IOSG ウィークリーブリーフ | 軍事戦略家のための次の戦場: ZK プルーフ市場の創出 #208

記事ソース: IOSG Ventures
著者: Yiping、IOSG Ventures
この記事は IOSG のオリジナルのコンテンツであり、業界の学習と交流のみを目的としており、投資の参考となるものではありません。引用する必要がある場合は、出典を明記してください。転載については、IOSG チームに連絡して許可と転載の指示を取得してください。この記事で言及されているすべてのプロジェクトは、推奨または投資アドバイスを構成するものではありません。
TL、DR;
 
 
ZK テクノロジーは主に、Starkware、zkSync、Scroll、Mina、Risc0、Giza、EZKL などのさまざまなプロジェクトのスケーラビリティ、プライバシー、信頼性を向上させるために使用されます。
ZK テクノロジーは大量のコンピューティング能力を必要とするため、10^4 ～ 10^6 のコンピューティング オーバーヘッドが発生し、インフラストラクチャ チームにとって課題となっています。
ZK プルーフを生成する主な方法は、プルーフ マーケットとプルーフ ネットワークです。 Proof Markets は ZK プルーフを取引するためのオープン マーケットとして運営されていますが、Proof Networks はプルーフを生成するためのクラウド サービスのようなエクスペリエンスを提供する社内サーバーを備えています。
プルーフ マーケットのアプローチは、ハイエンドのサーバー管理を必要とせずに ZK プルーフ トランザクションを実行できるオープン マーケットを促進するため、柔軟性とコスト効率が高くなります。
Proof Network アプローチは、スムーズで開発者に優しいエクスペリエンスを提供し、市場メカニズムに重点を置かずに証拠を迅速かつ確実に生成するソリューションを提供します。理論的には、プルーフ市場で注文を照合するのにも時間がかかるため、プルーフを迅速に生成できます。
課題には、テストとデバッグの困難、新たなセキュリティ問題の出現、ベンダーロックインの可能性、特定の使用モデルでの料金の高騰、トークンユーティリティの喪失などが含まれます。
主要なプレーヤーは、既存のインフラストラクチャと専門チームを活用してハードウェアの利用率を最大化できるため、社内 ZK の必要性が最も実証されている企業である可能性があります。
ZK コプロセッサ、ZK アテステーション、ZKML、ZK ブリッジなどの新たなアプリケーションには、ZK プルーフを生成する需要が増大しています。
分散型証拠ネットワークは、セキュリティ、検閲耐性、プライバシーに対するブロックチェーン業界の好みによって ZK 領域で推進されていますが、ZK の固有のセキュリティは、これらの利点が前提条件として分散化を必要としないことを意味します。 Zk にとって、パフォーマンスが主な焦点です。
導入
増大する ZK 需要
zk の分野における長年の研究と大幅な性能向上を経て、zk はついに実用化されました。才能あるエンジニアは ZK を次の目的に適用します。
スケーラビリティ
プライバシー
データクレジット
Starkware、zkSync、Scroll、Mina、Risc0、=nil;Foundation、EZKL、Giza、Polygon、Manta など、zk に依存する興味深いプロジェクトが多数あります。これらのプロジェクトは、毎日着実かつ継続的に zk 証明を生成します。現在、最も人気のある zk の使用例は、イーサリアムのスケーラビリティの問題を解決するために使用される zkRU です。過去 1 か月間、zk の検証ではイーサリアム/イーサリアム L2 に数百万ドルが費やされました。出典: https://dune.com/nebra/zkp-verify-spending 昨年に比べて ZK 検証コストが大幅に増加しました。
Near チームが作成したこのチャートは、イーサリアムと L2 上の zkSN(T)ARK のガス消費量を示しています。これには、zkSync、Polygon、Aztec、Tornado Cash、Loopring、Worldcoin、Tailgun、Sismo、StarkNet、ImmutableX、dydx などの人気のある ZK プロジェクトが含まれます。 zkStark と比較すると、zkSnark は検証にかかる総コストの 80% を占めます。これらすべてのプロジェクトの中で、検証コストが最も高いのは Worldcoin で、次に zkSync が続きます。検証にはワールドコインあたり約 2 ドルの費用がかかります。検証には zkSync ごとに約 30 ドルの費用がかかります。
インフラストラクチャの負担を実証する
ZK はスケーラビリティの問題を解決しますが、コストがかかります。多くの計算能力が必要です。 ZK は多くの計算オーバーヘッドをもたらすため、ロールアップ チームはこの問題に対処する必要があります。 @_weidai は、今日の ZK テクノロジを使用すると、10^4 ～ 10^6 の計算オーバーヘッドがあると推定しています。理論的には、専用回路を使用すれば 10 倍の計算オーバーヘッドを達成できます。仮想マシン抽象化レイヤーを追加すると、計算オーバーヘッドが 100 倍になります。以下のグラフは、クモイの法則に従った、前年比の増加に基づいたコンピューティング能力のグラフを示しています。チップの効率は 2000 年以降、10 年ごとに 10 倍ずつ増加しました。計算能力を2000年と比較すると、2025年には784倍に達します。これは、現在の ZK 計算がまだ 2000 年の計算と同じ桁ではないことも示しています。出典:https://visualize.graphy.app/view/04f82b27-3654-47eb-83e8-3981f6e258be
これについてはよく考えてください。私たちは ZKRU の取引量を 10 倍から 100 倍に増やすことを目指しています。トランザクション量が増加すると、10^4 ～ 10^6 の計算オーバーヘッドも発生します。これらの数字は、ZKRU インフラストラクチャ チームに多大なプレッシャーを与えます。主要な ZKRU チームは、少なくとも 200 GB のメモリを搭載したハイエンド マシンを使用しており、これらのインフラストラクチャの複雑さに対処するための有能な運用スタッフを抱えています。では、小規模チームにとって、ZKRU を立ち上げたり、ZK スタックを使用してレイヤー 3 ソリューションを構築したりすることは何を意味するのでしょうか?独立した開発者が ZK Dapps を構築したい場合、どうやってこれらのハイエンド サーバーを購入し、適切に運用するのでしょうか?さて、ZKRU の立ち上げは難しくありません。 ZK スタックを使用し、ドキュメントの指示に従って新しい ZKRU を展開できます。最も難しいのは、ハイエンドのインフラストラクチャを動作させることです。サーバー群の管理は、個人のラップトップの日常的なメンテナンスよりもはるかに困難です。さらに、ハードウェア アクセラレーションはプラグ アンド プレイではないため、各チームは使用しているゼロ知識証明システムに応じてサーバーを異なるように構成する必要があります。高可用性の確保も難しいテーマです。大量のユーザーが ZKRU で Ordinals の鋳造を開始し、突然 1000 倍のスループットに直面したらどうなるでしょうか? Arbitrum のような経験豊富なチームでさえ、Ordinals の取引の急増により数時間ダウンしました。大量のゼロ知識証明を生成するには、ハイエンド サーバーのサポートが必要です。中小規模のチームにとって、ハイエンド サーバー フリートのセットアップと維持は大きな負担になる可能性があります。グループがゼロ知識テクノロジを簡単かつ迅速に導入できるよう、エマージング プロジェクトは、これらのグループがあらゆるコンピューティング インフラストラクチャの複雑さに対処できるよう支援しようとしています。
市場を証明する
出典: IOSG ベンチャーズ
プルーフ マーケットとプルーフ ネットワークは 2 つの主なアプローチです。市場が公開市場のようなものであることを証明してください。プルーフを生成するには、ユーザーはプルーフを特定の価格で販売する取引相手を見つける必要があります。プルーフ ネットワークは従来のクラウド サービスのように機能し、開発者は回路と入力を送信し、集中型ロード バランサーがプルーフ ネットワーク内の内部サーバーを割り当ててユーザー向けのプルーフを生成します。プルーフ マーケットは、ZK プルーフ インフラストラクチャにおける一般的なアプローチです。プルーフ マーケットは、買い手と売り手が ZK プルーフを取引する公開市場です。 ZK Proof マーケティング チームは、ZK Proof ハードウェアや独自のハイエンド サーバーを気にする必要はなく、サードパーティ ハードウェア ベンダーを引き付けるための ZK Proof トランザクションと検証メカニズムに重点を置いています。市場がよりオープンなアプローチであることを証明しています。サードパーティのハードウェア ベンダーを歓迎します。そのような証明書を持った売り手が存在する限り、買い手は ZK 証明書を米ドル価格で購入できます。証拠を検証する際、市場関係者全員が合意に達する必要はなく、市場運営者のみが検証の責任を負います。プルーフ マーケットでは、zkDapp 開発者は、価格、生成時間、タイムアウト、パブリック入力を含む ZK プルーフ注文を送信します。サードパーティのハードウェア ベンダーは注文を受け入れ、プルーフを生成します。市場の経済構造を示すのは簡単です。プルーフジェネレーターはステーキングする必要があります。間違った証明書を作成した場合、または期限までに提出できなかった場合、罰金が科される可能性があります。より多くのステークを持つプルーフ ジェネレーターは、複数のプルーフを同時に生成できます。プルーフ マーケット業界の主なプレーヤーは =nil と Marlin です。
=nil財団
市場には売り手と買い手が存在することを証明してください。購入者は dApp 開発者です。彼らは証明書を生成するために販売者に料金を支払います。証明書の価格に影響を与える要因は数多くあります。主な要因には、回路サイズ、証明システム、生成時間、入力サイズが含まれます。 =nil 証明マーケットのワークフローは次のとおりです。
リクエスターが予想価格 c_r でマーケットにリクエストを送信していることを証明します。
市場が買い手のアカウントに c_r トークンをロックしていることを証明します。
プロデューサーが価格 c_p <= c_r でプロポーザルを市場に送信することを証明します。
プルーフ マーケットは、リクエストとプルーフ プロデューサーからの提案をマッチングします。
プルーフプロデューサーはプルーフを生成し、市場に送信します。
プルーフ マーケットはプルーフを検証し、c_r (手数料トークン) をプロデューサーに支払います。
構成証明要求者は構成証明を取得して使用します。
マーケットデザインは取引のような体験を提供します。生成された価格がリアルタイムで変化することを証明します。以下は、=nilproof マーケット向けの製品のスクリーンショットです。出典: https://nil.foundation/ 現在、Proof Market は限られた数のクレームをサポートしていますが、Mina クレームが最も活発であることが判明しています。具体的には、Proof Market は、zkLLVM コンパイラーとプレースホルダー証明システムに基づく回路を受け入れます。
ジェヴロ
 
Gevlot は、実証実験市場に分散化をもたらすことに尽力しています。 Gevulot は、市場証明用に設計されたオープンでプログラム可能なレイヤー 1 ブロックチェーンとして機能します。ブロックチェーンの最初の層は、証明リクエストの配布、検証、報酬の配布を処理します。証明者ネットワークは軽量のユニカーネルを活用して高いパフォーマンスを実現します。 Gevulot は、検証可能なランダム関数 (VRF) を使用して証明作業を少数の証明者グループに分散し、システムの信頼性を確保します。出典: https://www.gevulot.com/ ユーザーはプログラムをシームレスに展開でき、コストは予測可能で、プログラムの実行に必要なサイクル数に基づいて最大料金を設定できます。証明者は Gevulot ネットワークとユーザー料金を通じて報酬を得て、効率的で競争力のある証明を生成するよう奨励します。最速の証明者が最も多くのネットワーク報酬を受け取ります。ユーザー料金は、証明を完了したすべてのノードで均等に分配されます。 Gevulot は、C、C++、Go、Java、Node.js、Python、Rust、Ruby、PHP などを含むプログラム展開用の複数のプログラミング言語をサポートしています。これは、Gevulot の基盤となる VM Nano が x86_64 Linux ELF バイナリをサポートしているためです。 Gevlot は、さまざまな言語と証明システムをサポートする汎用コンピューティング プラットフォームです。 Gevulot は Nanos シングル コアを利用して、証明者がさまざまなマシン上で簡単に実行できるようにします。すべての証明者を 1 つのシングルコア イメージにコンパイルする必要があります。
証明ネットワーク
Proof Network は、開発者エクスペリエンスに対してよりユーザーフレンドリーなアプローチを提供します。 Web2 のクラウド サービス プロバイダーと同様に動作します。開発者は REST API 経由でペイロード データを送信し、プルーフ ネットワークは開発者にプルーフを返します。開発者は、価格の変動やどの当事者がプルーフを作成するかを気にする必要はありません。
暖房0
Risc Zero は、zkVM を使用して Bonsai を起動しました。 zkVM の機能を活用して、ユーザーは Bonsai にさまざまなクレームの生成を依頼できます。たとえば、Zeth は、Bonsai および Risc0 VM に基づいて、イーサリアム ブロックのプルーフを生成します。出典：https://www.risczero.com/
簡潔
最近、Succinct も新製品を発表しました。 Succinct は、REST API 回路を提供するのではなく、よりクラウド機能に近いアプローチを提供します。ユーザーのワークフローは次のとおりです。
GitHub アカウントに接続し、回路をデプロイします
REST またはスマート コントラクト経由で API を呼び出し、回路入力を渡します
REST APIまたはスマートコントラクトを介したクエリ結果

出典: https://succinct.xyz/ BONSAI と比較して、Succinct には開発者エクスペリエンスにおいて次のような利点があります。
回路コードライブラリの管理が簡単になります
二次送信回路は不要
ワンクリックでスマートコントラクトを導入し、オンチェーンプルーフの生成と検証を行う
人気の ZK プルーフを探索する
証明書の生成ステータスを表示するダッシュボード
Rustx、gnark、circom、plonky2 をサポート

出典: https://succinct.xyz/
プルーフネットワークまたはプルーフマーケット
認証マーケットプレイスは、認証の購入者と販売者に、より柔軟な価格設定を提供します。すべてのハードウェア プロバイダーに参加を呼びかけており、購入者のコスト削減に役立ちます。ただし、節約額は個人と企業によって異なる可能性があることに注意してください。多くの場合、Proof Network のような集中型サービスは、個人には無料のサービスを提供する一方で、企業には高額な料金を請求しながら、VIP カスタマー サポートへのアクセスを提供することがあります。たとえば、企業が新しいイベントや機能の開始を計画している場合、企業は事前にプルーフ ネットワーク上にある程度のコンピューティング能力を確保できます。分散型市場では、よりバランスの取れた競争力のある価格設定が提供される可能性があります。今日の市場では、実証ネットワークベースの製品が開発者によりスムーズなエクスペリエンスを提供しているようです。新しい複雑な概念を導入することなく、すべてのプルーフ生成作業を処理し、主要なプルーフ システムをサポートします。一貫したユーザーエクスペリエンスを提供します。理論的には、プルーフ市場での注文照合にも時間がかかるため、プルーフを迅速に生成できます。クラウド コンピューティングに精通している場合、ネットワークはステートレスなクラウド機能に似ていることがわかります。 =nil Foundation と Gevulot がプルーフ マーケットに取り組んでいます。 Succinct と Risc0 は証明ネットワーク上にあります。 Ulvetanna や Cystic などのハードウェア企業も、GPU の ZK 耐性パフォーマンスの向上と、次世代の専用 ZK チップの開発に大きく貢献してきました。市場の立ち上げは比較的容易であることが判明しました。 ZK インフラストラクチャ プロジェクトの場合、市場設計を証明することで、より多くのハードウェア プロバイダーをオンラインに呼び込むことができます。分散型設計により、将来のコンピューティングのニーズに合わせてネットワークを簡単に拡張できます。将来的には、プルーフ ネットワークとプルーフ マーケットの設計が組み合わせられると予想しています。目標は、追加のコンピューティング リソースの追加を容易にするバックエンドとしてプルーフ マーケットを統合しながら、開発者にシームレスなエクスペリエンスを提供することです。これは、Succinct が近い将来追求する予定の方向性です。 Infura などの他の市場でも同様の変化が見られます。 Infura は独自のサーバーを持っていますが、ライセンスを受けた団体を迎えてインフラストラクチャを提供することも計画しています。
出典: IOSGベンチャーズ

クラウド ZK インフラストラクチャを本当に必要としているのは誰ですか?

私たちは、市場投入までの時間を短縮し、迅速に拡張または更新できる軽量で柔軟なアプリケーションを構築したい開発者が、これらのクラウド ZK インフラストラクチャから大きな恩恵を受けると信じています。ピーク時とトラフ時の使用量の差が大きいアプリケーションの場合、クラウド ZK インフラストラクチャはコストを削減します。
このタイプのアプリケーションの場合、常に稼働し、ピーク時に利用可能であることが保証されているサーバー群を購入すると、費用が高くなる可能性があります。使用量が底に達すると、多くの無駄が発生します。クラウド インフラストラクチャは、パフォーマンスを向上させるためにいつでも拡張できます。この過剰なコンピューティング パフォーマンスは、ピーク時間外に自動的に解放されます。
誰がリーダーになるのでしょうか？
Web2 クラウド業界に関する私たちの理解から、コンピューティング ニーズが最も高い企業は、先進的なクラウド インフラストラクチャ ビジネスを展開している傾向があることがわかりました。スケーラビリティ、コスト、チーム、革新的な製品を活用できます。同じことがクラウド ZK インフラストラクチャにも当てはまります。私たちは、ビルド検証の必要性が最も高いプロジェクトには、ZK クラウド インフラストラクチャ ビジネスで最も成功する可能性があると信じています。内部で大量の ZK 証明を生成するプロジェクトの場合、すでに大規模なインフラストラクチャ、オプティマイザー、専用チームが存在します。また、アプリケーション間で証明リソースを共有することで、ハードウェアの使用率を最大化することもできます。アプリケーションが証明をすぐに生成する必要がない場合は、証明者を他の目的に再利用できます。これらの大規模プロジェクトはすべて、ある程度独自の証明システムを持っています。サードパーティの証明インフラストラクチャでは、さまざまな大規模プロジェクトで使用されるさまざまな証明システムを最適化することが困難になることがよくあります。高速で使いやすいクラウド証明ツールを提供することで、大規模プロジェクトは証明システムのエコシステムを効果的に拡張できます。 ZKRU の場合、クラウド ZK インフラストラクチャによりフォークの使用量が増加する可能性があります。これらの ZKRU 上に新しいレイヤー 2 または 3 をスピンアップするのは難しくありませんが、ZK インフラストラクチャの維持にはコストがかかります。すぐに使える柔軟なクラウド認証者を提供すると、より多くの開発者を惹きつけることができます。現在、ほとんどの開発者は、対応するインフラストラクチャの管理が容易なため、通常、OPRU SDK を使用して新しい Tier 2 または Tier 3 を構築しています。独自の ZK インフラストラクチャを構築しない場合、これらの大規模な ZK プロジェクトはサードパーティのコンピューティング プロバイダーに法外な料金を支払う必要があります。また、パフォーマンスをさらに向上させ、証明コストを削減するためにインフラストラクチャを常にカスタマイズできるわけではないため、開発速度にも限界があります。
ゼロ知識証明を最も必要としているのは誰ですか?
ZKRU およびレイヤー 1 ネットワークに加えて、最近ではゼロ知識証明用のアプリケーションがさらに登場しています。彼らは皆、証拠生成を非常に必要としています。ゼロ知識コプロセッサにより、スマート コントラクト開発者は信頼なしに過去のブロックチェーン状態にアクセスできます。ゼロ知識コプロセッサは、これらの過去のブロックチェーン状態に対するゼロ知識証明を生成します。これは、グラフに代わる、より安全で信頼性の低い代替手段となる可能性があります。ゼロ知識認証は、ユーザーがオフチェーンのデータや ID 情報をブロックチェーンに持ち込むのに役立ちます。認証者がこのデータをオフチェーンで検証した後、ゼロ知識証明が生成され、ブロックチェーンに配置されます。ゼロ知識機械学習により、オンチェーン推論が可能になります。計算プロバイダーはオフチェーンで ML 計算を実行し、そのゼロ知識証明を生成して、その証明をブロックチェーンに公開します。ゼロ知識ブリッジは、クロスチェーン ブリッジのより安全なバージョンです。ソースチェーンのストレージの証明、さらにはコンセンサスの証明を生成し、それをターゲットチェーンに配置します。これは現在のクロスチェーンブリッジに取って代わる可能性があります。
分散型証明ネットワークの何がそんなに特別なのでしょうか?
ブロックチェーン業界内では、分散化が最も人気のある話です。分散化は多くの利点をもたらします。
安全性
検閲への抵抗
プライバシー
ゼロ知識証明は他の一般的な計算とは異なります。 ZK は本質的に安全です。誰でも簡単かつ迅速に証明を検証でき、証明者の誠実さを保証します。 ZK の分野では、分散化はセキュリティの前提条件ではありません。ゼロ知識証明は、回路に構造化された複雑な低レベルの詳細に焦点を当てます。これらの回路内のコンテンツを検閲するのは非常に困難ですが、ZK 証明に対してリクエスターを生成することで検閲を効果的に実装できます。ユーザーはプライベートな入力を証明ネットワークに送信するため、証明ネットワークではプライバシーが問題になる可能性があります。理想的な解決策は、データ漏洩を防ぐために証明をローカルで生成することです。これはローカルパフォーマンスに挑戦することになります。他のソリューションとしては、新しいゼロ知識マルチパーティ計算プロトコルや、信頼された実行環境での証明の生成などが考えられます。分散型証明ネットワークは、これ以上のプライバシーをもたらすことはできません。物語はさておき、検閲への抵抗が、おそらく分散型証明ネットワークを構築する主な理由です。ゼロ知識証明テクノロジーはまだ初期段階にあり、これまでのところ、この分野でいかなる形式の検閲も観察されていません。ただし、ゼロ知識証明の開発を妨げる主な課題はパフォーマンスです。分散型証明ネットワークの導入は、証明を生成するための計算要件の増加につながる可能性があります。
結論は
ゼロ知識証明のアプリケーションは急速に発展しており、幅広い用途があります。私たちは、ゼロ知識証明がさまざまな技術スタックに統合されることを期待しています。 ZK レイヤ 1、ZK レイヤ 2 ネットワーキング、ZKML、ZKVM、ZK-Email について見てきました。開発者は、ZK オラクル、ZK データ ソース、ZK データベースも構築しています。私たちは「すべてを ZK 化」する道を歩んでいます。 ZK によってもたらされる計算オーバーヘッドにより、開発者はハイエンド サーバーに回路を展開する必要があります。その結果、開発者がこれらのインフラストラクチャの運用の複雑さを回避できるように、クラウド ZK 耐性のあるインフラストラクチャに対する需要が増加すると予想されます。
この分野では、次のような洞察が得られます。
プルーフ マーケットとプルーフ ネットワークは、ZK dApp 開発者がインフラストラクチャの複雑さを避けるのに役立つ 2 つの主要なアプローチです。
私たちは、ネットワークの証明と市場の証明のメカニズムを組み合わせたハイブリッド アプローチが登場すると予想しています。
すべての ZK dApp 開発者がクラウド ZK インフラストラクチャの使用に適しているわけではありません。トラフィックが安定している中規模のプロジェクトでは、サーバーを自己ホストしてコストを削減できます。
クラウド ZK インフラストラクチャのリーダーは、主要な ZKRU など、大量の ZK プルーフを生成する必要があるプロジェクトになります。彼らにはこのビジネスを行う経済的インセンティブがあります。
分散化はプライバシー、検閲への耐性、セキュリティなどの特性をもたらすため、分散化は暗号通貨分野で支配的な物語です。 ZK はこれらの機能の一部をすでに備えていることが判明しました。現在、分散型証明市場のセールスポイントは検閲への耐性です。
クラウド ZK プルーフ インフラストラクチャの人気は、現在市場に出ている ZK dApp の数と密接に関係しています。一部のプロジェクトは当初、クラウドの ZK 耐性インフラストラクチャを重要な機能として強調していますが、多くは最終的には他の新しい物語に重点を置くようになります。