ZKテクノロジーの最新の進歩

ゼロ知識証明（ZK）技術は暗号の世界ではもはや新しいものではありません。しかし、その実装方法が多様であるため、具体的な進展状況を追跡することは容易ではありません。この記事では、ZK技術の最新の進展を整理します。

イーサリアムのモジュール化トレンド

イーサリアムは、初期のモノリシックアーキテクチャから、よりモジュール化された設計に移行しています。ますます多くのサードパーティ製ソリューションが、イーサリアムのデータおよび実行能力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は、CelestiaやPolygon Availなどのプロジェクトがあります。実行レイヤーの面では、ArbitrumやzkSyncなどの第2層（L2）ソリューションが登場し、オフチェーンで取引を実行し、その後取引をまとめてイーサリアムのメインチェーンに送信することで、より迅速で低コストのユーザーエクスペリエンスを提供しています。

イーサリアムのメインネットは現在、取引処理能力が約毎秒30件(TPS)です。世界規模の活動需要に対応するため、イーサリアムは実行能力を最適化するために拡張イノベーションにますます依存しています。主に2つのタイプ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、取引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、アクティブな負荷を複数の平行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とは、イーサリアムの外に実行環境、つまりL2を構築し、安価で迅速な取引を促進し、その後取引データを一括してイーサリアムメインチェーンに公開することを指します。この方法は、複数のカスタマイズ可能なロールアップから構成されるセカンダリネットワークを育成しました。

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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ソリューションはゼロ知識ロールアップ(ZKロールアップ)です。これらのロールアップは、取引処理速度を約2000 TPSまで引き上げることができ、イーサリアムメインネットの現在の速度の65倍です。

ZKロールアップは、ゼロ知識証明(ZKP)技術(（例：SNARKs)）を使用して、暗号化された検証を行い、イーサリアム上にその取引バッチを公開します。現在、大規模なZKロールアップには以下が含まれます:

• dYdX:暗号通貨とデリバティブ取引所
• Loopring:取引とNFT用のL2
• zkSync Lite:取引およびNFT用のL2
• ZKSpace:取引およびNFT用のL2
• Aztec Connect:プライバシーDeFiのためのL2

現在の主流のZKロールアップは、StarkEx技術(を使用しているもの（dYdXやLoopring)など）か、zkSyncコード(に基づいているもの（zkSync LiteやZKSpace)など）です。また、Aztec Connectなど注目すべき独立したZKロールアップもいくつかあります。

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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、ZKに基づくスケーリングソリューションにはValidiumとVolitionも含まれます。

Validiumはオフチェーンでトランザクションを実行し、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バッチでオンチェーンに送信するのとは異なり、Validiumのデータは完全にオフチェーンに保存されます。これにより、Validiumはホスティングソリューションとなりますが、パフォーマンスが優れており、毎秒20,000回以上のトランザクションを実現できます。

現在有名なValidiumプロジェクトには次のものがあります:

• 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チームが開発した革新的なもので、ZKロールアップとValidiumの特徴を組み合わせています。ユーザーはオンチェーンとオフチェーンのデータ可用性の間で自由に選択できます。zkSyncのzkPorterメカニズムは注目すべきVolitionシステムの一つです。

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zkEVM:拡張の聖杯

zkEVMはEthereum仮想マシン(EVM)と互換性のあるZKロールアップです。その登場は、Vitalik Buterinが2021年に予測した重要な一歩を示しています - ZKロールアップは最終的にすべてのユースケースで勝利するでしょう。

暗号証明を使用することで、ZKロールアップはプライバシーとセキュリティの面でオプティミスティックロールアップよりも優れています。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可能性があります。

現在、複数のチームが異なるタイプのzkEVMを開発しています:

• Polygon zkEVM: 現在はタイプ3で、タイプ2に向かって進行中
• 巻物:建物タイプ2 zkEVM
• zkSync Era: カスタムビルドのタイプ 4 zkEVM
• スタークネットのカカロットzkEVM:タイプ3レベルに達し、加速しています

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zkEVMの最新の進捗状況

• Polygon zkEVMメインネットテスト版は3月27日から開始されます
• zkSync Eraは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もうすぐ登場します。
• 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、さらなる拡張が図られる可能性があります。一方で、Type 2からType 4までの外部zkEVMは引き続き繁栄し、開発者やユーザーに独自のカスタマイズ機能とユーザーエクスペリエンスの向上を提供します。

2023年は一般の暗号ユーザーが初めてzkEVMを体験する年になります。もし参加したいなら、Polygon、zkSync、Starknet、Scrollなどのチームの最新の進展に注目してください。

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