Offchain Labsの共同創設者：なぜ私は依然としてOptimistic Rollupに期待しているのか

執筆： Ed Felten 、 Offchain Labs の共同創設者

原文タイトル：《なぜ私は依然として楽観的であるか》

編訳： Luffy 、 Foresight News

Arbitrum は、Optimistic Rollup を採用した Ethereum 拡張プロトコルです。人々はよく、なぜ Arbitrum が Optimistic を選んだのか、また Arbitrum が ZK 証明に移行することを期待しているのかを尋ねます。私は以前この質問に答えたことがありますが、それは約 2 年前のことでした。これは私の現在の個人的な見解であり、他の人は異なる意見を持つかもしれません。

システムを設計する際、私は実用主義を強く信じています。私たちは特定の技術的アプローチに執着し、それを何が何でも適用するべきではなく、どのアプローチがユーザーと開発者のニーズを最も満たすかを問うべきです。最良の方法は時間とともに変わる可能性があり、その場合、私たちも変化を受け入れる用意があります。

私たちが Arbitrum に Optimistic を選んだのは実用的な理由からであり、私は Optimistic 証明が ZK 証明よりも優れた選択であり、ユーザーと開発者のニーズをよりよく満たすと信じています。簡単に言えば、Optimistic は ZK よりも安価で、シンプルで、柔軟です。以下でこれらの主張を一つずつ説明します。

つまり、状況が変わり ZK がより良い選択肢になる場合、Arbitrum は変更すべきだと思います。しかし、そのような状況がすぐに起こるとは予想していません。

Optimistic はコストが低い

Optimistic 証明の素晴らしさは、誠実な当事者にとって、証明コストが常にゼロであることです。一般的な状況では、真実の声明を発表するだけで証拠は必要なく、決して疑問視されることはありません。もし挑戦があれば、その解決にはいくらかのコストがかかります。しかし、不誠実な当事者は挑戦に負け、そのステークを失い、そのステークは挑戦のコストを支払うために使用されます。

Optimistic プロトコルは、多数の当事者が実行を行い、発表された実行結果に関する声明を確認できるように依存しています。言い換えれば、チェーンにはノードが必要です。しかし、重要な用途を持つチェーンには、ユーザーやインフラプロバイダーが運営する多くの一般ノードが存在し、チェーンの活動を支えています。これらのノードは自然に Optimistic プロトコルの見張り塔として機能します。

対照的に、ZK は発表された各声明に対して暗号証明を生成することを要求し、その証明は Layer 1 で検証されなければなりません。時間が経つにつれて、ZK 研究者はこれらの証明を生成するコストを削減してきましたが、ゼロにはできません。

実際、Optimistic 実行と比較して、ZK 証明のコストはかなり高いです。もしスマートコントラクトがビット単位の AND 演算を実行する場合、Optimistic システムの各検証者はビット単位の AND 演算を実行するだけです。ZK 証明者はビット単位の AND 命令を実行し、その結果を証明するために多くの高価な暗号操作を実行する必要があります。もしアリスとボブが果物を買いに行き、アリスがブドウを1つ、ボブがブドウを1つとスイカを1つ買った場合、アリスのコストは決してボブより高くなりません。

Optimistic Rollup と ZK Rollup の両方で、一般ノードはチェーンの進化の歴史を理解するために各取引を実行する必要があるため、この部分には違いはありません。

したがって、Optimistic のコストは低いです。

Optimistic はシンプル

ソフトウェア工学、特にセキュリティ工学においては、シンプルであることが最善です。複雑さはセキュリティリスクを増加させ、すべてを遅くし、困難にします。

間違いなく、Optimistic 証明は ZK 証明よりもシンプルです。Optimistic 証明は開発者にとって理解しやすいですが、ZK 証明は複雑な数学と深遠で微妙な暗号理論に依存しており、これを理解できる人はほとんどいません。暗号学を教える教授でさえ、ZK 証明システムを理解するのに苦労しなければなりません。

Optimistic は柔軟

証明はすべての L2 にとって必要です。しかし、証明はユーザーと開発者が望む唯一のものではありません。彼らは新機能を求めており、これらの機能は Optimistic システム上でより簡単かつ迅速に構築できます。

良い例は Arbitrum Stylus で、これにより開発者は Rust や C++ などの汎用言語を使用してスマートコントラクトを記述し、WASM 仮想マシンでこれらのプログラムを実行できます。これらは EVM コントラクトと同じチェーン上で、完全な相互運用性を持っています。Stylus のような機能を構築することは挑戦的であり、2 つの仮想マシンをシームレスなシステムに統合する必要があります。

Optimistic システムでこのような機能を構築できる理由の一つは、Optimistic 実装が標準プログラミング言語とツールを使用できるため、ソフトウェアの開発が容易になることです。対照的に、ZK は異なるプログラミングツールを必要とし、手動で ZK 回路を構築するか、すべてを回路に簡略化する中間コンパイラを使用する必要があります。カスタムツールとプログラミング手法は常に遅く、面倒であり、これによりシステム全体の進展が遅くなります。

Optimistic システムのシンプルさは、より大きな柔軟性とより迅速な進化の速度に変換されます。

最終確定時間は同じ

人々はよく Optimistic Rollup と ZK Rollup の最終確定時間について尋ねますが、答えは同じです。

取引の結果が完全に確定し、プロトコル内のすべての参加者がその結果を知っているとき、取引は最終性を持ちます。Rollup チェーンは、Optimistic チェーンでも ZK チェーンでも、2 つの段階で実行されます。まず、ソーターが到着した取引のシーケンスを発表し記録します。次に、決済層が順番に取引を計算し、実行結果を証明します。取引が取引シーケンス内で最終確定の位置を持つとき、最終性が達成されます。この時点で、取引の結果は完全に最終確定した取引シーケンスによって決定され、誰もがその結果を知っています。

最終性は、Ethereum に発表されたソーターの出力によって決定されるため（この点で、Optimistic と ZK のプロセスは同じです）、証明者ではありません。したがって、Optimistic と ZK システムは完全に同じ最終性の挙動を持っています。

クロスチェーン通信時間

ZK が先天的に優れている点は、クロスチェーン通信の遅延、つまりあるチェーン上のコントラクトが別のチェーン上のコントラクトに信頼なしにメッセージを送信するのにどれくらいの時間がかかるかです。

代替資産（ETH またはトークン）のクロスチェーン移転は通常、迅速なブリッジサービスを通じて行われ、その操作は Optimistic 証明や ZK 証明に依存しないため、一般ユーザーはクロスチェーン資産移転時間に違いを感じません。

他のタイプのクロスチェーンメッセージについては、ZK がより早くなります。なぜなら、ZK チェーンは Optimistic チェーンよりも早くその状態チェックポイント（checkpoint）を親チェーン（つまり L2 の Ethereum）に送信できるからです。これは、送信チェーンが ZK 証明を使用している場合、資産移転以外のユースケースにおいて信頼なしのクロスチェーンメッセージングがより早くなることを意味します。

この差がどれほど重要であるかはまだ不明です。今日、ほとんどのクロスチェーン活動は資産移転であり、ユーザー体験には大きな違いはありません。

結論

私にとって、答えは明確です：Optimistic の利点（低コスト、シンプルさ、柔軟性）は、ZK の利点（非資産移転のクロスチェーン機能の速度）よりも際立っています。

これが、Arbitrum が依然として Optimistic 証明を使用している理由です。