6 つの ZkEVM プロジェクトでイーサリアムのスケーラビリティとプライバシーの真の可能性を解き放つ
レイヤ 2 スケーリングはブロックチェーン業界で最も重要な問題の 1 つであり、次の暗号通貨強気相場の前に堅牢なソリューションを開発する必要があります。 2022年初頭にはイーサリアムL1が数千件のトランザクションで詰まり、NFT購入者やDefiトレーダーに多くのフラストレーションを引き起こすなど、多くの問題が発生しました。 zkEVM は、最も革新的で人気のあるソリューションの 1 つです。
zkEVMとは何ですか?
zkEVM (ゼロ知識イーサリアム仮想マシン) は、ゼロ知識設定でスマート コントラクトの作成と実行を可能にするイーサリアム仮想マシン (EVM) のバリアントです。
zkEVM を使用すると、契約条件と契約に含まれるデータのプライバシーを保護する方法でスマート コントラクトを実行できます。これは、ゼロ知識証明によって実現されます。これは、一方の当事者が、その声明に関する他の情報を明らかにすることなく、特定の声明が真実であることを別の当事者に証明できる暗号証明です。
zkEVM にはさまざまな種類があり、それらを区別することが重要です。これらのタイプはそれぞれ、可能な限り最高の zkEVM を構築しようと努めていますが、すべて異なる方法でこの目標を達成しようとしています。
タイプ 1 (完全なイーサリアム - 同等) – これらの zkEVM はイーサリアム システムのどの部分も変更せず、完全な同等性を目指します。例としては、Taiko や PSE などが挙げられます。
タイプ 2 (フル EVM - 同等) - これらの zkEVM はイーサリアムとまったく同じように見えますが、データ構造や状態ツリーなどの点で異なります。例としては、Scroll や Polygon Hermez などが挙げられます。
タイプ 2.5 (EVM - ガスコストと同等) - これらの zkEVM は、zk 証明が非常に難しい EVM での特定の操作に対応するためにガスコストを大幅に増加させます。これらにより一部の開発者ツールが機能しなくなる可能性があるため、開発者はここで dApp をデプロイするときに注意する必要があります。
タイプ 3 (EVM とほぼ同等) – これらの zkEVM は EVM とほぼ同等ですが、いくつかの犠牲を払い、zkEVM システムに実装するのが難しい機能を削除する必要があります。タイプ 3 になることを希望するプロジェクトはほとんどないため、タイプ 2.5 またはタイプ 2 に移行する前の移行状態と見なす必要があります。
タイプ 4 (高級言語と同等) - これらの zkEVM は言語レベル (Solidity、Vyper) で互換性があります。これらの言語で書かれたスマート コントラクトを取得し、zkEVM システムの構築に使用される別の言語でコンパイルできるようにします。現在、zkSync はそのような zkEVM 実装の 1 つです。
Vitalik のブログでは、より詳細な技術的な説明と各タイプの zkEVM の長所と短所を見つけることができます。
zkロールアップとは何ですか?
zk-rollup は、ブロックチェーン ネットワーク用のレイヤー 2 スケーリング ソリューションです。これにより、トランザクションをオフチェーンで処理した後、単一のオンチェーン トランザクションに「集約」できるため、メインのブロックチェーンの負荷が軽減され、トランザクションのスループットが向上します。
zk-rollup では、トランザクションは、トランザクションの正確性を保証する一連のバリデーターによって処理されます。これらのバリデータはゼロ知識証明を作成します。これは、ステートメントに関する追加情報を明らかにすることなく、ステートメントが真実であることを証明する暗号的な証明です。その後、ゼロ知識証明がオンチェーン トランザクションに追加され、メイン ブロックチェーンで各トランザクションを処理することなくトランザクションを検証できるようになります。
zkEVM と zk-rollup
zk-rollup と zkEVM の大きな違いの 1 つは、zk-rollup がスケーラビリティに重点を置くのに対し、zkEVM はプライバシーに重点を置くことです。 zk-rollup を使用すると、イーサリアム メイン チェーンのセキュリティと整合性を維持しながら、大量のトランザクションをオフチェーンで処理できます。一方、zkEVM では、プライバシーを保護した方法でスマート コントラクトを実行できるため、イーサリアム プラットフォーム上でプライベートで機密のトランザクションを作成できます。
zk-rollup と zkEVM はどちらも、イーサリアムのスケーラビリティとプライバシーの向上に役立つ重要なイノベーションです。これらはすべて、イーサリアム プラットフォームの機能を大幅に強化し、幅広いアプリケーションでより便利にする可能性を秘めています。
zkEVM と zk-rollups の基本を理解したところで、zkEVM を実装するさまざまなプロジェクトを詳しく見てみましょう。
ゼロ同期
zkSync は、イーサリアム ネットワークのスケーラビリティと速度を向上させるために設計されたイーサリアムのレイヤー 2 スケーリング ソリューションです。これはゼロ知識証明に基づいており、基礎となるデータを明らかにすることなくトランザクションを検証できます。これにより、zkSync はオフチェーン トランザクションを処理できるようになります。つまり、トランザクションはイーサリアム ブロックチェーン自体には記録されません。代わりに、それらは「マークル ツリー」と呼ばれる別のオフチェーン データ構造に記録されます。
zkSync の重要な機能は、「オプティミスティック」トランスポートを使用することです。これにより、ユーザーはイーサリアム ブロックチェーン上で確認されるのを待たずにトランザクションを送受信できます。これにより、トランザクション時間が大幅に短縮され、トランザクションのスループットが向上します。
zkSync は、ゼロ知識証明とオプティミスティック転送の使用に加えて、他のいくつかの技術を活用してスケーラビリティとセキュリティを向上させます。これらには、複数の署名を 1 つの署名に圧縮できる署名集約や、zkSync が他のブロックチェーン ネットワークと対話するのに役立つマルチチェーン サポートが含まれます。
全体として、zkSync は、分散型アプリケーション (dApps) およびその他のイーサリアムベースのプロジェクトにスケーラブルで安全なプラットフォームを提供することを目的としています。より高速かつ効率的なトランザクションを可能にすることで、開発者が dApp を構築および展開し、ユーザーが dApp を操作しやすくすることを目的としています。
zkSync の主な課題の 1 つは、スケーラビリティとセキュリティのバランスを取る必要があることです。ゼロ知識証明やその他の技術を使用すると、より高速かつ効率的なトランザクションが可能になりますが、さらに複雑になり、潜在的な脆弱性も生じます。したがって、zkSync は、可能な限り安全で堅牢であることを保証するために、テクノロジーの改善と改良に常に取り組んでいます。
これらの課題にもかかわらず、zkSync は 2020 年の発売以来大きな進歩を遂げ、開発者とユーザーの間で強い支持を得ています。イーサリアムをスケーリングするその独自のアプローチはかなりの注目と投資を集めており、イーサリアムエコシステムの将来の発展において重要な役割を果たす可能性があります。
Starkware 星网
Starkware は、StarkNet と呼ばれるプロトコルを開発したプロジェクトです。 StarkNet は、ブロックチェーン、特にスマート コントラクトを使用するブロックチェーンの効率とスケーラビリティを向上させるように設計されたレイヤー 2 スケーリング ソリューションです。
StarkNet の主な特徴は、ユーザーが基礎となるデータを明らかにすることなく計算の正しさを証明できるゼロ知識証明システムである STARK を使用していることです。これにより、ネットワーク上のプライバシーとセキュリティが強化されるだけでなく、信頼できるサードパーティを必要とせずに複雑な計算を実行できるようになります。
StarkNet はシャーディング テクノロジーも利用しており、ブロックチェーンを並列処理できる複数の小さなチェーンまたは「シャード」に分割できます。これにより、各シャードを他のシャードから独立して処理できるため、スループットが向上し、トランザクション時間が短縮されます。
StarkNet の主な目標の 1 つは、分散型金融 (DeFi) アプリケーションを大規模に作成できるようにすることです。 DeFi アプリケーションは多くの場合、スマート コントラクトやその他の複雑な計算に依存しているため、基盤となるブロックチェーンにストレスがかかり、そのスケーラビリティが制限される可能性があります。 StarkNet を使用することで、DeFi 開発者は、大量のトランザクションを処理できる、より効率的でスケーラブルなアプリケーションを作成できます。
StarkNet はすでに、イーサリアム、バイナンス スマート チェーン、ポルカドットなど、いくつかの人気のあるブロックチェーンと統合されています。これにより、開発者は StarkNet を使用して、スケーラビリティの問題を心配することなく、これらのプラットフォーム上に DeFi アプリケーションを構築できるようになります。
StarkNet は、DeFi への焦点に加えて、サプライ チェーン管理、投票システム、さらには医学研究など、他のさまざまなアプリケーションでも使用されています。このプロトコルの多用途性と拡張性により、幅広いユースケースにとって魅力的なオプションとなります。
全体として、Starkware の StarkNet プロトコルは、ブロックチェーン テクノロジーの大幅な進歩を表しています。 STARK とシャーディングの使用により、効率、プライバシー、スケーラビリティが向上し、さまざまなアプリケーション、特に DeFi 分野のアプリケーションにとって理想的なソリューションになります。
ポリゴンヘルメス
Polygon ブロックチェーン プロジェクトは最近、Hermez zkEVM と呼ばれる新しいテクノロジーを導入しました。このテクノロジーは、イーサリアム ブロックチェーンのスケーラビリティとプライバシーを向上させるように設計されています。
Hermez zkEVM は、ゼロ知識証明を使用してイーサリアム ネットワーク上でより高速かつ安価なトランザクションを可能にすることで、イーサリアム ブロックチェーンのスケーラビリティの問題を解決することを目指しています。 Hermez zkEVM のコンテキストでは、ゼロ知識証明を使用して、特定の詳細を明らかにすることなくトランザクションの正確性を検証できます。これにより、ネットワーク全体で各トランザクションを検証する必要がなくなるため、トランザクション処理が高速化され、手数料が削減されます。
Hermez zkEVM は、スケーラビリティの向上に加えて、イーサリアム ネットワークのプライバシーも強化します。 Hermez zkEVM は、ゼロ知識証明を使用することで機密トランザクションを可能にし、送信者と受信者を除くすべての当事者からトランザクションの特定の詳細を隠します。これは、個人が身元を明かさずに金融取引を行えるようにしたり、企業が機密の財務情報を開示せずにビジネスを行えるようにしたりするなど、さまざまな用途に役立ちます。さまざまなタイプの zkEVM の中で前述したように、Polygon のこの実装は、言語レベルではなくバイトコード レベルで互換性があります。
Hermez zkEVM は、イーサリアム ネットワークとより広範なブロックチェーン コミュニティにとって有望な開発です。スケーラビリティとプライバシーを向上させることで、イーサリアム ネットワークが幅広い dApps やユースケースにとってより魅力的なものになる可能性があります。このテクノロジーがどのように採用され、イーサリアムネットワークや他のブロックチェーンプラットフォームの将来の開発にどのような影響を与えるかを見るのは興味深いでしょう。
スクロール
Scroll は、イーサリアム ブロックチェーンにスケーラビリティと優れたセキュリティをもたらすように設計された分散型プロトコルです。 Scroll の主な特徴は、メインのブロックチェーンのセキュリティを維持しながら、より高速で安価なトランザクションを可能にするレイヤー 2 スケーリング ソリューションである zk-rollups を使用していることです。
zk-rollup では、トランザクションはまとめてバンドルされ、メイン ブロックチェーン上のスマート コントラクトによって検証されます。これにより、個々のトランザクションを検証する負担がメイン チェーンから削除され、集合コントラクトに課されるため、トランザクション スループットが向上します。
Scroll は、EVM 互換の zk-rollup の作成に特に重点を置いています。これは、イーサリアムと同じプログラミング言語とスマート コントラクトをサポートできることを意味します。これにより、開発者はコードを変更せずに既存のアプリケーションを Scroll ネットワークに簡単に移行できるため、重要です。
全体として、Scroll は、zk-rollups の利点をイーサリアム エコシステムにもたらすことを目的とした有望なプロジェクトです。 EVM 互換のソリューションを作成することで、Scroll は開発者にアプリケーションを拡張し、zk-rollup のセキュリティと効率の向上を活用する簡単な方法を提供できます。イーサリアムネットワークが成長を続け、スケーラブルなソリューションの必要性が高まるにつれ、スクロールのようなプロジェクトはブロックチェーン業界の成長において重要な役割を果たすことになるでしょう。
Consensys 和 Infura
イーサリアム エコシステムで最も有名な 2 社である ConsenSys と Infura は、zkEVM と呼ばれるイーサリアム仮想マシン (EVM) の新しいバージョンを開発しています。このプロジェクトは、イーサリアムのプラットフォームにとって大きな課題となっているスケーラビリティを改善することを目的としています。
ConsenSys と Infura は、zkEVM をイーサリアム メインネットに統合し、ネットワーク上の誰でも利用できるようにすることに取り組んでいます。これはイーサリアムコミュニティにとってエキサイティングな開発であり、これまでプラットフォームの成長を妨げてきたスケーラビリティの課題のいくつかを解決する可能性を秘めています。
同社はこのプロジェクトや実装へのアプローチなどについて多くの詳細を発表していないが、それでも開発者が注目している最もエキサイティングなプロジェクトの1つである。 Consensys はイーサリアム エコシステムを支えるコア インフラストラクチャの一部を構築しており、この zkEVM 実装が群衆の間で最も人気のあるものの 1 つになったとしても驚くことではありません。
太鼓
Taiko は、ウェブサイト上で自らを「タイプ 1 zkEVM、完全に分散化された、イーサリアムに相当する zk ロールアップ」であると宣伝しています。彼らは、タイプ 1 zkEVM であることが、このリストにある他のプロジェクトと比較した主な違いの 1 つであると主張しています。彼らは、ハッシュ関数、状態ツリー、ガスコストなど、イーサリアムのアーキテクチャにほとんど変更を加えませんでした。こうすることで、最小限の変更で実行クライアント実装を再利用できます。 Taiko のようなタイプ 1 zkEVM を使用する主な利点の 1 つは、コードにあまり変更を加えずに移行が簡単であることです。たとえば、Ethereum L1 にデプロイしてから Taiko に移行できます。一方、最初に Taiko にデプロイしてから、他の EVM 互換チェーンに移行することもできます。
Daniel Wang は Taiko の創設者であり、2021 年にその職を辞任するまで、以前は Loopring の創設者でした。これはLoopringとGamestopの契約前に起こった。なぜこのようなことが起こったのかについてはいくつかの憶測がありましたが、両者の間に敵意はまったくありませんでした。