Zkロールアップとは何ですか？Zkロールアップと優れたプロジェクトの利点と制限

Zkロールアップとは何ですか？他のレイヤー2と比較したZkロールアップの違いは何ですか？今日の市場にはどのようなZkロールアッププロジェクトがありますか？こちらをご覧ください。

Rollupは、コミュニティから高く評価されているレイヤー2ソリューションであり、OptimisticとZkRollupの2つの主要なモデルがあります。以前の記事では、OptimisticRollupとその中の優れたプロジェクトについて多くのことを共有しました。ここに戻って参照できます。

今日の記事では、Zk Rollupの概要、その利点、制限、およびいくつかの優れたZkRollupプロジェクトを皆さんと共有します。

Zkロールアップとは何ですか？

Zk Rollupは、ゼロ知識証明技術を使用したイーサリアムレイヤー1の拡張機能です。 

Zk Rollupを使用すると、多数のトランザクションをRollupブロックに集約し、ブロックのオフチェーンの簡潔な証明を生成できます。次に、イーサリアムレイヤー1のスマートコントラクトは、トランザクションを再実行せずにプルーフを検証する必要があります。証明の検証は計算を再度行うよりもはるかに安価であるため、これにより多くのガス料金を節約できます。

Zkロールアップが他のレイヤー2ソリューションよりも優れているのはなぜですか？

Vitalikの見解では、Ethereumには基本的に5つのスケーリング戦略があります。

• 複数の個別のチェーン（Polkadot、Cosmosの方法）。
• 超大型ブロック。
• 改善により運用パフォーマンスは向上しますが、セキュリティモデルは変更されません。
• レイヤー2（チャネル、プラズマ、ロールアップ）。
• シャーディング。

レイヤー2ソリューションのいくつかの長所と短所の比較表

レイヤー2セグメントでは、ロールアップが主要なソリューションであると言えます。ロールアップは、オプティミスティックロールアップとZkロールアップの2つの主要なタイプに分類されます。一般に、OptimisticRollupが将来提供できるすべての利点はZkRollupも提供できます。

Zk Rollupの評価をOptimisticRollupよりも高くする主なポイントは、Zk Rollupの完了時間（トランザクションの妥当性確認-検証プロセス）が最も速いことです。

楽観的なロールアップは、詐欺の証拠、つまり「チャレンジゲーム」にさらされるアプローチによって保護されます。ZKロールアップは数学によって保護されていますが（他の人に答えを言わずに答えを知っていることを他の人に証明します）、ウォレットを通してそれらの違いをはっきりと見ることができます。以下の簡単な例：

Zkロールアップとオプティミスティックロールアップは大人のバーに入ることができます。このバーは18歳以上の人だけが入ることができます。セキュリティは尋ねました：「あなたのIDカードを見ることができますか？」。

• ZK Rollupは、「私は18歳以上であることを証明できますが、IDは表示しません」と述べています。
• 楽観的なロールアップによると、「7日間で18歳未満であることを誰も証明できない場合、それは18歳以上であることを意味します。」

小売ユーザーの観点から見ると、「チャレンジゲーム」は、OptimismやArbitrumなどのプラットフォームでの撤退の待機時間で表されます。撤回時間が短縮されると、ユーザーエクスペリエンスが向上し、その見返りとして、ネットワーク攻撃のコストが低くなるため、セキュリティが低下します。

Zk Rollupソリューションは、時間の経過とともにこの問題に悩まされることはありません。ゼロ知識証明技術が開発されるにつれて、Zk Rollupはますます良くなり、検証プロセス-Rollupブロックの検証は迅速かつ安価に調整されます。

そのため、Zk Rollupは、中長期的にイーサリアムの主要なスケーリングソリューションとして認識されています（実際、Zk Rollupテクノロジーは現時点ではまだ制限されていますが、制限があります）。次のセクションで説明します）。

Zkロールアッププロジェクト間の基本的な違い

現在の市場では、Zk Rollupに取り組んでいる多くのプロジェクトがあり、それぞれの異なるアプローチには独自の長所と短所があり、それらの長所と短所を理解することは、より客観的な見解を持ち、それらのプロジェクトの可能性を分析および評価するプロセスをサポートするのに役立ちます良い投資機会を見つける。

個人的には、2つの要因に基づいてZkロールアッププロジェクトを分類できます。

• データの保存方法（オンチェーンまたはオフチェーン）。
• ゼロ知識証明スキームが使用されます。

データをオンチェーンまたはオフチェーン（別名validium）に保存することを選択すると、独自の長所と短所がもたらされます。どちらの選択もすべての場合に最適ではありません。開発の方向性に応じて、分散化と処理速度、運用コストの間のトレードオフになります。プロジェクトの中で、彼らは適切な選択をします。

Zk Rollup＆Validium

2つ目の注意点は、上記の場合と同様に、使用されるゼロ知識証明テクノロジは、すべての場合に最適なソリューションはなく、証明サイズとセキュリティの前提条件のバランスであるということです。下の画像でそれらの関係を見ることができます。

プルーフサイズとセキュリティの仮定の関係

現時点でのZkロールアッププロジェクトの一般的な制限

個人的には、Zk Rollupプロジェクトには2つの注目すべき制限があることがわかりました。最初のポイントは、Rollupの一般的な制限であり、もう1つのポイントは、ZkRollupの特定の制限です。

1つ目は取引手数料の問題です。ほとんどのロールアッププラットフォームには、イーサリアムのEVMサイドチェーンよりも高い取引手数料がかかります。これは、各ロールアップブロックを最終的にイーサリアムに投稿する必要があるためです。イーサリアムは料金をイーサリアム料金に結び付けます（Zkロールアップはプルーフのみを投稿するため、コスト効率が高くなります）。したがって、各ロールアッププラットフォームはイーサリアムを特定の割合でしかスケーリングできません。

次に、現時点では、zk-Rollupは開発者に優しいものではなく、アプリケーションのシナリオと機能はかなり制限されています。

• Zk Rollupアプリケーションは現在、単純な支払いとトランザクションに制限されています。
• さらに、Zk Rollupは現在、合成をサポートしていません。異なるZk Rollupアプリケーションは、同じレイヤー2で相互に対話できません。
• Zk-RollupでDAppを開発する場合は、すべてのスマートコントラクトロジックを特別な言語で記述する必要があります。これは、要求された言語の構文によって複雑になるだけでなく（新しい言語であるため）、非常に必要です。ゼロ知識証明の分野における専門知識。

市場での優れたZkロールアッププロジェクト

これが市場でのいくつかの著名なZkロールアッププロジェクトです。

StarkwareによるStarkEX＆StarkNET

Starkware（別名Starkware Industries）は、STARK＆ZCashの共同創設者であるEliBenSassonによって2018年1月に設立された会社です。StarkWareは、STARKテクノロジーを使用してゼロ知識証明を展開および検証することにより、ブロックチェーンのスケーラビリティとプライバシーを向上させるのに役立ちます。

StarkWareが最初に発売した製品はStarkEXでした。これは特定のL2と見なすことができ、StarkEXのアプリケーションは、AMM、スポットトレーディング、ペイメント、NFTミンティング＆トレーディングなどの単純なトランザクションとペイメントに限定されています。StarkEXを使用すると、Dappsを次の3つのモードでデプロイできます。

• ZKロールアップモード：データはオンチェーン間で保存されます。
• Validiumモード：データはオフチェーンに保持されます。
• 意欲モード：それらを組み合わせます。

StarkNETは、StarkEXのZk Rollup General＆Permissionlessバージョンであり、第1四半期から第2四半期に完全にリリースされる予定です。これは、イーサリアム上で別のGeneral L2として機能し、集約性とセキュリティを損なうことなく、Dappをその上に構築できるようにします。

StarkNETロードマップ

StarkEXとStarkNETには、独自のプログラミング言語と実行可能仮想マシンがあり、EthereumEVMとは互換性がありません。したがって、将来StarkNETでDappを構築したい開発者は、StarkEXとStarkNETのネイティブスマートコントラクト言語であるCairoという新しいプログラミング言語を学ぶ必要があります。

Matter Labs zkSync（v1）、zkPorter（v2）、ZkEVM（v3）by Matter Labs

Zk Rollupと言えば、Starkwareに加えて、同様に有名な別の会社がMatterLabsです。MatterLabsが提供するZkRollup製品は、PLONKを使用して、ゼロ知識証明を展開および検証します。

最初のバージョンはzkSync（v1）という名前で、2番目のバージョンはZkPorter（v2）という名前です。それらの主な違いは、データがオンチェーンに保存されるかオフチェーンに保存されるかです。基本的：

• 安全を確保したい場合は、V1を使用してください。
• より安価な（ただし安全性が低い）場合は、V2を使用してください。

2つのバージョンの一般的な使用法も支払いのみを提供し、StarkEXほど多様ではありません。

ZkEVMはMatterLabsによって開発されました

同時に、Matter Labsは、2021年第1四半期に完全にリリースされる予定のZk Rollup（ZkEVM）のEVM互換バージョンのリリースにも取り組んでいます。このバージョンのネイティブスマートコントラクト言語はZincであり、このバージョンには独自の実行可能ファイルもあり、EVMとの互換性が高くなります。

ループリング

Loopringは2019年後半にリリースされ、SNARKと呼ばれる一連のアルゴリズムを使用して、ゼロ知識証明を展開および検証します。

Loopringはいくつかのアップグレードを経ており、最初のアップグレードはDEX（オーダーブック）取引のみをサポートしていました。次に、2番目のバージョンでは、Loopringは支払いと送金をサポートします。3番目のバージョンでは、LoopringはAMMスワップをサポートします。4番目のバージョンは2021年9月にリリースされ、NFTのマイニング、転送、および取引をサポートしています。

ループリング

同時に、LoopringはEVM互換バージョンのZk Rollup（ZkEVM）にも取り組んでいますが、最初のバージョンのリリースにはさらに1年ほどかかる可能性があります。

Zkロールアッププロジェクトの一般的な開発の方向性

Zk Rollup開発の方向性に関する簡単な理論は、「長期的には、L1ブロックチェーンが実行できるものは何でも、ZkRollupはそれを大幅に改善できる」というものです。

この考え方に従って、Zk Rollupが最終的な勝者になりたいソリューションは、L1のすべての顕著な機能を維持する必要があると思います。この場合、Ethereumは次のようになります。

• 任意のアプリケーションの構築を可能にします→汎用スマートコントラクトプラットフォーム。
• 許可なく、安全で、もちろんベースチェーン（イーサリアム）よりも低コストです。

したがって、StarkNETとZkEVMは有望なアプローチだと思います。ZkEVMは、イーサリアムL1で同じ開発エクスペリエンスを維持している場合、より大きな利点があります。

zkEVMの場合、現在の設計アイデアは実際には2つのカテゴリに分類されます。

• 独自の言語を備えたZkRollupプラットフォームと、StarkwareのStarkNET、Matter LabsのZkEVM、PolygonのPolygon ZkEVMなどの仮想マシンは、コンパイラ主導のアプローチを採用して、母国語を実行可能言語に変換します。ZkEVM仮想マシンで。このソリューションには、100％の互換性を達成できないという制限があります。
• もう1つのアプローチは、ZkEVMは変換なしで完全に互換性があり、Solidityコードを直接実行できることです。このアプローチはより最適ですが、実装もより困難です。

まとめ

上記は、ZkRollupプロジェクトの長所と短所および一般的な方向性についての私の考えの一部です。上記のトピックに関連する他の質問がある場合は、Coin98がすぐにサポートできるように以下にコメントしてください。

免責事項：記事のすべての情報は市場経験を共有するためだけのものであり、投資アドバイスと見なされるべきではありません。暗号投資はリスクの高い投資の一形態であり、失われる可能性のある資本でのみ入力する必要があります。