長い間、ブロックチェーン技術のスケーリングソリューションへのニーズはかなりの議論の的となってきました。

ブロックチェーンネットワークが成長するにつれ、1秒あたりの取引数（TPS）が重要な問題となることは一般的な知識だと思います。ビットコインやイーサリアムなどの主要なブロックチェーンの現在のキャパシティは、広範な採用に必要なボリュームを処理するには不十分です。

たとえば、ビットコインは約7トランザクションを処理しますが、イーサリアムは約15トランザクションを処理します。これに対して、ビザは平均して約1,700tpsを処理します。スケーリングソリューションがないと、ブロックチェーンは従来の金融システムと競争し、大量採用を達成することができません。

もし、私たちがそれらの取引の実際のコストを見てみたらどうなるでしょうか？

それも同じ…

同時にブロックチェーンを使用する人が増えると、取引手数料が非常に高くなります。そのため、利用がピークに達するとユーザーを遠ざけ、マイクロ取引を実用的ではなくします。例えば、2020年から2021年のDefiブーム中、イーサリアムのガス手数料が急騰し、小額の取引さえ過度に高価になりました。

さて、これをどう解決すればいいのでしょうか？

これをスケーリングソリューションを導入することで解決します。

スケーリングソリューションとは、ブロックチェーンネットワークのキャパシティと効率を向上させ、より多くのトランザクションを処理するために設計された技術です。スケーリングソリューションの主な目的は、ネットワークのスループットを増やし、トランザクション数（TPS）を向上させることですが、安全性、分散化、コスト効率を維持または向上させることも重要です。

スケーリングソリューションは、取引コストを低減し、ブロックチェーン技術を広範なユーザーに利用可能にし、日常的な使用に適しているとするために必要です。遅い取引時間と高い手数料は、ユーザーエクスペリエンスを低下させ、新しいユーザーを desuouraging し、分散型アプリケーション（Dapps）の使用可能性を制限します。

ユーザーを引き付け、維持するために、ブロックチェーンネットワークは効果的なスケーリングソリューションを通じて、シームレスで高速かつ費用効果の高いトランザクションを提供する必要があります。

今日は、異なるネットワークがこれらの課題に取り組む方法を探ってみます。特に、イーサリアム上のzkロールアップとソラナ上のzk圧縮を比較することで、スケーラビリティを向上させることを目指していますが、それぞれ独自の方法で行っており、各エコシステムの固有の設計思想と優先事項を反映しています。

let’s dive in…

zkロールアップとは何ですか？

zk-rollupsは、計算と状態をオフチェーンに移動し、トランザクションデータを束ねてオンチェーンに保存することで、ブロックチェーンのスケーラビリティを向上させるL2スケーリングソリューションです。

彼らはゼロ知識証明と呼ばれる暗号的証明を活用して、実際のデータを明示せずにこれらのバンドルされたトランザクションの妥当性を証明します。これにより、イーサリアムメインネットは安全なままで、サイドチェーン上でより高速かつ安価なトランザクションが可能になります。

彼らはどのように動作するのでしょうか？

• シーケンサーはオフチェーンでトランザクションをバッチ処理します。

• シーケンサは、トランザクションの妥当性をすべての詳細を明らかにせずに検証する、コンパクトな暗号的証明であるzk-SNARK（簡潔非暗号的知識の議論）証明を生成します。
• プルーフとトランザクションデータはイーサリアムメインネットに送信されます。
• 誰もがメインネット上で証明を検証でき、取引が有効であることを確認できます。
• 紛争の場合、誰でもオンチェーンの決済のために元のトランザクションデータを提出することができます。イーサリアムの堅牢なセキュリティを活用して、ロールアップにはバンドルされたトランザクションの正当性を検証する暗号証明（具体的にはゼロ知識証明）が含まれています。イーサリアムネットワークは、各トランザクションではなく、この証明を検証するだけで済むため、計算負荷が大幅に削減されます。
• トランザクションは、ロールアップでオフチェーンにグループ化されます。
• aggreGate.iodトランザクションの妥当性を確認するためにゼロ知識証明が生成されます。
• 証明書と最小の要約データが検証のためにイーサリアムメインネットに提出されます。
• 正常に検証が完了すると、ロールアップトランザクションを反映するためにEthereumメインネットの状態が更新されます。

zk圧縮とは何ですか？

zk圧縮は、ソラナブロックチェーン上のデータストレージコストを削減するための技術であり、圧縮されたデータの「指紋」（ハッシュ）のみをチェーン上に保存し、データのプライバシーを維持します。

zk圧縮の'zk'はゼロ知識を意味し、圧縮データのプライバシーが保護されていることを示しています。この方法により、チェーン上に保存する必要のあるデータ量を大幅に減らすことができ、それにより開発者のストレージコストも低減されます。

zk圧縮は完全にどのように機能しますか？

zk圧縮関数は、ソラナ上の状態コスト（アカウント残高やスマートコントラクトストレージなどのデータをブロックチェーン上で保存および維持するためのコスト）を削減するためにゼロ知識（zk）技術を利用しています。

ここでは、それがどのように機能するかの詳細な説明をします:

1. 各アカウントのデータは、ユニークなハッシュ値に圧縮されます。このハッシュには、アカウントの情報だけでなく、状態ツリー内での位置も含まれており、ユニークさが保証されています。このハッシュは、状態ツリーの葉ノードに格納されます。

1. ステートツリーはマークルツリーに似たデータ構造で、各ノードは子ノードのハッシュです。ステートツリーaggreGate.iosは、すべてのアカウント情報とデータを、ステートルートと呼ばれる単一のトップレベルのハッシュ値に圧縮します。

2. ステートツリーのトップレベルのハッシュ値であるステートルートは、ブロックチェーン上に保存されます。このルートは、ステートツリー内のすべてのデータの整合性と完全性を保証するための指紋として機能します。

3. 詳細なアカウントデータは直接ブロックチェーンに保存されていません。代わりに、より安価なソラナ台帳スペース内のコールデータとして保存されています。状態ルートと基本的なメタデータのみがチェーン上に保存され、蓄積コストを大幅に削減しながらデータセキュリティを維持しています。

4. 圧縮データの整合性と信頼性を確保するために、zk圧縮はゼロ知識証明（zk-証明）を使用します。これらの証明は、データの正確性と整合性を検証し、その実際の内容を明らかにせずに、圧縮されたデータさえも安全かつ検証可能にします。

zk圧縮はL2ソリューションではなく、ソラナ上でデータストレージ効率を向上させるためのアップグレードです。

zk圧縮は、L2ソリューションとは異なり、トランザクション実行と状態ストレージが直接レイヤー1（L1）チェーン、この場合はSolanaで行われるため、L2ロールアップではありません。

主要な違いは、実行と状態の管理がどこにあるかにあります。zkロールアップでは、これらのプロセスは補助チェーン上で発生し、定期的にコミットメントと証明がメインのl1チェーンに送信されます。一方、zk圧縮では、実行と状態を別のチェーンではなく、ソラナ自体で保持します。

この基本的な違いは、zkロールアップがいくつかのプロセスをセカンダリレイヤーにオフロードして拡張性を向上させるのに対して、zk圧縮は別のレイヤーを作成せずに、データストレージを直接主要なブロックチェーン上で最適化します。

イーサリアムとソラナ上のzkロールアップとzk圧縮の主な違い

イーサリアム上のzkロールアップとSolana上のzk圧縮の主な違いは、ブロックチェーンのスケーラビリティ向上とデータストレージの最適化に対するアプローチに根ざしています。

1.実行と状態管理:

• zkロールアップ：トランザクションの実行と状態の保存は、イーサリアムのメインネットから分離した補助チェーンで行われます。補助チェーンは定期的にイーサリアムのメインネットにコミットメントと証明を送信します。
• zk圧縮：すべてのトランザクションの実行および状態の保存は、この文脈ではソラナであるレイヤー1（L1）チェーン上で直接行われます。別個の補助チェーンは関与していません。

2.オンチェーンデータの処理:

• zkロールアップ：暗号証明と最小限の要約データのみがイーサリアムメインネットに送信され、検証されます。このアプローチにより、メインネット上の計算負荷が最小限に抑えられます。
• zk圧縮：圧縮されたデータの「指紋」（ハッシュ）と対応するzk-proofのみがsolanaブロックチェーンに保存されます。これにより、オンチェーンに保存されるデータ量が大幅に削減され、それによってストレージコストが低減されます。

3.プライバシーと完全性：

• ZKロールアップ:ZK-SNARK(Succinct Non-Cryptographic Argument of Knowledge)プルーフを利用して、詳細なトランザクションデータを開示することなく、トランザクションの有効性を確保します。これにより、イーサリアムのメインネットを保護しながらプライバシーが維持されます。
• zk圧縮：データ圧縮とzkプルーフを組み合わせて、ブロックチェーンのストレージを最適化し、圧縮されたデータの整合性を数学的に証明します。これにより、内容を明らかにせずに、復元されたデータが元のデータと一致することを保証し、プライバシーを保護します。

4.解決策の性質:

• zkロールアップ：レイヤー2（L2）スケーリングソリューションとして考えられており、トランザクションの実行と状態管理をセカンダリチェーンにオフロードすることで、メインネットのスケーラビリティを向上させ、コストを削減します。
• zk圧縮：レイヤー2のロールアップではなく、ソラナのレイヤー1チェーン上のデータストレージ効率を改善するためのアップグレードです。別の実行レイヤーを導入せずに、ストレージコストを最適化します。

結論

要するに、スケーリングに関する両方の視点は、ブロックチェーンネットワークが持続可能に成長しながら、そのコア原則を維持するためにバランスの取れたアプローチの重要性を強調しています。

ソラナのこの点での実績は、ブロックチェーン業界全体における高度なスケーリングソリューションの採用の説得力ある事例を提供し、より広範な採用と革新の道を開拓しています。

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