zkSync 2.0はEVMと互換性があり、ZK Rollupの技術的なボトルネックを解消します。

L2Beatのデータによると、zkSyncネットワークにロックされている暗号資産の合計額（TVL）は1億4000万米ドルを超え、7日間で38％増加しました。 zkSync は、ZK Rollup 拡張ソリューションに基づいて実装された Ethereum Layer2 ネットワークです。現在、その TVL 成長は多くのレイヤー 2 ネットワークの中で第 1 位であり、ますます多くのファンドとユーザーが zkSync ネットワークとそのアプリケーションを体験していることを示しています。

Ethereum メインネットが正式に 2.0 にアップグレードされる前に、オンチェーンの輻輳を解決する 1 つの方法は、チェーン外でほとんどのアクティビティを実行できるレイヤー 2 ネットワーク (レイヤー 2) を構築して、メインネットのコンピューティングとストレージの負荷を軽減し、Ethereum のスケーラビリティを向上させることです。

レイヤー2ネットワークを構築するさまざまなテクノロジーの中で、Rollupは、スマートコントラクトの実際の計算と保存をオフチェーンで完了し、一連の圧縮技術を通じてトランザクションデータをEthereumメインネットにバッチで送信して保存できるため、個々のデータを1つずつ検証する必要がないため、徐々に最適なソリューションと見なされるようになっています。このように、レイヤー2ネットワークのセキュリティは、ネットワークの分散性を損なうことなくEthereumメインネットによって保証されるだけでなく、ネットワークのスケーラビリティと効率性も向上します。さらに重要なのは、Rollup により、Ethereum メインネット アプリケーションをレイヤー 2 に簡単に移行できることです。

レイヤー2ネットワークはロールアップ技術を使用して構築されており、異なる暗号化検証アルゴリズムにより複数のパスが形成されています。 Optimistic Rollup、ZK Rollup、Arbitrum Rollup が主流のソリューションになりました。現在、さまざまなソリューションを適用したレイヤー2ネットワークが成果を上げており、研究開発と実践においてさまざまな学派が生まれています。

その中で、ZK Rollupは「ゼロ知識証明」検証方式を使用してRollup拡張計画を実行し、イーサリアムの創設者Vitalik Buterin氏によってLayer2の究極の選択肢とみなされています。

zkSync ネットワークの TVL の最近の急増は、ZK Rollup の実現可能性をさらに証明しています。特に、zkSyncが今年2月にパブリックテストネットワークのバージョン2.0をリリースして以来、それをサポートするZK Rollup拡張テクノロジーソリューションもブロックチェーン技術コミュニティからますます注目を集めています。

では、ZK Rollup スケーリング ソリューションとは一体何でしょうか? Optimistic Rollup と Arbitrum Rollup の違いは何ですか? zkSync2.0 に加えて、ZK Rollup テクノロジーを使用するネットワークは他に何がありますか? DeFi Honeycombの今回の号では、これらの質問に一つずつ答えていきます。

ZK ロールアップ ソリューションの概要

導入

ZK Rollup は、「ゼロ知識証明」検証方法に基づく Rollup テクノロジーを実装するレイヤー 2 ソリューションです。 「ZK」は「Zero Knowledge」の略称です。このソリューションは2018年後半に生まれ、ブロックチェーン技術研究者のバリー・ホワイトハット氏によって初めて提案されました。

Rollup テクノロジーの原理を維持しながら、ZK Rollup はオフチェーンで複雑な計算を完了し、証明を生成し、証明検証のためにメイン ネットワークに送り返し、データの一部を保存してデータの可用性を確保し、メイン ネットワークのセキュリティを共有できます。

ZK Rollupの特徴はまさに「ZK」の部分です。 「ゼロ知識証明」アルゴリズムにより、証明者は検証者に有用な情報を提供することなく、結果の正しさを検証者に納得させることができます。

たとえば、A は B に対して自分が部屋の鍵を持っていることを証明したいと考えています。部屋は鍵でのみ開けることができ、他の方法では開けられないものとします。この時点では 2 つの方法があります。A が B に鍵を見せ、B がこの鍵を使用して部屋のロックを解除し、A が部屋の正しい鍵を持っていることを証明する方法です。または、B が部屋に特定の物体があることを確認し、A が所有する鍵を使用してドアを開け、その物体を取り出して B に見せることで、自分が部屋の鍵を持っていることを証明します。

後者の方法はゼロ知識証明に似ています。その利点は、証明プロセス全体を通じて、B はキーがどのように見えるかを確認できないため、キーの漏洩を回避できることです。

「ゼロ知識証明」はプライバシーを重視するブロックチェーンにとって重要な技術手段であり、ビットコインネットワークはその応用の一つです。プライバシーに加えて、技術研究者はブロックチェーンのパフォーマンスを向上させるためにそれを適用し始めています。 ZK Rollup もその 1 つです。ブロックをパッケージ化して次のブロックを開く前に大量のデータ検証が必要な場合、1 人が検証して証明を生成し、他の人がその証明が正しいことを検証できると主張しています。これにより、誰もが証明の検証に長い時間を費やす必要がなくなり、データ検証の効率が向上します。

ZK Rollupソリューションでは、Layer2ネットワーク上の複数のトランザクションデータがパッケージ化された後、オフチェーン計算の「ゼロ知識証明」結果が作成され、メインネットワーク（Layer1）バリデーターはこの証明が正しいかどうかを迅速に確認できます。さらに、Layer2からLayer1への取引データは即時に検証できるため、Layer2の資産をLayer1に移転する際にも即時決済を実現できます。

ZK Rollupと他のRollupソリューションの違い

ZK Rollup は、Rollup テクノロジーを使用して Ethereum Layer2 ネットワークを構築する実装方法です。もう 1 つは主に Optimistic Rollup です。両者の違いは、主に使用される検証アルゴリズムの違いにあります。

Optimistic Rollup は「詐欺防止」検証アルゴリズムを使用しており、その前提は、バリデータが「嘘をついていない」という保証として、Layer2 ネットワーク上に一定量の ETH「デポジット」を約束しなければならないというものです。この前提では、レイヤー 2 ネットワーク上のすべてのトランザクションが有効であり、レイヤー 1 (Ethereum メインネット) に送信されたデータが正しいと想定されます。誰かが何らかの取引に異議を唱えた場合、現時点では、そのデータは Ethereum メインネット上で 1 つずつ検証される必要があります。いずれかのバリデーターによって送信されたデータに問題がある場合、ネットワークによって不正行為と判断され、このバリデーターの預金は没収されます。

この検証アルゴリズムの原則では、レイヤー 2 で要約されたトランザクションの各バッチがレイヤー 1 に送信されると、7 日間の異議提出サイクルが存在します。これにより、ユーザーが Optimistic Rollup スキームに基づいてネットワークから暗号資産を引き出すか終了する場合、7 日間の待機期間も追加されます。

これにより、Optimistic Rollup 関連のネットワークのエクスペリエンスが悪くなるだけでなく、反対データが表示されると、すべてのトランザクション データをメイン ネットワークで再検証する必要があり、メイン ネットワークの負荷が増加するという問題も発生します。

したがって、この問題点に対処するために、Arbitrum Rollup は Optimistic Rollup に改良を加えました。最も論争の的となっている部分を見つけるために、まず論争の的となっている部分をブロックに分割することを提唱しています。 Ethereum メインネットは、メインネットの検証負担を軽減するために、紛争のある部分のみを検証します。

さらに、Arbitrum Rollup の進歩は EVM との互換性にあり、これにより、このテクノロジーを使用するレイヤー 2 ネットワークは、Ethereum メインネット上でアプリケーションのシームレスな移行を実行できるようになります。そのため、多くの DeFi アプリケーションは「Arbitrum バージョン」を展開することを選択しています。比較すると、Optimistic Rollup スケーリング ソリューションはまだ EVM と 100% 互換性がありません。

Arbitrum Rollup ソリューションは Optimistic Rollup の「改良版」であることがわかります。それにもかかわらず、Arbitrum Rollup関連のネットワークから資金が引き出される際には依然として待機期間が存在し、この問題点は改善される必要があります。

EVM との互換性の点では、ZK Rollup はこれまで突破口を開くのに苦労してきました。イーサリアムの創設者であるヴィタリック・ブテリン（愛称はVゴッド）はかつて演説の中で、ZKロールアップの基盤技術の複雑さのため、イーサリアム仮想マシンとの完全な互換性を実現するには数年かかる可能性があると述べたことがある。短期的には、Optimistic Rollup は Ethereum の拡張計画にとって実行可能なオプションですが、長期的には ZK Rollup の方が好まれるでしょう。

Vitalik 氏のこのコメントにより、ZK Rollup は Ethereum のスケーリング ソリューションの「聖杯」と見なされています。

驚いたことに、ZK Rollup と EVM の互換性の開発の進捗は予想よりもはるかに速いです。今年 2 月には、EVM と互換性のある ZK Rollup ソリューションを使用した zkSync 2.0 パブリック ベータ ネットワークが開始されました。これは、近い将来、ZK Rollup ソリューションが棚上げされることがなくなり、それに基づくネットワークがアプリケーションの移行を先導することを意味します。

現在、ZK Rollup ソリューションのレイヤー 2 実装の主なプレーヤーは、StarkWare と zkSync です。

zkSyncはEVMとの互換性を完全にするためにアップグレードを続けています

2019 年、MatterLabs チームは、ZK Rollup 拡張ソリューションを使用して zkSync ネットワークの開発を開始しました。 2020年6月に、主に支払いに重点を置いたzkSyncバージョン1.0がリリースされました。レイヤー2拡張レイヤーとして、zkSync1.0チェーン上の転送手数料は極めて低く、トランザクション処理は高速です。手数料はETHに限定されません。ネットワークを使用して転送される他の Ethereum 標準資産も手数料として使用できます。イーサリアム メインネットに出入りする資産は通常、数分から数時間かかります。

zkSync公式サイト

現在、ユーザーは Ethereum ウォレットを承認することで zkSync ネットワーク アカウントをアクティブ化できます。 ERC-20 規格の ETH や USDT などの資産はネットワークに自由に出入りでき、資産を他の zkSync アカウントに転送できます。

zkSync1.0 は EVM と互換性がないため、ネットワークの可用性は制限され、サポートできるアプリケーション シナリオは非常に制限されます。ただし、送金手数料が低く、資金が即時に到着するため、zkSync1.0 の主な用途は依然として支払いです。

今年 2 月には、zkSync 2.0 のパブリック テストネットが開始され、EVM 互換性が実現され、ZK Rollup ソリューションを活用し、EVM と互換性のある最初のブロックチェーン ネットワークとなりました。

zkSync2.0 は、開発者が Ethereum のネイティブ プログラミング言語 Solidity を使用して、ネットワーク上に分散型アプリケーションを展開することをサポートします。 Ethereum メインネット上の既存の DeFi アプリケーションも zkSync2.0 ネットワークに統合できるため、開発者とユーザーはこのレイヤー 2 ネットワークを低コストかつ高効率で使用できます。

アプリケーション担当者

• 分散型取引アプリケーション（DEX）ZigZag

ZigZag は、DEX で一般的に使用されている自動マーケット メーカー (AMM) メカニズムを採用せず、代わりに分散型オーダー ブック モデルを採用しました。これは、基盤となる ZK Rollup テクノロジーの自然な「集約」によってもたらされる利便性です。これにより、トレーダーは最小限のスリッページと高い流動性注文でスポット取引を行えるようになり、中央集権型取引所 (CEX) に代わるオンチェーンの選択肢となることを目指しています。

• レイヤー2クロスチェーンブリッジOrbiter Finance

Orbiter Finance は、Layer2 ネットワーク用に構築されたクロスチェーン ブリッジです。 zkSync、Arbitrum、Optimism などのレイヤー 2 ネットワーク間のクロスチェーン資産転送をサポートし、レイヤー 2 とレイヤー 1 間の資産転送もサポートします。

StarkWareは体系的にLayer2を作成します

StarkWare は企業としてみなすことができます。 2018 年に設立され、Layer2 システム ソリューションの完全なセットを備えています。特に、ネットワークのスケーラビリティをさらに強化するために、「ゼロ知識証明」に基づくzkSTARKアルゴリズムを革新しました。また、このアルゴリズムを製品化し、StarkNet（レイヤー2拡張ネットワーク）とStarkEx（拡張テクノロジー）という2つの着陸モジュールを形成しました。

スタークウェア公式サイト

• スタークネット

これは、Ethereum 上に構築されたレイヤー 2 ネットワークです。テストネットワークは 2021 年 11 月に開始されました。開発者がアプリケーションを展開することをサポートします。ユーザーはネットワークにトランザクションを送信できます。すべてのトランザクションは定期的にバッチ処理されて STARK 証明が生成され、その後これらの証明は Ethereum メインネット上で検証されます。検証に必要な計算量が非常に少ないため、チェーン上の処理効率が向上します。

StarkNet はまだ EVM と互換性がないため、Ethereum のトップ DeFi アプリケーションによって移行されていません。現在、Layer2の主なアプリケーションは、分散型取引アプリケーション（DEX）Myswapとワンストップ取引アプリケーションJediSwapです。

• スタークエックス

これは、Ethereum アプリケーション向けのスケーラビリティ ソリューションとプログラム サービスの提供に特化したスケーラブル エンジン テクノロジのセットです。これは、分散型永久契約取引アプリケーション dYdX、分散型取引アプリケーション DeversiFi、NFT エコシステム Immutable X など、多くの有名な分散型アプリケーションで使用されています。

dYdX（DYDX）は先物取引プラットフォームとして、高速決済を必要とします。 StarkEx は決済速度を大幅に向上させ、ユーザー エクスペリエンスを強化します。

DeversiFi は、StarkEx スケーリング エンジンを採用した最初の DEX です。オフチェーンでトランザクションを処理し、オンチェーンで決済を完了するオーダーブックモデルを使用します。これまで、オンチェーン決済方法ではチェーンのパフォーマンスに対する要件が高く、レイヤー 1 ネットワークではこの点で制限がありました。現在、StarkEx エンジンはこの問題を解決し、即時決済、高い流動性、低いスリッページ、および非管理取引に対するその他の保証を提供します。さらに、DeversiFi は、zkSTARK アルゴリズムのプライバシー レイヤーを使用して、ユーザーのトランザクションのプライバシーを確​​保します。

Immutable X は、NFT 資産向けの Ethereum のレイヤー 2 拡張ソリューションです。 StarkEx エンジンをベースに構築されています。ネットワーク上の資産と取引データはすべて Ethereum によって保護されているため、ユーザーはセキュリティの問題を心配する必要はありません。さらに重要なことに、StarkEx は 7 日間の間隔なしで、資産を Ethereum チェーンに即時に引き出すことをサポートしている。現在、カードゲームの Gods Unchained (GODS)、戦闘ロールプレイングゲームの Illuvium (ILV) などが、ユーザーに高速でガス料金 0 のトランザクション体験を提供するために Immutable X との統合を選択しています。