紹介

ZkEVMは、イーサリアムネットワーク上で機能する独自のタイプのゼロ知識(zk)ロールアップです。 トランザクションを処理し、ネットワーク上での効率的な対話を可能にします。 これらのロールアップは、低コストのトランザクションを含むいくつかの利点をユーザーに提供します。 したがって、この記事では、zkEVMの革新について説明します。それがどのように機能するか;さまざまなタイプのzkEVMです。生態系の研究、そしてそれが解決する問題を詳しく見てください。

はじめに:zkEVMの必要性

イーサリアムの批評家は、それがどれほど遅いかを嘆いており、それは何年にもわたって増加することが見られています。 コアプロトコルで処理できるのは毎秒10〜15トランザクションのみであり、ユーザーアクティビティが激しい時期には、ネットワークの輻輳と高いトランザクション料金が発生しています。

イーサリアムコミュニティは活発に成長しており、過去数か月の間に、いくつかのスケーリング戦略が人気を博しています。 開発者は、トランザクションを第2層(L2)に移動し、そこで迅速に処理されてからプライマリチェーンに戻すサイドチェーンなど、さまざまなソリューションを検討してきました。

これは歴史的に個々のアプリケーションに効果的でしたが、これらのサイドチェーンの多くが「楽観的」と呼ばれるロールアップを採用しているため、問題があります。

開発者からサイドチェーンを除外するのではなく、多くの方法がありますが、レイヤー2(L2)ソリューションは長い間スケーリングの会話の最前線にありました。 このほぼ完璧な性質のレイヤー2ソリューションは、継続的な改善により、市場で徐々に「ライブ」で見られています。 ゼロ知識ロールアップは今脚光を浴びているようです。

zkEVMとしても知られるゼロ知識イーサリアム仮想マシンは、イーサリアムエコシステムで最も有望なテクノロジーの1つです。 このプロジェクトは、イーサリアム仮想マシンの機能を強化すると同時に、この新しいEVMを使用するスマートコントラクトと対話するときにプライバシーを保護する重要な技術的進歩を遂げることを目的としています。

少なくとも2014年の時点で、zkEVMは当初熱心に探求されていましたが、現在ではこの技術はほとんど使用可能です。 それらはポリゴンやスクロールのような主要なイーサリアム開発会社によって構築されており、他の会社はそれに追随するために急いでいます。

注意:サイドチェーン(例: ポリゴン、PoS)は、コンセンサスメカニズムを備えた親チェーンと並行して動作するセカンダリチェーンです。それらは双方向ブリッジによって親チェーンに接続されています。

ZKとは何ですか?

ZKはゼロ知識の頭字語であり、他の情報を漏らすことなく、ある当事者が何かが真実であることを別の当事者に証明できることを表す暗号化語と呼ぶことができます。 本質的に、それはその秘密を維持しながら個人データの交換を可能にします。

ゼロ知識証明は、実際にその秘密を明らかにすることなく、秘密に関する知識を明らかにする機能をユーザーに付与します。 これは基本的に、あなたが真実を話していることを特定し、示すためです。 証明者と検証者は、ゼロ知識証明において2つの主要な役割を果たします。 証明者は秘密の知識を証明しなければならず、検証者は証明者が真実を述べていることを確認します。

zkEVMとは何ですか?

ゼロ知識(ZK)ロールアップの一環として、ゼロ知識イーサリアム仮想マシン(zkEVM)は、プログラムの正確性と、操作で使用される入力と出力の信頼性を確認するためのゼロ知識証明を作成します。 これらはイーサリアム向けのL2スケーリングソリューションであり、オフチェーン計算と状態ストレージを通じてスループットを向上させます。 ZkEVMはゼロ知識技術を念頭に置いて作成されており、スマートコントラクトを実行できます。

ZKロールアップは、EVMと互換性のあるゼロ知識仮想マシンの導入により、イーサリアムDAppsを有効にし始めています。

これにより、開発者はコードを変更したり、EVMツール(およびスマートコントラクト)を放棄したりすることなく、レイヤー1(L1)の分散化とセキュリティを維持しながらスマートコントラクトを作成または移行できます。

zkEVMとは何かを学んだので、EVMを理解することから始めて、zkEVMの背後にある複雑さをさらに詳しく調べてみましょう。

イーサリアム仮想マシン (EVM)

イーサリアムは、オープンで分散された仮想コンピューターの実行を可能にすることで知られているテクノロジーです。 デプロイされたイーサリアムスマートコントラクトは更新できず、敵対的な検査にさらされています。

スマートコントラクトは、資金を処理したり、外部エンティティを認証したりするために、ほとんどのアプリケーション(オークション、予測市場、ID/評判管理など)で使用されます。 この設定では、コードは信頼できるものでなければなりません。

EVM はどのように機能しますか?

イーサリアム仮想マシンは、入力に応じて状態を変更するステートマシンとして動作します。 スマートコントラクトが実行されるたびに、EVMの状態が変化したり、「状態遷移」が発生したりします。 ブロックチェーンで見ることができるこれらすべてのSolidityプログラムであるスマートコントラクトに加えて、私たちが精通しているDAppsプロジェクトのソフトウェアリポジトリがあります。

ここでは、スマートコントラクトのトランザクション中に何が起こるかを見ていきます。

1. EVM 上のピアツーピア・ノードは、ソース・コードから生成されたコントラクト・バイトコードをロードして実行します。

2. EVM オペコードは、バイトコード (メモリ、ストレージ、スタック) を介して EVM のさまざまな状態コンポーネントと対話します。

3. 新しい値を返す前に、EVMオペコードはステートストレージから取得した値を計算します。

注意:EVMオペコードは、イーサリアム仮想マシン操作コードの略語であり、実行する操作に関するコマンドを与える機械語命令の一部です。

zkEVM エコシステム

zkEVMの発表は、プライバシーとスケーラビリティに熱心な開発者や利害関係者を騒がせたかもしれませんが、これらのプロジェクトのほとんどは完了にはほど遠いです。

かなり、これらのプロジェクトは、単に稼働する以外にもいくつかの課題に直面しています。 zkEVMはイーサリアムの変更を利用するため、カバレッジを拡大し、これらのプロジェクトのほとんどが開始されると徐々に改善が続きます。

確かにまもなくこの種の他のプロジェクトがありますが、これらは最大かつ最も開発されています。 最終的に、zkEVMのようなプロジェクトが示すように、ブロックチェーンの開発は止められないようです。

zkEVMの重要性

完全に機能するzkEVMを作成することで、EVM互換のZKロールアッププロジェクトの作成が促進されます。 これには、次の利点があります。

1. 安全なスケーラビリティ:ZKロールアップは、他のスケーリング作業よりも強力なセキュリティ保証を提供します。彼らは有効性の証明を使用して、オフチェーンコンピューティングの精度を確認します。

2. 低コスト:トランザクションデータをCALL DATAとしてイーサリアムに公開することにより、ロールアップはメインネットから保護を取得します。 楽観的ロールアップとZKロールアップがイーサリアムにブロードキャストしなければならないデータの量はさまざまです。 CALL DATAの必要性をさらに低くすることで、zkEVMはトランザクション入力をスキップし、最終状態の変更のみを公開することもできます。

3. zkEVMには他社が抱える問題がないため、より迅速なファイナリティと資本効率につながります。 NFTトレーダー、DeFi投資家、裁定取引トレーダーなど、スムーズな資産切り替えを必要とするパワーユーザーは、より速いファイナリティ(特にL1とL2の間)の恩恵を受けることができます。

4. ネットワーク効果:イーサリアムのネットワーク効果を利用することは、EVM互換のzkEVMを作成する主な正当化です。 最大のスマートコントラクトプラットフォームであるイーサリアムは、かなり大きなエコシステムを提供し、これは開発者と暗号プロジェクトの両方に適しています。 また、新しく構築されたzkEVMがイーサリアムのインフラストラクチャと互換性がない場合、そのネットワーク効果を利用できないことにも注意してください。

zkEVM と EVM との互換性

zkEVMを含むEVMとその派生物で観察できるのは、前述の手順です。 EVMとzkEVMは、同じネットワーク上にある場合でも、外部エージェントから保護された安全な実行環境を作成するという点で最も大きく異なります。

イーサリアムネットワークにインストールされたスマートコントラクトを実行するために使用されるランタイム環境は、EVM(イーサリアム仮想マシン)として知られています。 イーサリアムブロックチェーンでは、分散型アプリ(DApp)は、一種の「ワールドコンピューター」として機能するEVMを使用して操作されます。

しかし、zkEVMを使用すると、これは劇的に変化します。 ZKP 環境では、入力データは表示されますが、実際のデータではなく、ZKP 暗号化によって生成される一連のデータです。 したがって、データ入力は基本的に一連の統計で構成されており、zkEVMは、これらのデータにつながった実際の情報を開示することなく、主張が正しいことを確認するために使用できます。

ZkEVMは、基盤となるロジックを大幅に変更することなくイーサリアムのスマートコントラクトを実行できるため、EVMと互換性があります。

zkEVMはどのように機能しますか?

ゼロ知識ロールアップの全体的な操作の後には、zkEVMが続きます。 ただし、zkEVMの最適な設計とその機能にはいくつかの理論があることを認識することが重要です。 zkEVMの最も純粋な形式はイーサリアムと同等であり、証明の作成を簡素化するのに役立ったとしても、変更は許可されません。

zkEVM は、EVM と同様に、プログラム・アクションの結果として状態が変化する仮想マシンです。 しかし、zkEVMはさらに一歩進んで、各計算コンポーネントの精度を裏付ける実証を提供しています。

積極的なイニシアチブによって証明されるように、それらがどのように動作するかを理解するために、さまざまなzkEVMを受け入れる必要があります。 それらはすべて同じ目的を持っていますが、それらの方法は異なります。

それはどのような問題を解決しますか?

標準のEVMはロールアップを個別にしか理解できないため、汎用プログラミング言語はなく、ZKロールアップを最初から作成する必要があります。

zkEVM上に構築されたプロジェクト

スクロール、ポリゴン、ネザーマインド、プライバシー、スケーリング探索などのさまざまなzkEVMプロジェクトでは、さまざまな戦略を使用して、EVMの実行とゼロ知識証明の計算を組み合わせています。 すべてのアプローチには特別なトレードオフがあります。 すべてのプロジェクトは、信頼性が高く、安全で、安全で、手頃な価格で、使いやすいレイヤー2スケーラブルソリューションの開発に継続的に取り組んでいます。

これらのプロジェクトはすべて同じ基本的な目的を共有しています:ZK-SNARKテクノロジーを利用して、イーサリアムと同様のトランザクションの実行の暗号化証明を作成し、イーサリアムチェーン自体の検証をはるかに簡単にするか、イーサリアムが提供するものと(ほぼ)同等であるがはるかにスケーラブルなZKロールアップを作成します。 ただし、これらのイニシアチブは、便宜と実用性の間で妥協しているという点でわずかに異なります。

最近の開発

zkSyncとは対照的に、ほとんどのゼロ知識EVMはまだ開発中であり、ゼロ知識技術が発展するにつれて、完全に機能するzkEVMの見通しはこれまで以上に良くなっています。

一方、StarkNetのゼロ知識仮想マシンにより、開発者はゼロ知識アプリケーションを利用できます。 StarkNetに関する限り、EVM互換ではありませんが、ソリッドソースコードをZKフレンドリーな形式でバイトコードにコンパイルできます。 また、契約書はカイロ(StarkNetの言語)で書くことができます。

結論

zkEVM は、開発者とユーザーの両方に同様のエクスペリエンスを提供できます。 スケーラビリティを向上させるためにいくつかのレベルのアクティビティを使用できますが、zkEVMは暗号空間におけるこれらの問題の引き裂きの修復と見なすことができます。 ユーザーとビルダーを合わせると、セキュリティを含むスケーラビリティの問題を軽減し、コントラクトの展開とアプリケーションの互換性をサポートすることに対するゼロ知識ロールアップのブレークスルーにより、より高いレベルの改善と進歩が期待できると言えます。

対応するイノベーションであるzkSyncと同様に、zkEVMはまだ開発段階にあり、進行中の作業であるため、イーサリアムの将来が完全にどうなるかを決定する上では非常に不明確です。