ZKテクノロジーの最新動向

ブロックチェーン技術の継続的な発展に伴い、零知識証明(ZK Proof)およびその応用は業界の注目の焦点となっています。本記事では、ZK分野の最新の進展を整理し分析します。

ZKテクノロジーの開発状況

近年、イーサリアムはモノリシックアーキテクチャからモジュラー設計へと移行しています。実行レイヤーでは、第二層(L2)ソリューションとして、ArbitrumやzkSyncなどが登場し、これらはオフチェーンで取引を実行した後、取引を一括してイーサリアムメインネットに提出します。これにより、取引速度が大幅に向上し、コストが削減されました。

現在、イーサリアムのメインネットの取引処理能力は約毎秒30件(TPS)です。世界的な活動の需要に応えるために、イーサリアムはその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：オンチェーン拡張とオフチェーン拡張。

オンチェーンスケーリングとは、トランザクション処理能力を向上させるために、ブロックチェーンを直接変更することを指し、シャーディング技術などが含まれます。オフチェーンスケーリングとは、イーサリアムの外部に実行環境を構築すること、すなわちL2を指し、安価で迅速なトランザクションを実現し、その後トランザクションデータをバッチでイーサリアムメインネットに公開することを指します。

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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

L2ソリューションにおいて、ゼロ知識ロールアップ(ZKロールアップ)は、現在最も人気のあるソリューションの一つです。ZKロールアップは、取引処理速度を約2000 TPSに引き上げ、イーサリアムメインネットに対して65倍の向上を実現します。

ZKロールアップは、ゼロ知識証明(ZKP)技術(を使用し、SNARKs)のようにイーサリアム上でその取引バッチを暗号的に検証し、公開します。現在、大規模なZKロールアッププロジェクトには、以下が含まれます:

• dYdX:暗号通貨およびデリバティブ取引所,ロックされた資産(TVL).375億ドル
• ループリンクプロトコル：取引とNFTのためのL2、TVL 1.21億ドル
• zkSync Lite:L2の取引とNFTに6,500万ドル
• ZKSpace:取引およびNFT用のL2、TVL $ 4,900万
• Aztec Connect:プライベートDeFi用にL2で1,500万ドル

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バリディウムとボリション

ZKロールアップの他に、ValidiumとVolitionも注目すべきZKベースのスケーリングソリューションです。

Validiumは、オフチェーンで取引を実行し、オフチェーンのゼロ知識証明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一括してオンチェーンに公開するのとは異なり、Validiumは「ダブルオフチェーン」方式を採用し、信頼できる当事者がデータを維持します。この方式は、信頼性の面では欠点がありますが、性能は優れており、毎秒2万件を超える取引を実現できます。

現在知られているValidiumプロジェクトには、

• Immutable X: NFTを中心とした拡張ソリューション、TVL 1.23億ドル
• Sorare:幻想スポーツデジタルカードゲーム,TVL 2100万ドル

その他の注目すべき有効性には、ApeX、rhino.fi、Myriaなどがあります。

VolitionはZKロールアップとValidiumの組み合わせであり、ユーザーにオンチェーンとオフチェーンのデータ可用性の選択を可能にします。これはアプリケーションにパフォーマンスと信頼性の柔軟な選択肢を提供します。zkSyncのzkPorterメカニズムは、典型的なVolitionシステムの一例です。

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zkEVM:拡張の「聖杯」

zkEVMは、Ethereum Virtual Machine (EVM)と互換性のあるZKロールアップです。初期のオプティミスティックロールアップに比べて、ZKロールアップはEVM互換性において遅れをとっていますが、技術の進歩に伴い、複数のZKロールアッププロジェクトが独自のzkEVM実装を発表する準備を進めています。

zkEVMの登場は、ZKロールアップが全面的に勝利に向けて重要な一歩を踏み出したことを示しています。暗号証明を使用することにより、ZKロールアップはプライバシーとセキュリティの面で自然な利点を持っています。さらにEVM互換性が加わることで、ZKロールアップは将来的にオプティミスティックロールアップを超えることが期待されます。

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タイプ1とタイプ2のコンペティション zkEVM

現在、ZKロールアップの分野では、どのチームが最初にVitalik Buterinが定義した「タイプ1」と「タイプ2」のzkEVMを実現できるかという非公式な競争が行われています。

ブテリンは、1型から4型までのzkEVMの階層的アプローチを提案しました。1型zkEVMはEVMと完全に等価であり、2型zkEVMはわずかな違いを持つEVMの同等物です。4型zkEVMは一部のイーサリアムアプリケーションとしか互換性がありません。

技術的な難易度が高いため、1型zkEVMの実装にはまだ時間が必要です。現在、複数のプロジェクトが2型zkEVMの研究を行っています。

• Polygon zkEVM:現在タイプ3で、タイプ2に向かっています
• スクロール:タイプ2のzkEVMが構築されています
• zkSync Era:意図的な4タイプのzkEVM、カスタム機能とzkPorterによって強化される

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zkEVMの最新の進捗状況

• Polygon zkEVMメインネットテスト版は3月27日から開始されます
• 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は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Type 3レベルに達し、加速しています

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まとめ

将来的には、イーサリアム自体がオンチェーンのスケーリングのためにタイプ1のzkEVMにアップグレードされる可能性があります。その一方で、タイプ2からタイプ4の外部zkEVMは引き続き成長し、開発者やユーザーにユニークなカスタマイズやユーザーエクスペリエンスの向上を提供します。

2023年は一般ユーザーが初めてzkEVMを体験する年となります。Polygon、zkSync、Starknet、Scrollなどのプロジェクトは注目に値し、彼らの最新の拡張進展はブロックチェーンに新しいユーザー体験をもたらすでしょう。

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