Fraxchainの他に、どのプロジェクトがハイブリッドロールアップを試みていますか？

著者：0xFacai、Jaleel，BlockBeats

6月16日、混合アルゴリズムステーブルコインプロトコルFrax Financeは、Fraxchainという名のEthereum Layer2ネットワークを発表しました。すべてのFrax資産はFraxchain上でネイティブサポートされます。Fraxchainは、OP RollupsとZK Rollupを組み合わせたハイブリッドロールアップ拡張ソリューションを採用し、より良いスケーラビリティ、より速い最終確定性、競合に対するセキュリティの強化を目指しており、暗号コミュニティの注目を集めています。

実際、このロールアップの融合の考え方は新しいものではなく、2022年7月にOptimismのコア開発者Kelvin FichterがOptimism Bedrockアーキテクチャを開発した際に、この混合の考え方を提案し、「Optimistic Rollupは現在、ZK同類製品に対して優位性を持っており、BedrockはOptimisticとZKの間のシームレスな移行を可能にすることを目指しています」と述べ、これに基づいてEthereum共同創設者Vitalik Buterinと議論を行いました。

Kelvin Fichterの考えに基づき、Ethereum共同創設者Vitalik Buterinも自らの見解を発表しました：Optimistic RollupsとZK Rollupsを組み合わせ、ガバナンスは両者間のバグを解決するためにのみ使用されるというプロセスは、1）ブロックを発行、2）24時間の詐欺挑戦期間を待つ；3（a）挑戦がなければ、ZK SNARKを発行し、最終確認；3（b）挑戦があった場合、（挑戦ゲーム、ZK SNARK、ガバナンス）の3つの選択肢のうち2つを選択して決定します。

ますます多くのプロジェクトがLayer2拡張競争に参加する中で、このロールアップ融合型拡張の考え方がますます適用されています。Optimismの他にも、市場には複数のチームがHybrid Rollupsの研究と試行を始めています。Hybrid Rollupsとは何か？なぜHybrid Rollupsを選ぶのか？どのチームがこの分野で開発を行っているのか？BlockBeatsはこの記事で解析と整理を行います。

Hybrid Rollupとは？

Hybrid Rollupは、Optimistic RollupsとZK Rollupの2つの技術を組み合わせることで、製品機能を最大限に最適化し、製品と市場の最適な適合点PMF（Product-Market Fit）を見つけるための混合アプローチのロールアップです。

Hybrid Rollupが何であるかを理解するためには、まずOptimistic RollupとZK Rollupがそれぞれ何であるかを理解する必要があります。

まず、RollupはEthereumの拡張ソリューションの一つであり、Ethereumメインネット（Layer1）上の取引の計算とストレージをLayer2に移し、圧縮してから、圧縮されたデータをEthereumメインネットにアップロードしてEthereumの性能を拡張します。

本質的に、ユーザーは取引をL1のマイナーに送信するのではなく、Rollupサーバーに取引を送信し、Ethereumメインチェーンの外で取引を実行します。しかし、これらのRollupは取引データをEthereumメインチェーンに公開します。取引がメインチェーンに公開されると、それらはL1のセキュリティ特性を引き継ぎます。Rollupは通常、プログラム可能性を持っているため、開発者がDAppを開発できるようにスマートコントラクト（SC）言語をサポートする必要があります。しかし、プライバシーとEVM（Ethereum Virtual Machine）は互換性がないため、SolidityはプライバシータイプのDAppの開発に直接使用できません。これには、公共契約と私的契約の作成をサポートするためのカスタマイズされたスマートコントラクト言語が必要です。もちろん、異なるタイプの状態ツリーを維持する必要があるため、VMモジュールの適合が必要です。

Rollupは通常、第二層で実行され、第三層での実行の柔軟性も持っています。

圧縮データの有効性（つまりデータの正確性）を確保するための異なるアプローチに基づいて、RollupはZK RollupとOptimistic Rollupに分けられます。

ZK Rollupは、ゼロ知識証明を採用したRollupソリューションであり、ZKはゼロ知識（zero knowledge）の略です。他のRollupとは異なり、ZK RollupはzkSNARKアルゴリズム（ゼロ知識証明アルゴリズム）を使用してデータを圧縮し、安全性を確保します。

Optimistic Rollupは文字通り「楽観的なロールアップ」と理解され、Layer1に同期されたデータが正しいと楽観的に仮定します。もし誰かが同期されたデータが正しくない（つまり詐欺行為がある）と思った場合、挑戦期間中に挑戦を発出できます。したがって、この証明方法は詐欺的証明とも呼ばれ、最終的にLayer1に同期されるデータが有効であることを保証します。

Hybridは2つのRollupのソリューションを組み合わせており、公共、私的、混合契約タイプを含むより多くの契約タイプをサポートします。開発者は自分のニーズに基づいて契約タイプを自由に選択でき、ユーザーも混合契約の中で取引タイプを自由に選択できる高い自由度を持っています。

以下の図は、Hybrid混合Rollupの位置付けと機能を簡単に描写しています。現在、複数のプロジェクトがこの方向での構築に取り組んでいることが知られています。各プロジェクトの技術的な詳細は異なりますが、彼らには共通のビジョンがあります：ブロックチェーン業界により多くの可能性、より高いセキュリティ性能、より多くの現実世界のシナリオ、そしてより多くの日常ユーザーをもたらすことです。

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どのチームがHybrid Rollupを試みているのか？

OP+ZKのRollup技術は私たちからはまだ遠いように思えますが、実際にはすでに多くの有名な暗号プロトコルやプロジェクトがこの分野で試みを行っています。最近L2ネットワークFraxchainを発表したFrax Financeを除いても、多くの一流チームが自らの製品を作り出しています。BlockBeatsはこれらのプロトコルとプロジェクトを簡潔に整理しました。

Frax Finance

BlockBeatsは以前報じたように、6月16日、混合アルゴリズムステーブルコインプロトコルFrax Financeは、Ethereum Layer2ネットワークFraxchainを発表しました。このネットワークは、分散型金融分野に重点を置いたスマートコントラクトプラットフォームの構築に取り組んでおり、すべてのFrax資産はFraxchain上でネイティブサポートされます。Frax Financeの共同創設者Sam Kazemianは、Fraxchainが今年の年末にローンチされる可能性が高いことを明らかにしました。

さらに、Frax Financeの創設者Sam Kazemianは最近、ポッドキャスト「Flywheel DeFi」に参加した際、ほとんどの市場にあるLayer2拡張ソリューションとは異なり、FraxchainはOP RollupsとZK Rollupを組み合わせたハイブリッドロールアップ拡張ソリューションを採用することを明らかにしました。これは、FraxchainがOptimistic Rollupアーキテクチャの上に構築され、ゼロ知識証明を統合し、より良いスケーラビリティ、より速い最終確定性、競合に対するセキュリティの強化を目指していることを意味します。

注目すべきは、このネットワークがFraxステーブルコインとFrax Ether（Frax流動的質権派生物）を使用して取引手数料を支払うことです。このLayer2ネットワークで発生した一部の手数料は、Ethereumメインネットに焼却またはリダイレクトされ、FXSガバナンストークンの保有者に配分されます。

Metis

BlockBeatsは以前報じたように、今年3月3日、L2構築に特化したMetisDAOは、ブログでEthereum Layer 2ネットワークMetisがOptimistic Rollup（OPR）とゼロ知識証明（ZKP）を組み合わせたハイブリッドロールアップを開発中であると述べました。これは、Optimistic RollupsのスケーラビリティとZK Rollupのセキュリティを組み合わせるものです。同時に、Metisはこの新しいアーキテクチャの開発を最優先事項の一つとし、この技術をオープンソース化することを表明しました。

Metis Andromedaが発表した2023年のロードマップでは、ハイブリッドロールアップが大きな部分を占めており、Metisの重要性を示しています。

Metisネットワークにおけるハイブリッドロールアップのワークフロー

Aztec

BlockBeatsは以前報じたように、5月4日、Aztecは公開およびプライバシー混合型zkRollupネットワークを発表しました。このネットワークはAztecの名前を引き続き使用し、公共およびプライバシーのスマートコントラクトを同一環境内で実行できることが特徴です。これにより、開発者がこのチェーン上での設計選択を拡張するのに役立ちます。

Aztecは、公開およびプライバシーの方法でスマートコントラクトロジックを実行できる一方で、Ethereumのセキュリティの利点を引き継ぎます。Aztecでは、プライバシーはオプションであり、デフォルトの要件ではありません。その目標は、すべてのデータが公開されている状態でEthereumを拡張し、プライバシー関数呼び出し、取引のプライバシー、ユーザーの匿名性を持つ機能を提供することです。これにより、ユーザーは敏感な情報が漏洩しないように保護しつつ、必要に応じて関連機関と情報を共有してコンプライアンス目的を達成できます。Aztecは、チームが現在基本契約の展開を完了しており、2023年第3四半期までにローカルテストネットを構築する予定であり、ユーザーは2024年初頭までに成熟した公共テストネットにアクセスできる見込みであると述べています。

Polygon

昨年5月、Polygonはグローバルなプロフェッショナルサービスおよび技術会社であるアーンスト・アンド・ヤング（EY）と提携し、Nightfall 3.0バージョンを発表しました。Polygon Nightfallは本質的に、zk暗号を利用してプライバシーを保護するOptimistic Rollupであり、最も顕著な特徴は、Optimistic Rollupのコア概念とZK-Rollupsで一般的に使用されるゼロ知識（ZK）暗号を効果的に組み合わせることで、スケーラビリティとプライバシーの融合を実現することです。

実際、2019年にはEYがNightfallの初期バージョンを発表しており、他のzkソリューションとは異なり、Nightfallはプライバシーを重視したロールアップであり、EYはこれを「Ethereum上で最も注目されるプライバシーソリューションの一つ」と位置付けています。具体的には、Nightfall上の各取引はプライバシーを含んでおり、つまり、アリスがボブに資産を送信する場合、他の人はその資産が何であるか、どれだけの価値が含まれているか、どこに行ったのかを見ることができません。

取引のプライバシーに重きを置く理由は、EYがターゲットにしている顧客が企業であるためです。最初、NightfallはEthereum上に最初の企業向けブロックチェーンを直接構築しようとしましたが、最終的にEthereumメインネットでのプライバシーが高すぎることが判明し、L2に移行し、最終的にPolygonとの提携を選びました。

Mina

軽量ブロックチェーンプロトコルMinaの開発チームO(1) Labsは、Optimism（現在はOP Mainnetに改名）に提案を提出し、MIPS zkVMに基づくゼロ知識証明技術をOP Stackの詐欺証明に適用することを提案しました。このMIPS機能は、ローカルの高性能snarkyJSに加えて、汎用言語でアプリケーションを記述することも可能にします。

さらに、Optimismは6月7日午前2時50分（UTC+8）にメインネットBedrockのアップグレードを完了しました。このアップグレードにより、取引手数料の削減、システム遅延の短縮、ノード性能の向上などが実現されました。また、OptimisticとZKの間のシームレスな接続も可能になりました。

なぜHybrid Rollupsを選ぶのか？

「Optimistic + ZK Rollups」という混合アーキテクチャを採用することで、両者の利点を最大限に最適化できます。これは、Optimistic Rollupアーキテクチャを保持し、EVM互換性を持ちながら、汎用的なゼロ知識証明がセキュリティを最大限に強化できることを意味します。その有効性証明は、オフチェーン取引の正確性を明確に保証し、操作者が無効な状態遷移を実行するのを防ぎます。

ZK Rollupはスループットを向上させます。これは、ゼロ知識証明が追加データの必要性を排除し、各取引が必要最低限のデータのみを保持するためです。これにより、スループットが大幅に増加し、Ethereumの混雑を軽減します。

さらに、ZK Rollupは取引速度の向上と、より速い最終確定性をもたらします。

Optimistic Rollupアーキテクチャにゼロ知識証明を実装することで、取引の最終確定時間は7日から約4時間に短縮されます。通常、確認時間と最終確定時間の2種類の時間があります。Optimistic Rollupはより速い確認時間を提供しますが、Optimistic Rollupが成立する前提は、すべての取引が最初から有効であると仮定することです。そのため、7日のバッファ期間が必要であり、つまり、取引を確認するには7日後に完全な取引の最終確定を実現する必要があります。この7日のウィンドウ期間は、検証者が詐欺証明を提出するためのものです（必要があれば）。ゼロ知識証明を組み合わせることで、証明者が証明を生成し、検証者が承認すれば、取引の有効性をより早く確認できます。

遅延なしにL2から資金を引き出すことができることは、融合型ロールアップがユーザーにより高い資本効率をもたらすことを意味します。