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イーサリアムzkRollupとzkEVM:スケーリング技術の未来と課題
暗号化経済は単なる技術革新ではない
暗号化経済は単なる技術革新にとどまらない。多くの従事者や愛好者がこの分野に適応するのが難しい主な理由は、その周期性があまりにも明確であり、変動も非常に激しいからだ。ブルマーケットでは、一般の人々が確かに10倍、さらには100倍のリターンを得る機会があるが、ベアマーケットでは損失も同様にひどい。誰であれ、一度暗号の世界に足を踏み入れれば、投資は必修科目となる。
現在の熊市の主な原因は、連邦準備制度の金利引き上げによる資本の引き締めです。去中心化金融(DeFi)の狂った利回りは過去のものとなり、現在の主流の貸借プログラムの利回りは一般に2%未満です。それに対して、現実世界の米国債の利回りは3%を超えており、これが機関投資家やステーブルコインのプロジェクトが資金を暗号領域から国債購入に移すことを促しています。
1980年代から、連邦準備制度は6回の利上げサイクルを経験し、それぞれ1〜3年続き、平均して10回の利上げが行われました。利上げのペースが遅くなるほど、効果は悪化し、インフレを抑制するのが難しくなります。例えば、2015年から2018年の6回目の利上げプロセスは遅く、原油をはじめとする原材料価格は下がるどころか上昇しました。10月以降、原油価格は引き続き堅調であり、これは連邦準備制度が強力な利上げ政策を継続することを促す可能性があります。疑いもなく、2023年の世界の株式市場と暗号市場は機関投資家の資金撤退の圧力に直面し続け、弱気市場の底はまだ来ておらず、軽々しく底入れを狙うべきではありません。
! 暗号の弱気相場の底はまだ到着していませんが、イーサリアムzkRollupにはしっかりと強気です
イーサリアムのzkRollupスケーリングソリューションに期待
資本市場の大周期を考慮せず、暗号技術の変革およびそれが引き起こす可能性のあるWeb3.0の波の観点から、私たちはイーサリアムとそのzkRollup拡張ソリューションを強く支持し、特に新世代zkEVMに基づくzkRollupソリューションに注目しています。
イーサリアム創設者のVitalik Buterinは9月30日の会議で次のように述べました:"合併後、イーサリアムの次のステップはスケーラビリティです。"スケーラビリティは、多くの暗号通貨やブロックチェーンアプリケーションが主流になるのを妨げる核心的な問題です。よく知られているように、zkRollupsは数百のトランザクションを1つの実行タスクにパッケージ化し、単一のタスク内のすべてのトランザクションを検証することでスケーラビリティを実現できます。
Vitalikの強力な支援の下、RollupはEthereumのスケーラビリティの主流ソリューションとなりました。Rollupソリューションは技術の種類に応じて楽観的RollupとzkRollupに分類されます。両者の主な違いは取引の有効性の保証方法です。Optimistic Rollupは詐欺証明の仕組みを採用し、zkRollupは数学的なゼロ知識証明を使用しています。
Optimistic Rollupネットワークには挑戦者の役割が存在し、Ethereumに提出されたデータに詐欺があることを証明でき、その後ネットワークの合意によって無効な取引をロールバックします。一方、zkRollupは取引データをバッチ処理する際にゼロ知識証明技術を採用し、取引データの有効性を保証した上で、直接Ethereumに証明を提出し、即座に最終状態の一貫性を実現します。
Optimistic Rollupと比較して、zkRollupはゼロ知識証明を用いて数学的検証を行い、より多くの技術的優位性を持っています。特定のプロジェクトはこの分野で数年にわたり先見的な探求を行っています。
しかし、EVMはゼロ知識証明をサポートするために設計されていないため、Solidityと互換性があり、ゼロ知識証明をサポートする仮想マシンを構築することは非常に困難です。この問題を解決するために、いくつかのプロジェクトがゼロ知識証明計算をサポートし、Solidityと互換性のある仮想マシン、つまりzkEVMを開発しています。通常の仮想マシンとは異なり、zkEVMは実行の正確性を証明することができ、実行中に使用される入力と出力の有効性を含みます。
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zkEVMの再設計の必要性
一部のプロジェクトはバイトコードをマイクロオペレーションコードにコンパイルし、STARKを使用して状態遷移の有効性証明を生成し、SNARKを使用して証明の正当性を検証した後、Ethereumに提出して検証を行います。他のプロジェクトのスキームはある程度似ていますが、Halo 2のみをそのゼロ知識証明方法として使用しています。
さらに、プロジェクトはSolidityで記述されたコントラクトコードをYul(という中間言語にコンパイルし、異なる仮想マシンのバイトコード)にコンパイルでき、その後YulバイトコードをzkEVM専用に設計されたカスタムで回路互換のバイトコードセットに再コンパイルします。
これらのシステムは生産に投入するのに十分良いのでしょうか?私たちはより良いzkEVMを再設計する必要がありますか?zkRollupは、チェーンに証明を公開する前に、すべてのトランザクションを証明し集約するためにゼロ知識プロトコルを使用します。原則として、これにより第1層チェーンは、数千の複雑なトランザクションをカバーする短い「証明」を検証でき、チートの可能性はありません。しかし、いくつかのzkEVMテストネットがリリースされた後、実際の状況は理想的ではないことが分かりました。証明を生成するプロセスは非常に遅く、数回のトランザクションを実行するのに数十分かかります。
あるプロジェクトはzkEVMの構造を最適化し、zkEVMを再設計することで、既存のすべてのzkEVMよりも効率的にしました。主な理由は、適切に設計された階層構造を採用し、回路内の冗長な無駄なスペースと多項式のサイズを圧縮し、最終的に証明を生成するのに必要な時間を短縮したことです。同時に、そのSequencerはEthereumノードを実行し、ユーザーの取引を受信し、新しい状態を生成し、特別なzkEVMフレンドリーなTraceを生成します。Folderは証明生成器として、ソーターからこのTraceを取得し、zkEVM内で(の大量の小さなテーブルを使用して処理し、巨大なテーブル)ではなく、これにより冗長性を大幅に削減し、証明生成の速度を向上させます。
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より速いゼロ知識証明の必要性
SNARKはシンプルですが、効率はSTARKより劣ります。しかし、STARKはFOAKSが登場した際には時代遅れに見えました。速度がzkEVMのボトルネックであるため、計算効率を比較することは重要です。STARKは準線形の証明時間と検証時間を実現し、SNARKよりも速いですが、FOAKSには明らかに遅れています。FOAKSは世界初の線形証明時間と準線形検証時間を実現したZKPで、理論的な極限に達しています。FOAKSは透明で、信頼された設定を必要とせず、最高レベルの安全性を保持しています。
FOAKSは線形時間でエンコード可能なコードに基づいており、既存のすべてのZKPソリューションの中で最も速いです。さらに、再帰的技術を使用しているため、FOAKSの証明サイズは既存のソリューションの1/7に減少し、エンドユーザーはわずか1セントでEthereumのレイヤー2サービスを享受できるようになります。
個別のデータ可用性レイヤーの必要性
現在のzkRollupは、主にトランザクションの検証負担を軽減することに焦点を当てています。これは、複雑なスマートコントラクトの実行が非常に高価であるため、Ethereumにとって特に重要です。しかし、Ethereumノードは依然として原始トランザクションデータを同時に保存する必要があります。これは賢明ではありません。なぜなら、Ethereumはストレージ層ではなくコンセンサス層としてより適しているため、拡張のボトルネックが依然として存在することを意味します。ノードの帯域幅とストレージが不足して(、計算が不足して)する時、彼らは影響を受けるのです。
これが、Ethereumがこれらの生の取引データを保存するための独立したデータ可用性レイヤーを必要とする理由です。zkRollupサーバーやEthereumノードの故障によって、スマートコントラクト全体がフリーズするのを防ぎます。さらに重要なのは、これにより第2層のコストが第1層から切り離され、zkEVMに基づくzkRollup取引コストが半分以上削減されることです。
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