出典：Bitcoin Magazine；翻訳：ウーズ、ゴールデンフィナンシャル

Rollupsは最近、BTCの拡張の焦点となり、ライトニングネットワークから本当に風を奪い、より広い注目を集める最初のものとなりました。 Rollupsは、ライトニングネットワークのコア流動性の制限や制約に影響を受けないオフチェーン第2レイヤーとして機能することを目的としており、最終ユーザーは事前に資金を割り当て（または「貸し出し」）する必要があります。お金を受け取るために、または中間ルーティングノードが支払い金額を送信者から受信者まで全体的に移動させるために通路残高が必要です。

これらのシステムは、最初にイーサリアムや他のチューリング完全システムで実行されましたが、最近はUTXOベースのブロックチェーン（例えばBTC）に移植することに重点が置かれています。この記事では、現在BTC上で実装されている状況についてではなく、BTCで直接ZKPの検証を行うことができない現在のBTCの制約に基づく、理想的なロールアップの機能を長年追求してきた人々が議論されます。

Roll の基本構造は次のとおりです：単一のアカウント（BTCではUTXOと呼ばれる）が、Rollup内のすべてのユーザーの残高を保持します。このUTXOには、MerkleツリーのMerkleルートとして存在する、Rollup内の現在のアカウントのすべての残高を約束するコミットメントが含まれています。これらのすべてのアカウントは、公開鍵/秘密鍵ペアを使用して認可されているため、オフチェーンの支出を行うには、ユーザーは依然として秘密鍵でいくつかのコンテンツに署名する必要があります。この構造の一部により、ユーザーは許可を得ることなくいつでも退出することができます。トランザクションを作成し、自分のアカウントがMerkleツリーの一部であることを証明すれば、ユーザーは運営者の許可なしにRollupから一方的に退出することができます。

Rollupのオペレーターは、オフチェーン取引のプロセス中に口座残高のメルクルルートを更新するために、トランザクションにZKPを含めなければなりません。このZKPがない場合、トランザクションは無効になり、ブロックチェーンに含まれません。この証明により、オフチェーンアカウントのすべての変更がアカウント所有者の適切な承認を受けているかどうか、およびオペレーターが利益相反によるユーザーの資金の盗難や不正な再割り当てを行っていないかどうかを人々が検証できます。

問題は、オンチェーンにメルケルツリーのルートのみが公開されており、ユーザーがそれを表示およびアクセスできる場合、いつでも許可なしで分岐をツリーに配置し、退出する方法はどのようになりますか？

適切なロールアップ

適切なRollup内で、新しいオフチェーン取引が確認されるたびに、Rollupアカウントの状態が変化するたびに、情報は直接ブロックチェーンに挿入されます。木全体ではなく、それはばかげているからですが、木を再構築するために必要な情報です。単純な実装では、Rollup内のすべての既存のアカウントの要約には残高が含まれ、アカウントはRollupの取引が更新されるたびに追加されます。

より高度な実装では、残高の差分を使用します。これは、更新プロセス中にどのアカウントが資金を増減させたかを要約するものです。これにより、各ロールアップの更新には発生したアカウント残高の変更のみが含まれます。その後、ユーザーは単純にチェーンをスキャンし、ロールアップの先頭から「計算」を行い、アカウントの残高の現在の状態を再構築することができます。これにより、彼らは現在の残高のMerkleツリーを再構築できます。

これにより、多額の費用とブロックスペース（お金を節約すること）を節約しながら、ユーザーが一方的に退出するために必要な情報にアクセスできるようになります。ロールアップルールでは、これらのデータを、ユーザーに提供される公式のロールアップに含める必要があります。つまり、アカウントの要約やアカウントの差異を含まないトランザクションは無効と見なされます。

有効期限

ユーザーデータの取り出し可能性の問題を処理する別の方法は、データをブロックチェーンの外の別の場所に置くことです。これには微妙な問題が生じ、ロールアップは依然としてデータが別の場所で利用可能であることを強制する必要があります。従来、他のブロックチェーンがこれを目的として使用され、ロールアップなどのシステムのデータ利用可能性レイヤーとして専門に設計されています。

これにより、同じくらい強力なセキュリティ保護が困難になりました。データが直接BTCブロックチェーンに公開されると、コンセンサスルールによってそれが絶対に正しいことが保証されます。しかし、外部システムに公開されると、それができることはSPVプルーフを検証することであり、つまり、データが別のシステムに公開されていることを確認することです。

これには、他のオンチェーンでデータが存在することを検証する必要があり、これは最終的にオラクルマシンの問題です。 BTCのブロックチェーンは、自身のブロックチェーン上で発生すること以外のすべてのことを完全に検証できません。最善の場合、ZKPを検証できます。ただし、ZKPは、ロールアップデータを含むブロックが生成された後に実際に公開されたかどうかを検証できません。それは外部情報が本当にすべての人に公開されたかどうかを検証できません。

これにより、データの拘留攻撃が可能になり、公開されたデータに対するコミットメントを作成し、それをロールアップの推進に使用することができますが、実際にはデータは利用できません。これにより、ユーザーは資金を引き出すことができません。唯一の真の解決策は、BTC以外のシステムの価値とインセンティブ構造に完全に依存することです。

ジレンマ

これはロールアップにとってジレンマをもたらします。データの可用性の問題が発生すると、BTCブロックチェーンにデータを公開するか、他の場所に公開するかの二者択一が基本的に存在します。この選択は、ロールアップのセキュリティ、主権、および拡張性に重大な影響を与えます。

一方面，BTCブロックチェーンをデータの利用可能性の層として使用すると、rollupの拡張性には厳格な上限が設定されます。ブロックスペースは有限であり、これにより1回のrollupの数とオフチェーンで処理できるすべてのrollupのトランザクション数に制限が設けられます。各rollupの更新には、直前の更新以降に残高に変化があったアカウント数に比例したブロックスペースが必要です。情報理論によれば、データは一定の程度まで圧縮されることしかできず、この点でさらなる拡張の可能性はありません。

一方、データの可用性を確保するために異なるレイヤーを使用することは、拡張性の利益の上限を除去する一方で、新たなセキュリティと主権の問題をもたらす。BTCを使用したデータの可用性を実現するRollupでは、ユーザーが抽出する必要があるデータが自動的にブロックチェーンに投稿されていない場合、Rollupのステータスは変更されません。Validiumsを使用する場合、この保証は完全に、不正行為やデータの隠蔽に対する外部システムの能力に依存します。

現在、外部データ可用性システム上の任意のブロック生産者は、実際にそのブロックをブロードキャストするのではなく、ブロックを生産することでBTCRollupユーザーの資金を奪うことができるようになりました。

それでは、もし私たちがBTCで理想的なRollup実装を本当に実現し、本当に片側のユーザー引き出しが実現された場合、どうなるでしょうか？