Lingkungan eksekusi dalam rollup modern berkembang pesat, melampaui sekadar kompatibilitas Ethereum Virtual Machine (EVM) tradisional. EVM memang masih menjadi standar utama karena sudah dikenal luas dan didukung banyak alat pengembangan, namun kini semakin banyak framework yang menawarkan mesin virtual berbasis WASM atau solusi hibrida seperti zkEVM dan VM kustom. Inovasi ini mengatasi keterbatasan EVM, memungkinkan throughput lebih tinggi, mendukung banyak bahasa pemrograman, serta mengoptimalkan sistem pembuktian kriptografi. Kini, sejumlah implementasi telah menghadirkan lingkungan gabungan EVM+WASM yang memungkinkan pengembang membuat smart contract dengan Solidity maupun Rust dan mendapatkan keuntungan performa serta model eksekusi yang lebih canggih.
Inovasi seperti DTVM menghadirkan arsitektur mesin virtual deterministik yang mampu mengeksekusi kontrak jauh lebih cepat, kompatibel dengan berbagai Instruction Set Architecture (ISA), serta mendukung alur kompilasi JIT deterministik. Desain hibrida ini biasanya bisa meningkatkan kecepatan eksekusi hingga dua kali lipat dibanding chain berbasis EVM saja, sembari tetap mempertahankan kompatibilitas ABI dengan ekosistem perangkat Ethereum.
Sequencer memiliki peran sentral dalam proses pengurutan dan pengelompokan transaksi di rollup. Umumnya, model tradisional masih menggunakan sequencer terpusat yang menawarkan kapasitas tinggi dan kemudahan operasional, namun juga berisiko menimbulkan sensor dan konsentrasi MEV (Miner Extractable Value). Kini, semakin banyak proyek berupaya menuju desentralisasi dengan transisi ke based rollup, di mana otoritas sequencing pelan-pelan dialihkan ke validator set atau jaringan proposer yang terintegrasi dengan protokol L1.
Shared sequencer menjadi model ketiga yang mulai muncul pada 2025, di mana beberapa rollup memanfaatkan satu jaringan sequencing terdesentralisasi bersama. Model ini dirancang untuk meningkatkan komposabilitas antar-rollup sekaligus menekan biaya dan kompleksitas karena setiap rollup tak perlu membangun infrastruktur sequencing sendiri. Proyek seperti Astria dan Espresso sudah mendemonstrasikan jaringan shared sequencer, sementara riset awal mulai mengukur dampaknya terhadap koordinasi MEV dan peluang arbitrase.
Lapisan data availability merupakan fondasi utama pada sistem rollup modular, karena memisahkan urusan penyimpanan dan ketersediaan data dari eksekusi. Celestia menjadi pelopor blockchain modular dengan layanan konsensus serta DA tanpa logika eksekusi, menggunakan Data Availability Sampling agar light client bisa memverifikasi data blok tanpa mengunduh semuanya. Desain seperti ini mendukung throughput sangat tinggi (misal, multi-MB blok per detik) dan skalabilitas yang tidak dapat dicapai eksekusi layer itu sendiri.
EigenDA dibangun di atas Ethereum melalui EigenLayer restaking, memanfaatkan keamanan Ethereum dan menawarkan DA sebagai layanan. Teknologi erasure coding dan komitmen kriptografi memastikan DA yang aman, throughput tinggi, serta biaya lebih rendah dibandingkan harus mengirim data penuh ke Ethereum. Avail, dikembangkan oleh Polygon, menyediakan lapisan DA yang agnostik terhadap chain dan dioptimalkan untuk rollup lintas berbagai ekosistem. Avail memisahkan DA dari konsensus, mendukung sampling untuk verifikasi light client, dan menargetkan interoperabilitas antar-jaringan rollup.
Settlement adalah proses untuk memfinalisasi status rollup pada Layer 1. Biasanya, ini dilakukan dengan mengirim status atau bukti (proof) kembali ke L1—seperti Ethereum. Optimistic rollup menggunakan fraud proof untuk menentang status yang tidak valid dalam periode challenge, sedangkan ZK rollup menawarkan jaminan kriptografi sejak awal melalui validity proof. Keduanya memberikan kepastian dan jaminan settlement di lapisan dasar, menjaga konsensus dan keamanan independen dari rollup yang berjalan di atasnya.
Jembatan (bridging) menghubungkan rollup dengan aset pengguna dan jaringan eksternal. Bridge harus menjamin pemindahan token atau data antar-chain berlangsung aman, dan umumnya mengikuti desain proof system dan lapisan DA rollup terkait. Settlement terintegrasi dengan protokol bridge, sehingga transfer yang tercatat pada rollup bisa diakui dan difinalisasi di blockchain tujuan. Koneksi ini mempergunakan kontrak on-chain dan infrastruktur off-chain guna memastikan kepercayaan dan kesinambungan ekosistem.
Keamanan pada modular rollup sangat ditentukan oleh sistem proof dan lapisan settlement-nya. Optimistic rollup mengandalkan fraud proof, memungkinkan peserta membatalkan transisi status yang tidak sah di waktu tertentu sebelum status final. Sebaliknya, ZK rollup mengajukan validity proof yang langsung menjamin keabsahan secara kriptografi sebelum status dimasukkan, sehingga menghadirkan finalitas hampir instan serta ketahanan terhadap manipulasi status.
Selain jenis proof, sejumlah rollup sudah memanfaatkan model restaked security melalui Actively Validated Services (AVS) EigenLayer. Di sini, validator dapat melakukan restake aset di Ethereum dan memperluas perlindungan keamanan ke lapisan DA serta eksekusi. Dengan desain modular seperti ini, jaminan keamanan bisa bertumbuh seiring tingkat kepercayaan Ethereum, sambil tetap memberikan fleksibilitas saat melakukan penyebaran maupun upgrade rollup. Dengan memilih kombinasi proof system, penyedia DA, dan model staking validator yang sesuai, tim pengembang bisa mengatur kompromi antara kecepatan finalisasi, tingkat desentralisasi, asumsi kepercayaan, dan efisiensi biaya sesuai kebutuhan jaringan.