ブロックチェーンは、取引や資産保管などの安全性を高めるとともに、分散型であることから、利用者がデジタル資産をよりコントロールしやすくなっています。しかし、多くのブロックチェーン市場は非常に混雑しているため、取引速度が大幅に低下し、その結果、ガス代が高くなるという問題が生じています。
セキュリティやユーザーエクスペリエンスに妥協することなく、この技術を高速化・合理化するために、開発者は革新的なレイヤー2スケーリングソリューションを生み出しました。そのようなソリューションの一つが「アービトラム」です。
アービトラムとは？
アービトラムは、分散型アプリケーション(DApps)のための世界最大のブロックチェーンであるイーサリアム(Ethereum、ETH)のレイヤー2ソリューションです。アービトラムのホワイトペーパーによると、2021年8月にOffchain Labsによって多くの期待を集めて発表され、ほぼ即座にAAVE、Curveといった分散型金融（DeFi）分野の大物たちによって採用されました。具体的には、SushiSwap、バランサー、バンドプロトコル、そして UniSwapなどが採用し、ガス料金の低減とTPSの高速化を実現しています。
主にイーサリアム向けに設計されたこのレイヤー2ソリューションは、イーサリアムブロックチェーンの堅牢なセキュリティに依存しながら、独自のプラットフォーム上でスマートコントラクトの自動化を効率化するために構築されたという点で、アービトラムスマートコントラクト向けに発売されたものです。アービトラムは、複数のスマートコントラクトやトランザクションを1つにまとめ、レイヤー2のソリューションと同じようにイーサリアムに提出します。しかし、セキュリティ、スケーラビリティ、低コスト、そしてイーサリアムとの互換性という特定の組み合わせを提供することが、これほど広く採用された理由です。
アービトラムが提供するもの:
- 信頼のおけるセキュリティ: アービトラムは、最も安全なブロックチェーンの1つであるイーサリアム上に構築されています。
- イーサリアムとの互換性: 最も多くのDAppsを実行しているブロックチェーンとして、すべての開発者と暗号トレーダーがイーサリアム上のDAppsで作業できることを保証することは、大きな利点です。
- スケーラビリティ（拡張性）: アービトラムは、ストレージと計算をレイヤー1のブロックチェーンから切り離すことで、TPSの大幅な高速化とガス料金の低減を可能にします。
- 低コスト: イーサリアムで高いことで有名なガス代を下げるために特別に作られたアービトラムのロールアップは、ユーザーのトランザクションごとのコストを大幅に削減することが可能です。
アービトラムはどのような構造になっているのか？
アービトラムは、セキュリティと採用のためにEthereumネットワークに依存しています。しかし、独自の構造により、主要ネットワークから一部のストレージと計算機能を引き継ぐことができるため、より高速で費用対効果の高いソリューションを提供することができるのです。
アービトラムはどのようにイーサリアムをスケーリングするのか？
アービトラムが、レイヤー1のブロックチェーンであるイーサリアムと比較して、なぜこれほど低いガス料金や高速な取引時間を提供できるのかを理解するには、その構造に注目する必要があります。
アービトラムは、イーサリアムとの接続と分離の両方を実現するために、レイヤーで構築されています。下から上に向かって構造を図示すると、次のようになります（下の画像の右側を参考）。
- アービトラム レイヤー1
一番下のレイヤー（下の画像の右側に表示）はレイヤー1、つまりイーサリアムのプライマリーブロックチェーンです。アービトラムはここで安全性を獲得しています。
- アービトラムブリッジ
このイーサリアムに接続するアービトラムブリッジは、複数のスマートコントラクトで形成されています。これにより、レイヤー1とレイヤー2の間にアービトラムチェーンリンクが形成され、スマートコントラクトを通じてアービトラムチェーンを自動管理することができます。また、EthBridge（アービトラムブリッジ）は、アービトラム・ロールアッププロトコルを審査し、その上のレイヤーが効果的に動作することを保証するものです。アービトラムブリッジにはアービトラムの受信トレイと送信トレイがあり、ユーザーとコントラクトがチェーンにメッセージを送って処理できるようになっています。このブリッジはアービトラムの運用において重要な役割を担っています。
- アービトラム仮想マシン(AVM)アーキテクチャ
このコンポーネントはアービトラムブリッジと一緒に動作しますが、主な機能はレイヤー1とレイヤー2を分離することであり、それによってスケーラビリティを確保することです。レイヤー1（イーサリアムとアービトラムブリッジ）がインボックス/実行/アウトボックスから来るアイデアやメッセージに集中し、レイヤー2（アービトラム）がそれらを実行することに集中することを保証しています。このように、高いガス代が必要でTPSがかなり遅いイーサリアムとは対照的に、レイヤー2で主に演算能力が使われているのです。
- ArbOS
このソフトウェアプログラムは、完全にレイヤー2上で動作し、規制当局および記録管理者として機能します。ArbOSは、スマートコントラクトが正しく動作しているか、記録が保存されているか、アクションやトランザクションが効果的に実行されているかを確認します。
- イーサリアム仮想マシン(EVM)の互換性
このレイヤーが、アービトラムを広く採用させています。ほとんどのDAppsやスマートコントラクトはイーサリアム上で展開されているため、使いやすさを確保するために、アービトラムはEVM互換性を採用しています。つまり、開発者はイーサリアム上と同じようにコントラクトを書くことができ、さらにはイーサリアム上のコントラクトを単純にアービトラム上で再起動させれば、低コストかつ高速なトランザクションを実現できるのです。
- アービトラムスマートコントラクト
レイヤースケーリングソリューションの最上位に位置するのが、アービトラムのスマートコントラクトです。すべてのアービトラムのスマートコントラクトは、EVMを通じてイーサリアムと互換性があります。
アービトラムネットワークのアーキテクチャ (出典： アービトラムホワイトペーパー)
アービトラムの暗号通貨はあるのか？
アービトラムの暗号に関しては、アービトラムトークンやアービトラムコインは存在せず、ネットワークはスケーラビリティソリューションを提供することのみに焦点を当てています。アービトラムがイーサリアムのスケーリングを向上させればさせるほど、ETHの価値は高くなるので、金銭的な面でアービトラムの恩恵を受けようとするトレーダーや投資家は、ETHを購入した方がよいでしょう。
アービトラム・ロールアップ・プロトコル
アービトラムはブロックチェーンのセキュリティをEthereumに依存していますが、しかし、それ自体にもいくつかのチェック機能が備わっています。アービトラムのロールアップ・プロトコルは、レイヤー2ネットワーク上で既に行われたトランザクションを確認するために舞台裏で動作しています。これは次のように行われます。
- 取引が行われると、アービトラムブリッジの受信箱にそれを確認するメッセージが表示されます。しかし、ユーザーが取引結果について嘘をついている可能性もあります。そこで、アービトラムのロールアップは、システムの分散型かつ信頼性のない検証方法として機能します。
- アービトラムのロールアップ・プロトコルは、ブロックチェーンと同じように検証ノードを使ってすべてのトランザクションを確認します。しかし、アービトラム本来の機能であるスケーラビリティを維持するために、このプロセスをイーサリアムに依存しないようにしています。そのため、このシステムはブロックチェーンのブロックとは対照的に、ロールアップブロック（スマートコントラクトやトランザクションの束）のチェーンを検証することで機能します。
アービトラムの他のレイヤー2の代替品とは？
アービトラムの成功にもかかわらず、それはEthereum上の唯一のレイヤー2スケーリングソリューションとは程遠いものです。その他の注目すべきソリューションは以下の通りです。
- ポリゴン: このスケーリングソリューションはshardingを用い、イーサリアムのDAppsを、スタンドアロンブロックチェーンとセキュアチェーンの両方を含む、相互接続されたブロックチェーンのシステム上に移動させるものです。
- Cartesi: このスケーリングソリューションもDApps向けで、オンチェーンとオフチェーンの両方を取り入れたハイブリッドモデルにより、スピードアップとガス代の低減、開発者の柔軟性を高めています。
- ParaState: もう一つのマルチチェーンスマートコントラクトプラットフォームであるこのスケーリングソリューションは、EthereumとPolkadot、Substrateなどの高性能ブロックチェーンを橋渡しし、負荷を分散して効率を高めることを目的としています。
- Optimism: このスケーリングソリューションは、アービトラムに最も似ています。ロールアップ・プロトコルとして、すべてのデータをまとめてロールアップし、それを検証して不正をチェックしてからイーサリアムに送るという仕組みもあります。検証前にマイニングや配布を行う必要がないため、ブロックチェーンやサイドチェーンよりはるかに高速です。
- xDai Stable Chain: xDai はおそらく Ethereum のスケーリングソリューションの中で最も自律的なものの一つで、サイドチェーンとして動作し、独自の proof-of-stake (PoS) のコンセンサスメカニズムと、独自のネイティブトークンである xDAI さえ持っています。
注目のEthereumレイヤー2ソリューション一覧 (出典： 101blockchains.com)
さいごに
Ethereum用のアービトラム レイヤー2スケーリングソリューションは、AAVE、Curve、UniSwap、SushiSwapなどの暗号資産空間のビッグプレーヤーにアピールする多用途で強力なツールです。その技術は完全にイーサリアムと互換性があるように構築されており、開発者は簡単に彼らのDAppsを転送して、より速い取引速度と低いガス料金の恩恵を受けることができます。スケーラビリティとは別に、アービトラムがアービトラムトークンやアービトラムコインを持たないこともイーサリアムの価値にとって非常に有益であり、そのスケーラビリティが高ければ高いほどETHの価値も高くなるからです。
イーサリアムは堅牢なセキュリティと、開発者がDAppsを構築・起動するための最高の下地が整っていますが、残念ながらその高い手数料と遅い処理時間のために、その魅力はますます薄れています。したがって、もしアービトラムがこの強力なブロックチェーンの利用を促進することができれば、アービトラムだけでなくイーサリアムのユーザーベースも間違いなく増加することでしょう。これは開発者にとってより大きなチャンスとなり、その結果、暗号空間におけるイノベーションがさらに進むことが期待できます。
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