ゼロ知識証明技術の最近の動向

zk-SNARKs(ZK Proof)技術及びその応用は暗号通貨の分野で多くの議論がなされてきました。情報が複雑で追跡が難しいですが、ZK技術の実際の実装が徐々に進んでいます。本稿ではZKの世界における最新の進展を整理します。

ZKテクノロジーの開発状況

イーサリアムはそのライフサイクルの初期段階でモノリシックアーキテクチャを採用しており、つまりメインネットが取引の実行、ネットワークのセキュリティ、データの可用性を完全に担当しています。近年、イーサリアムは急速にモジュラー設計へと移行しており、ますます多くの外部のサードパーティソリューションがイーサリアムのデータおよび実行要件を拡張するために使用されています。

データの可用性に関して、いくつかのプロジェクトが競争しています。実行レイヤーの面では、"第二層(L2)"ソリューションの台頭が見られ、これらはオフチェーンで取引を実行し、その後取引をまとめてEthereum L1に送信することで、経済的かつ迅速なユーザー体験を提供します。

現在、Ethereum L1は1秒あたり約30件の取引(TPS)しか処理できません。深刻なネットワークの混雑を避けるために、Ethereumはグローバルな活動レベルにより良く対応するために、実行能力を最適化するために拡張の革新にますます依存しています。主に2種類のソリューションがあります:オンチェーンの拡張とオフチェーンの拡張。

チェーン上のスケーリングは、取引処理能力を向上させるためにブロックチェーンに直接変更を加えます。イーサリアムにとって、シャーディングはその一例であり、アクティビティの負荷を複数の主要なイーサリアムチェーンに分散させます。

オフチェーンスケーリングは、外部実行環境(L2)を指し、イーサリアムの外で安価で迅速な取引を促進し、その後取引データをバッチでイーサリアムに公開してアクティビティを完了し、イーサリアムの安全性を引き継ぎます。オフチェーンスケーリングは、複数のカスタマイズ可能なロールアップで構成されるセカンドレイヤーを育成します。

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ZKロールアップ:先進的なZKベースのオフチェーンスケーリング技術

現在最も人気のあるL2ソリューションはzk-SNARKsロールアップ(ZKロールアップ)です。このL2は約2,000 TPSを実現でき、イーサリアムの現在の30 TPSに比べて6,500%向上しています。

ZKロールアップは、zk-SNARKs(技術)を使用して、暗号化された検証を行い、イーサリアム上でトランザクションバッチを公開します。ZKPを通じて、オフチェーンの実行とオンチェーンのデータを組み合わせることで、ZKロールアップが形成されます。

現在の大規模な ZK ロールアップには、次のものが含まれます。

• dYdX:暗号通貨とデリバティブ取引所
• ルーピンプロトコル:取引やNFTのL2
• zkSync Lite:取引用L2、NFT
• ZKSpace:取引用L2、NFT
• Aztec Connect:プライバシーDeFiのためのL2

先進的なZKロールアップは主にStarkEx技術(に基づいており、dYdXやLoopring)、またはzkSyncコード(のzkSync LiteやZKSpace)が構築されています。注目すべき独立したZKロールアッププロジェクトには、Aztec Connectがあります。

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有効性と意志

ZKロールアップを除いて、ZKに基づく拡張ソリューションにはValidiumとVolitionが含まれています。

Validiumはオフチェーンで取引を実行し、オフチェーンのzk-SNARKsを通じてデータを維持します。ZKロールアップがデータをイーサリアムチェーンにバッチ送信するのとは異なり、Validiumのデータはオフチェーンに保存されます。この「ダブルオフチェーン」アプローチにより、Validiumはホスティングソリューションとなりますが、性能は優れており、20,000+ TPSを実現できます。

有名なValidiumプロジェクトには:

• Immutable X: NFTを中心としたスケーリングソリューション
• Sorare:ファンタジースポーツデジタルカードゲーム
• ApeX、rhino.fi、Myriaなど

VolitionはStarkWareチームが創造したZK rollupとValidiumのハイブリッドです。ユーザーはオンチェーンとオフチェーンのデータの可用性を選択でき、アプリケーションに柔軟性を提供します。zkSyncのzkPorterメカニズムは注目に値するVolitionシステムです。

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zkEVM:拡張の聖杯

zkEVMは、Ethereum Virtual Machine (EVM)と互換性のあるZK rollupです。それは、Vitalik Buterinが2021年に予測した重要なステップを示しており、"中長期的には、技術の進歩に伴い、ZK rollupがすべてのユースケースで勝利する"と述べています。

zkEVMの登場は、将来的にZKロールアップがオプティミスティックロールアップを超える可能性があります。現在、さまざまなタイプのzkEVMを開発しているプロジェクトがいくつかあります:

• Polygon zkEVM:タイプ3からタイプ2への移行
• 巻物:建物タイプ2 zkEVM
• zkSync Era:カスタム機能とzkPorter機能を備えたType 4 zkEVM
• スタークネットのカカロットzkEVM:タイプ3のステータスに達し、加速しています

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zkEVMの最新の進捗状況

• Polygon zkEVMメインネットのテスト版は3月27日に開始されます
• zkSync Eraが開発者向けにメインネットを開放しました。一般ユーザー向けのバージョンがまもなく登場します。
• ScrollがGoerli zkEVMテストネットを発表しました。これはメインネットのローンチ前の最後のステップです。
• StarknetのKakarot zkEVMはすでにType 3のステータスにあり、加速しています

将来的には、イーサリアム自体がType 1 zkEVMにアップグレードされ、さらなるオンチェーンの拡張が行われる可能性があります。同時に、Type 2からType 4の外部zkEVMは引き続き発展し、開発者やユーザーに独自のカスタマイズと体験の向上を提供します。

2023年は一般的な暗号ユーザーが初めてzkEVMを体験する年になるでしょう。参加したい場合は、Polygon、zkSync、Starknet、Scrollなどのチームの最新の拡張進捗に注目してください。

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