その時、ちょうど2人の大学院生がいて、一人は今日のライブに参加しているSteven、もう一人は現在Arbitrumの共同創設者であるHarryです。彼らは私に「以前のArbitrumプロジェクトの研究を覚えていますか？タイミングも良いので、この研究を再び進めることができるかもしれません」と尋ねました。

その時、私たちはこのプロジェクトをより完全なシステムに構築することを決定しました。2018年には、Arbitrumシステム全体を説明する学術論文を発表しました。その時、私たち3人はEthereumが拡張性の問題に直面することを確信しました。そして私たちにとって、これはArbitrumを商業実践に持ち込む良い機会でもありました。

Steven：私も2013年にブロックチェーン業界に入りました。その時、私はちょうどプリンストンで博士号を取得しており、主に暗号通貨、暗号学、さまざまなブロックチェーンプロトコルを研究していました。私はEdや他の同僚と一緒に、ブロックチェーン、暗号学、暗号通貨に関する教科書を執筆しました。この本は現在、世界中の200以上の大学で使用されています。本は5つの言語に翻訳されており、中国語も含まれています。これらの分野を学ぶ中国の学生は、この教科書に非常に慣れ親しんでいます。

Edがホワイトハウスを離れてプリンストンに戻った後、私は別の共同創設者と一緒に彼を訪ね、彼のオフィスでこの対話を始めました。2018年の論文発表前に、私たちはArbitrum Rollupに商業的な機会があることを認識しました。したがって、論文発表後すぐに私たちは会社を設立しました。2019年には最初の資金調達を開始しました。

起業の過程で面白い小話があります。私たちがプロジェクトを進めていた時、「Rollup」という専門用語はまだ存在していませんでした。私たちが他の人にプロジェクトや私たちが何をしているのかを紹介する際、他の人は私たちが状態チャネルやPlasmaを作っているのかと尋ねましたが、実際にはどちらでもありませんでした。「Rollup」という言葉が存在しない時に、私たちはすでに取り組んでいました。

その後のことは皆さんもご存知の通りです。2020年、2021年にはRollupの概念が非常に人気になりました。私たちはこの分野で最初にEthereum EVMをサポートできるソリューションを実現しました。

司会者：次の質問です。お二人にArbitrum Rollupプロジェクトとその背後にあるストーリーやアイデアについて紹介していただけますか？

Ed Felten：私はArbitrumの概念の起源に戻りたいと思います。当時、私たちがブロックチェーンの研究をしていたとき、私の心に浮かんでいた問題は、ブロックチェーンの用途はどこにあるのかということでした。例えば、その時ビットコインは非常に人気がありました。しかし、コンピュータサイエンティストとして私が最も興味を持っていたのはスマートコントラクトでした。私はスマートコントラクトが非常に強力であると感じていましたが、早い段階からスマートコントラクトが拡張性の課題に直面していることを明確に認識していました。

例えば、Ethereumを世界中で共有されるコンピュータと想像してみてください。すべてのユーザーがこのコンピュータ上で自分のスマートコントラクトを実行できるとします。それは明らかに非常に高価で、計算速度も遅く、性能も限られています。したがって、私は早い段階から拡張性の問題について考え始めました。Ethereumが登場する前から、Ethereumに類似したシステムが登場した場合、その拡張性をどのように解決するかを考えていました。これがすべてArbitrumプロジェクトの起源です。

私たちは、オフチェーンでありながら安全性を犠牲にしない方法で拡張性の問題を解決したいと考えました。最初は私といくつかの学部生がいくつかのプロジェクトを行い、実際に拡張性の問題を解決しようとしましたが、構築したシステムは部分的な機能しか持っておらず、非常に完全なシステムではありませんでした。したがって、2017年にStevenとHarryと一緒に行ったプロジェクトは、このシステムをより完全にしました。会社を設立した後、私たちの努力はArbitrumがEthereumと互換性を持つことを望んでいます。

Steven：私が話すストーリーの一部はEdと重なります。私はブロックチェーン分野において、Edよりも比較的遅くに入ったのです。Edが14、15年にブロックチェーン関連のコースを教えていたことを覚えていますが、その時私はまだプリンストンに入っていませんでした。Edがホワイトハウスに行った後、私はEdの帰還を待っていました。Harryと私はその時、Ethereumには巨大な潜在能力があることを認識していました。その広範な応用の潜在能力は主流の世界で利用されるでしょう。しかし、同時にEthereumの拡張性には問題があることも確信していました。だから私たちはEdの帰還を待っていました。Edがホワイトハウスから戻ったとき、私たちは一緒にArbitrumプロジェクトを始めました。

私は博士課程の間に他の暗号プロジェクトにも少し関わっていました。だから私はこの分野の潜在能力が巨大であると確信しています。しかし、同時に私は拡張性が大きな問題であり、適切な技術で解決する必要があることも早い段階から認識していました。

Arbitrumは2年半の間に、私たちの考えが正しいことを証明しました。今のタイミングもちょうど良いです。市場は現在、Ethereumの潜在能力が巨大である一方で、拡張性の問題が緊急に解決される必要があることを認識しています。拡張性の問題の解決はブロックチェーン業界にも巨大な潜在能力をもたらします。

私たちの最初の資金調達の際にも、市場を説得するために多くの努力をしました。最初に資金調達を行ったとき、投資家から「なぜあなたは未来にこのソリューションが必要だと確信しているのですか？」と尋ねられました。私は「私は確信しています。いつかEthereumは大規模な主流のアプリケーションを得るでしょうが、同時に拡張性の問題にも直面するでしょう」と答えました。今、その主張は現実のものとなりました。

司会者：お二人はEthereumが現在直面している拡張性の問題についても言及されました。拡張性はArbitrumのオフチェーンソリューションが解決すべき核心的な問題でもあります。

第3の質問：お二人にArbitrumソリューションの動作原理と主な特徴について説明していただけますか？

Ed Felten：まず、Arbitrumの設計原則について紹介します。主に3つのポイントがあります。第一はEthereumと互換性があること。第二は、できるだけ多くの活動をEthereumのオフチェーンで行うことです。なぜなら、Ethereumのガスリソースは最も貴重で高価だからです。第三の原則は信頼不要です。誰でもこのチェーンが正しい行動を取るように強制できます。Ethereum上と同様です。

では、Arbitrumはどのようにこれら3つの原則を実現しているのでしょうか？例えば、誰かが取引データを提出すると、その取引データはEthereumのチェーンに保存され、すべての人がその取引を確認できるようになります。取引の内容は完全に公開されています。しかし、取引に関わる計算とストレージはArbitrum、つまりEthereumのオフチェーンで行われます。このような方法で拡張性を実現し、Ethereumチェーンへの負荷を軽減します。

さらに、Arbitrumは定期的に、例えば5分ごとまたは10分ごとにEthereumに「チェックポイント」を送信します。これは、Arbitrum上で発生したすべての活動の完全な状態のハッシュを含むハッシュです。このハッシュを送信することで、チェーン上の記録として機能します。これにより、大規模に費用を削減し、拡張性を実現できます。

しかし、皆さんは疑問に思うかもしれません。私たちが情報をEthereumチェーンに送信するとき、どのようにその情報自体が正しいことを保証するのでしょうか？これがArbitrumプロトコルの重要な部分です。プロトコルには検証者の参加が含まれ、検証者はチェーン上に記録する必要があり、Ethereumに主張を送信する必要があります。同時に、検証者は保証金を保持する必要があります。もし検証者の主張が偽であれば、検証ノードの保証金は失われます。

検証者が主張をチェーンに送信すると、一定の期間、誰でも自分の異議を申し立てることができます。もしあなたが同意しない場合、争いが生じます。争いの解決メカニズムは、Arbitrumが拡張性を実現するための最も核心的で重要な部分です。

私たちが設計した争いの解決メカニズムは、もし双方がある事柄について異なる意見を持っている場合、有効な解決メカニズムは大から小へと分割することです。例えば、ある取引が10億ステップに関する争いを引き起こした場合、私たちのアプローチは10億ステップを100のより小さな主張に分割することです。それぞれの主張には1000万ステップが含まれます。こうして10億規模の争いを1000万規模に縮小します。異議を唱える側は、その1000万の中から異議を唱えるものを選び、さらに大から小へと進めていき、最も重要な争点を見つけます。重要なステップを見つけた後、Ethereumのコントラクトを使用してそのステップが正しいか間違っているかを決定します。このような方法で効率的な争いの解決を実現できます。

私たちの全体的な思考プロセスは、あるノードが主張を送信し、その主張が正しい場合、問題がなければ、10分ごとにハッシュを送信します。ハッシュがEthereumチェーンに送信され、争いがなければ、システムは順調に運行し続けます。もし争いがあれば、先ほど紹介した効率的な方法で争いを大から小へと縮小し、最終的に良い仲裁を得ることができます。これがシステムの効率的な部分です。

一般のユーザーにとって、このようなメカニズムが複雑すぎるのではないかと心配するかもしれませんが、その点については心配する必要はありません。なぜなら、このメカニズムは一般のユーザーにはあまり関係がなく、争いの解決メカニズムは専門のノードが担当します。もちろん、普通の人がより多くの利益を得たい場合は、検証ノードとして参加することもできますが、そうしたくない場合は無理に参加する必要はありません。

司会者：レイヤー2も以前から話題になっているトピックです。Arbitrumの他にも状態チャネルやZK Rollupなど、さまざまなソリューションがあります。

第4の質問：お二人にお聞きしますが、Arbitrumは他のソリューションと比べてどのような利点と欠点がありますか？特にZK Rollupと比較して。

Steven：まず明確にしておくべきことは、現在最良の解決策は存在しないということです。これは多くの人々が協力するプロセスです。その中で努力する人が多ければ多いほど、結果は良くなります。したがって、私たちは他のチームに対して尊重の心を持ちつつ、比較を行います。

最初にPlasmaとの違いを比較し、その後状態チャネルとの違い、最後にZK Rollupとの違いを説明します。

Plasmaが実現しようとしていることは多く、実行面の可用性だけでなく、データ面の可用性も実現しようとしています。可用性の定義は、実行とデータの両方をオフチェーンに置くことです。Rollupにとっては、データはチェーン上にあり、実行はオフチェーンにあります。Arbitrumも同様で、取引データはEthereumチェーン上にあります。計算とストレージだけがオフチェーンに置かれています。

Plasmaがやろうとしていることは多いため、直面する問題も多くなります。少なくとも現時点では、Plasmaを完全に実装したチームは存在せず、多くのチームがPlasmaを実装する過程で多くの問題に直面しています。一方、Rollupは実現しようとしていることが少ないため、相対的に実行可能なソリューションであり、拡張性の問題を解決する潜在能力がより大きいようです。これが、現在ますます多くの人々がRollupに興味を持つ理由であり、少なくとも難易度が比較的小さいからです。

次に状態チャネルとの違いを説明します。状態チャネルは、契約の取引相手が固定されている場合に適用されます。例えば、特定の人と取引を行う場合やゲームをする場合です。しかし、オープンな世界を想像してみてください。あなたは取引相手が誰であるかを知らず、ランダムであったり、信頼できない可能性があります。したがって、状態チャネルには大きな制限があります。

しかし、現在状態チャネルのチームは、状態チャネルとRollupを組み合わせて、状態チャネルをRollup間やRollupとEthereum間のクロスチェーンブリッジにするという非常に興味深いアプリケーションを見つけたようです。このような組み合わせにより、エコシステムをより完全に補完し、より完全で興味深く、すべての人に適したエコシステムを形成することができます。

ZK Rollupに関しては、即時に証明が必要なため、費用が非常に高くなります。また、ZKのエディタは高レベルの言語を低レベルの言語に変換する必要があり、効率も非常に低下します。

私はZK Rollupが将来的に非常に良い解決策になる可能性があると考えていますが、Ethereumの問題は現在存在しています。Arbitrumは現在のEthereumの問題をうまく解決できます。

ちなみに、私は初めて発表しますが、今年の夏にZK Rollupの研究者がArbitrumのチームに加わります。なぜ私たちがZKチームの研究者を雇うのか？技術的には、最良の定義は存在せず、技術の発展と進化には終わりがありません。現在の最良の技術が将来も最良であるとは限りません。私たちは常に更新を維持し、自らを革新しなければ、将来的には他者に挑戦され、取って代わられることになります。

私自身の研究分野の例を挙げると、私は2013年に論文を発表し、2015年、2018年、2020年にも同様の内容の論文を発表しました。これらはすべてブロックチェーン分野の閾値署名に関する研究です。私の研究の例からもわかるように、技術は常に進化し更新される必要があります。ZKに関しては、将来的にEthereumが広範なアプリケーションを実現し、EVMの互換性を実現するためには、ZKを採用する可能性があります。ただし、その時間のスパンは数年、あるいはそれ以上に延びるでしょう。

Arbitrumにとって、私たちがZKの研究者を雇うことは、自己革新を通じてArbitrumが現在最良の解決策であることを保証することを望んでいます。将来的により良い解決策があれば、ZKとの統合や他のソリューションとの統合に関わらず、私たちは継続的に研究し、常に最新の技術を把握し、自らを革新し続けます。

ZK Rollupの利点は迅速な最終性です。したがって、送金や引き出しは迅速に確認されます。しかし、Arbitrumではチャレンジ期間が存在するため、引き出すにはチャレンジ期間が終了するのを待つ必要があります。速度とタイムリーさではZKには及びません。しかし、これは致命的な欠点ではありません。状態チャネルやHOPのプロトコルもすでにいくつかの実行可能な解決策を提案しています。アプリケーション層で迅速に送金や引き出しを実現できるようにしています。将来的には、迅速な引き出しがそれほど重要ではなくなるでしょう（Rollupシステム層面では）。

ZKや他の解決策に関わらず、Arbitrumは現在最良の解決策です。そして、時間が経てば私たちは継続的に更新とアップグレードを行います。ZKや他の良い技術があれば、私たちは学び、参考にすることを気にしません。私たちは常に最も優れた科学者を雇用し、ZKの研究者も加わる予定です。これらはすべて、Arbitrumが技術的に常に先行できるようにするためです。

司会者：Stevenが先ほど共有した重要な情報があります。Arbitrumは将来的にZKに関するものも存在するでしょう。

第5の質問：Arbitrumのテストネットは現在どのような状態ですか？メインネットのローンチはどうなっていますか？Arbitrumのメインネットに対してどのような期待がありますか？

Steven：実は、皆さんが現在最も関心を持っているのはメインネットのローンチの情報だと思います。Arbitrumのテストネットはすでに5ヶ月間運用されており、現在のパフォーマンスは非常に良好です。テストネットはネットワークの性能や存在する問題をテストし、同時に負荷テストも行います。

私たちが現在処理しているスループット（TPS）は非常に大きく、百万レベルに達しています。ピーク時には毎分1万4000件のリクエストを受け付けることができます。具体的な進捗については、皆さんに期待していただきたいです。今週、私たちは「リリース候補版」を発表し、まずテストネットでテストを行った後、メインネットにデプロイします。

テストネットからメインネットへの移行は、私たちがすべてのことに対して持つ姿勢を示しています。私たちのコードは33回のセキュリティ監査を受けています。私たちはユーザーが資金をArbitrumに託けていることを理解しているので、ユーザーの資金の安全性を非常に重視しています。

「リリース候補版」に関しては、すべての人を招待し、一緒に負荷テストを手伝ってもらいます。信じてください、すぐにやってくるメインネットのローンチ後、皆さんは失望しないでしょう。

Arbitrumは他のプロジェクトとは異なり、私たちのメインネットがローンチされる初日から、プロジェクトのすべてを公開し、すべての人をメインネットに参加させることができます。

司会者：StevenがArbitrumの今後の発展プロセスについて紹介してくれたことに感謝します。

第6の質問：私たちは同様に、Arbitrumがメインネットにローンチされた後に直面する課題や全体的な計画についても関心を持っています。

Ed Felten：現在、私たちの重点はメインネットのローンチにあり、メインネットの移行プロセスをできるだけスムーズで安全にすることです。将来的に私が最も関心を持っていることは、拡張性です。

拡張性

現在、私たちは拡張性や費用の面で良い成果を上げていますが、私は性能のさらなる向上を望んでいます。主に革新的なエンジニアリング手法を通じて。例えば、仮想マシンEVMシステムの開発方法やノードの設定方法を通じて、性能をさらに向上させることです。将来的にEthereum上のトラフィックがさらに増加し、スループットの需要が増加したとき、私たちはその需要を満たすことができ、現在多くのプロジェクトが直面しているボトルネックの問題を回避できると予想しています。

プログラマビリティの努力

私たちは、皆さんが異なる方法でスマートコントラクトを書くことを許可したいと考えています。例えば、現在私たちは、あなたが書いたスマートコントラクトをコンパイルできるプロジェクトを持っています。Solidity言語以外の他の言語を使用してスマートコントラクトを書くことができ、同時にArbitrum上で実行できます。さらに、Solidity言語で書かれた仮想マシンとも相互作用できます。これはプログラマビリティの面での進歩です。このような方法を使用することで、ブロックチェーンプログラミングに不慣れな外部の開発者が参入できるようになります。

要約すると、私たちが注目しているのは拡張性とプログラマビリティ、そしてより良い開発ツールです。

インタラクティブQ&A

質問：レイヤー2の資産がレイヤー1に移行するには非常に長い待機時間が必要です。この待機時間についてゲストはどう考えていますか？Arbitrumまたはそのエコシステムプロジェクトはこの問題をどのように解決していますか？

資産をレイヤー1からレイヤー2に移動する場合、またはレイヤー2でレイヤー1のものを呼び出す場合、この時間はレイヤー1の時間によって決まります。しかし逆に、資産をレイヤー2からレイヤー1に移動する場合、またはレイヤー1からレイヤー2のものを呼び出す場合、レイヤー2でOptimistic Rollupのプロトコルを使用した場合、プロトコル層の待機時間は確かに長くなります。これは確かにプロトコルの問題であり、主に解決策にはチャレンジ期間の設定があるため、誰かが異議を申し立てるのを待つ必要があり、異議がなければ最終的な判断を下すことができます。

これが、プロトコル層で数日待たなければならない理由です。しかし、現在Arbitrumエコシステムにはこの問題を解決しようとするプロジェクトも運営されています。Arbitrumテストネットでも運営されています。ユーザーが即座に実現できるようにしています。技術的な実現手段はさまざまですが、実際には本質は同じです。レイヤー1とレイヤー2の間で資産の交換や調整を行うか、他の人から資産を借りて、事前に資産を得ることができます。時間が経てば、ユーザーはこの待機時間の問題を忘れるでしょう。また、取引所もすぐにこのような解決策を使用するようになり、資産の入金や引き出しには基本的に待機時間が必要なくなります。ユーザーにとって、待機時間の問題は将来的にますます重要ではなくなるでしょう。

質問：最近、プライバシー取引や「科学者」の先行を防ぐことが大きな問題となっています。この点について、Layer 2でどのように解決しているのか、ゲストにお聞きします。

Steven：事前に注文を出すことや先行する問題を解決することについて。この問題は確かにArbitrumが意識的に注目している問題です。以前、私はコーネル大学で他の人と共同で論文を書き、先行問題を研究しました。私はこの問題について早い段階から考えていました。Arbitrumには良い解決策があります。現在は、アグリゲーターが取引を収集して順序を決定しています。また、私たちが使用しているのはレイヤー1のマイナーによる順序付けです。これにより、この順序の系列が少なくともレイヤー1と同じくらい良いことが保証され、レイヤー1よりも悪くなることはありません。これが現在の状況です。

将来的には、このソリューションをさらに最適化します。将来的には、別の側面を導入し、「シーケンサー」が主にレイヤー1よりも低い遅延を提供します。取引が発生した後、取引を受け取り、応答する速度は、レイヤー1があなたの取引を取り込む前よりも早くなります。

これを実現するのは難しいです。なぜなら、順序付けは非常に大きな権利を持つことになるからです。この権利を利用すると、MEV先行問題が発生します。私たちはこのような順序付けの権利をユーザーや他の側に与えたくありません。

ちょうど私はコーネル大学で昨年発表した別の論文があり、「公平な順序付けのビザンチン耐障害メカニズム」を提案しました。公平な順序付けの順序は、取引が提起され、シーケンスに入る順序が最終的に排出される順序です。そして、順序付けを担当するのはシーケンサーまたはシーケンスノードと呼ばれます。これにより、MEV問題が解決されます。

MEVが存在する理由は、現在順序付けを担当している側が順序を調整する巨大な権利を持っているからです。しかし、「公平な順序付け」メカニズムが導入されると、順序を調整する可能性はなくなります。

要約すると、現在のArbitrum上ではMEV問題はレイヤー1よりも悪化することはありません。また、時間が経つにつれて、シーケンサーの導入と公平な順序付けメカニズムの導入により、状況はますます良くなるでしょう。ユーザーは、悪意のあるノードが先行する方法で利益を損なうことを心配する必要はなくなります。これは確かにEthereumやブロックチェーンアプリケーションにとって大きな問題です。私にとって、現在のArbitrumの解決策は最良のものです。

プライバシーの面では、ユーザープライバシーとコントラクトプライバシーに分けて説明できます。ユーザー層のプライバシー問題について、レイヤー2はEthereumに対して改善も悪化もしていません。例えば、Ethereum上では新しいアドレスを作成し、秘密鍵を作成できます。最初はこれらは公開されず、個人のプライバシーです。しかし、すべての取引が公開されているため、悪意のある人はあなたの取引を追跡し、最終的にアカウントと個人を結びつけることができます。ユーザープライバシーに関して、レイヤー2技術はEthereumに対して改善も悪化もしていません。

コントラクト層のプライバシーについては、コントラクトの内部状態が公開されない、またはコントラクトの実行による取引が公開されないことを指します。最初のバージョンのArbitrumでは、信頼不要のメカニズムがあったため、コントラクトを信頼不要にするには、コントラクトが公開され、すべての人が確認できる必要があります。しかし、コントラクトの参加者が限られている場合、いくつかの技術手段を用いてコントラクトのプライバシーを実現することができます。

一方ではサイドチェーンを使用することができます。例えば、Arbitrumのロードマップには、メインネットのローンチ後に行うサイドチェーンが計画されています。また、他の技術もロードマップに記載されています。時間が経てば、Arbitrum上に多くのプライバシー技術が導入され、限られた参加者のコントラクトがコントラクト層のプライバシーを実現できるようになります。