この記事では、ZK ロールアップ シャーディングを使用するイーサリアムがどのようにパラダイム シフトを達成するかを分析します。
著者: カンティ＆ブロック ユニコーン
ZK ロールアップを使用したイーサリアム シャーディングがどのようにして止められない実用的な力になるかをご覧ください。
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スケーラビリティのトリレンマを示す
このピボットの目的は、今日私たちが慣れ親しんでいるイーサリアムネットワーク上での実行のほとんど（DeFi、NFTなど）が、メインネットで発生するのではなく、ロールアップに移行することです。 L1 が分散化よりもスピードとセキュリティを重視することは業界の理念に反していますが、同じトリレンマはロールアップには当てはまりません。彼らはメインネットイーサリアムのセキュリティを継承しています。イーサリアムが難しい部分を処理することで、Rollup は可能な限り最高の実行層に集中することができます。
おそらく、Optimism と Arbitrum については聞いたことがあるでしょう。どちらも Optimism を要約したものです。別の種類のロールアップ、ZK ロールアップが登場する予定です。 ZK ロールアップが生きているケースはいくつかありますが、それらは汎用コンピューティング EVM 互換性 (zkEVM) を提供しません。 zkSync 2.0、Scroll、StarkNet などがすべてそれに取り組んでおり、急速に進んでいることから、この状況は長くは続かないでしょう。
では、なぜこれが重要なのでしょうか?イーサリアムがシングルチェーンからモジュラーシステムに移行したとき、競争力学は変化しました。 Twitter ユーザーの Polynya が以前述べたように、L1 スマート コントラクト ブロックチェーンはもはやイーサリアムと直接競合しているのではなく、ロールアップと競合しています。私は、EVMと互換性のある汎用ZKロールアップの出現は、オプティミスティックロールアップだけでなく、他のすべてのL1スマートコントラクトブロックチェーンの陳腐化につながると信じています。
安全性
安全性
文章
脱出ハッチ
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文章
（そしてなぜ怖くないのか）
冒頭で、ロールアップが提供する「最高の」ものを取り上げるつもりだと言いましたが、誰かがそれを吹き飛ばす前に、明白なことを明確にしておきます。理想的にはシーケンサーと証明者の完全な分散化です。しかし、当初はそうではありませんでした。ほとんどの集約は、さまざまな程度の集中化から始まり、そこから徐々に分散化していきます。そうは言っても、ロールアップ内の集中型ソーターは、L1 チェーン内の集中型ソーターよりもはるかに安全であるという事実は、強調する価値があります。
集中化された発注者または証明者のプールを使用すると、セキュリティを損なうことなく、信頼と検閲耐性をトレードオフできます。シーケンサーのオペレーターはあなたの資金を盗むことはできず、いつでもメインネットのイーサリアムに撤退することができます。実際、物事を存続させるためには、主に中央のシーケンサーに依存しています。
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分散型照合者および証明者
データの可用性
データの可用性
データの可用性とは、各イーサリアム ノードが維持する必要があるデータを指します。オンチェーン データ ストレージは、不変性が必要な場合に価値がありますが、イーサリアム上のデータ容量は限られており、維持にはリソースが大量に必要となるため、ストレージは安くありません。
文章
イーサリアムデータシャーディング
シャーディングは、イーサリアムへの複数段階のアップグレードです。シャーディングは、ネットワークのデータ ストレージのニーズに対応するロード バランサーとして機能し、ロールアップ実行層でのスケーラビリティが大幅に向上します。重要なのは、これによりフルノードに対する高い要件も回避され、ネットワークが分散された状態に保たれることです。
最初は、64 個のデータ シャードまたは「シャード チェーン」があります。最終的には 1,024 個のデータ シャードが存在します。データ シャードはトランザクションやスマート コントラクトを処理しません。代わりに、集約のための追加のデータ容量を提供します。
ロールアップはトランザクション圧縮の形式として機能し、ロールアップ層で発生したさまざまなトランザクションの結果を含む単一のステート ルート更新をメインネット Ethereum に公開することがあります。これらのステート ルート アップデートをメインネットに公開する必要があるため、集計されたガス料金はブロックスペースの需要の変動に影響され、通常は集計されたユーザーのコストに転嫁されます (償却についてはセクションで詳しく説明します)。シャーディングが有効になると、容量は 20 倍近く増加します。これにより、ロールアップ操作がより安価かつ高速になります。
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Volitions
Volition は、ロールアップ チェーンと Validium インスタンスを含む ZK ロールアップです。 Volitions は、ZK ロールアップと同様に状態ルートと証明をイーサリアムに送信しますが、Volition ロールアップを介してオンチェーンのデータ可用性を利用するか、Volition ユーザビリティ効果を介してオフチェーンを利用するかをユーザーが選択できる点が異なります。 。これは ZK ロールアップ スペースにのみ適用されるトレードオフであり、オプティミスティック ロールアップには適用されません。Volitions。
Volitions の例は次のとおりです。zkSync 2.0：
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Adamantium
データ可用性空間のさらなる革新を目指す、トラストレスなオフチェーン データ可用性ソリューションである Adamantium (TODA) のような提案もあります。いわば、彼らは意志の傘に属しています。提案書の抜粋:
「Adamantium は、自己主権型のデータ可用性プロトコルです...オフチェーン データ可用性の拡張性の利点を維持しながら、意欲的なユーザーに対する信頼の前提をすべて取り除きます。何をしますか? オンラインのままですか? しかし、オンラインでない場合は、彼らは資金は盗まれたり凍結されることはなく、資金は L2 からユーザーの制御下にあるイーサリアム アドレスに転送されます。」
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トランザクションコストとスループット
副題
概要 軍隊
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有効性証明による償却（ガスの共有）
有効性証明の償却は、検証の総ガスコストに関連するため、ZK ロールアップの各バッチのトランザクション数を指します。
この場合、償却の概念をすぐに理解できる方法を紹介します。この例は、わかりやすくするために数学的に正確ではないことに注意してください。ここで示した計算式は説明のみを目的としており、実際には、取引コストの合計の内訳はそれほど単純ではありません。つまり、私たちの想像上のシナリオでは次のようになります。
ステートルートを更新するには、5,000,000 ガスを蓄積する必要があります。
メインネットと同様に、ユーザーは集約トランザクションを行うときにガス料金を支払う必要があります。
トランザクションあたりの価格は、式 x = y / 5000000 に従います。ここで、x はトランザクションあたりの価格、y は特定のバッチ内のトランザクションの数です。
次のことを推測できるはずです。
1 回のトランザクションに 200 トランザクションのバッチの場合、25,000 ガスの費用がかかります。
100,000 件のトランザクションのバッチに対する 1 つのトランザクションのコストは 50 ガスで、基本的に無視できます。
バッチを送信する人が増えるにつれて、トランザクションの償却コストは安くなります。これは、現在のイーサリアムのようなモノリシック ブロックチェーンとは正反対です。アクティブ ユーザーの数が増加すると、ブロック スペースの需要も増加し、ガス価格が高騰します。
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文章
Volitions に関する関連情報のほとんどは、前の Volitions セクションに含まれています。それでも、これらは総スループットの話に関連しているため、もう一度言及する価値があります。簡単な要約:
Volitions を使用すると、開発者とユーザーは検証時にオフチェーン データの可用性を活用できます。
このオフチェーン データの可用性は、オンチェーン データの可用性ほど安全ではありませんが、トランザクション コストを大幅に削減できます。
プライバシー
プライバシー
再帰的証明
再帰的証明
Vitalik は、「ロールアップの不完全なガイド」の中で、オプティミスティック ロールアップと ZK ロールアップの主な違いのいくつかについて書いています。その 1 つは、2 つのロールアップがプライバシーをどのように処理するかです。彼は特に再帰的証明について言及しています。 「再帰的証明」とは、ある証明を別の証明に対して検証する行為、たとえば、ある SNARK を別の SNARK に対して検証する行為を指します。これは、効率を高め、プライバシーのコストを削減する便利な圧縮技術です。
Aztec の取り組みは ZK-ZK-Rollup または ZK²-Rollup と呼ばれ、plonk の証明とturboplonk の革新性を活用してトランザクションのプライバシーを提供します。要するに：
ZK-SNARK は ZK² 集約上の各トランザクションを表し、これらは「内部」SNARK です。
もう 1 つの ZK-SNARK であるロールアップ SNARK は、内部 SNARK の正しさを証明する作業を処理します。
楽観的なロールアップでは、ロールアップの外部で内部 SNARK 検証を安全に行うことができないため、このイノベーションを実現できないことに注意してください。データはオンチェーンで公開する必要があります。楽観的なロールアップがゼロ知識証明の恩恵を受けられないというわけではありませんが、常に効率とコスト効率が低くなります。
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柔軟性
柔軟性
ZK-rollup は、L1 チェーンがもたらす壊滅的な障害のリスクなしに、さまざまな方法で自由に革新することができます。イーサリアムのロールアップ中心のロードマップの重要な原則は、コア開発者の少数のグループが何が最善であるかを想定するのではなく、自由市場がロールアップを構築するためのすべての最良の方法を見つけているということです。
ロールアップの開発と展開は許可を必要としない作業であるため、新規ユーザー獲得競争ではロールアップに対するさまざまなアプローチが見られるでしょう。これには、さまざまなスタイルのガバナンス、トークンエコノミクスと流動性インセンティブ、分散化の範囲内のさまざまなトレードオフ、さまざまなイデオロギーの表現、さらには LLVM やカスタム VM などの VM 環境のさまざまな選択が含まれます。
ただし、このセクションで説明するすべてが ZK ロールアップに固有のものであるわけではありません。オプティミスティック ロールアップにはほぼ同じ柔軟性がありますが、ZK ロールアップには一部の機能がありません。ただし、他の L1 スマート コントラクト ブロックチェーンは、ロールアップほど高速に反復処理することができません。覚えておいてください: 今はロールアップと L1 スマート コントラクト プラットフォームです。
適切なテストやセキュリティ対策が講じられていないまま、L1 チェーンがあまりにも早く反復しようとすると、そのユーザーは高いリスクにさらされます。これらのネットワーク上のすべての資金は常に報奨金です。 L1 チェーンに障害が発生すると、壊滅的な損失が発生する可能性があります。ダウンタイムは、L1 が持つ可能性のある拡張実行環境 (ロールアップ、状態チャネルなど) にも影響します。セキュリティと分散化を優先することには利点があります。
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異なる種類
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アプリケーション固有の
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ループリング（Loopring）交換
ZKロールアップゼロ知識証明を採用した世界初のDEX（分散型取引所）で、ウォレットを紐付けるだけで勝手に取引でき、ゼロ知識証明そのものの超プライバシーを備えています。現在のトランザクション速度は、1 秒あたり 2000 ～ 4000 件のトランザクションをパッケージ化でき、これは集中型取引所の速度とほぼ同じです。
セキュリティの面では、Loopring はトランザクション速度が非常に速いだけでなく、イーサリアム メインネットと同等のセキュリティ レベルを備えており、さらに、Loopring の革新的なソーシャル ウォレット機能により、友人や別のウォレットにバインドして、失われた資産を回復することができます。
イーサリアムの創始者ヴィタリック・ブテリン氏はかつてこう述べた、「資産の安全性を確保するには、ハードウェアウォレットだけでは十分ではない...記憶に残る言葉では十分ではない...マルチ署名は良い...Loopringorgソーシャルウォレットの回復は、より良い！" V 神は公の場でループリングについて何度も言及しました。
Loopring チームとイーサリアム財団は、ZK ロールアップ インフラストラクチャの開発を共同で加速するための協力に達しました。「ZK ロールアップ EVM」、ZK 仮想マシン (EVM) の出現は、現在の認知レベルを突破し、さまざまな分野で応用できます。大規模ゲームの中でも、ブロックチェーン アプリケーションの爆発的な増加は加速し続けています。
dYdX エクスチェンジ
dYdX エクスチェンジ
StarkEx を利用した dYdX は、PERP、証拠金取引、スポット取引、貸し借りをサポートする分散型取引所です。 L2 の開始以来、dYdX は ETHUSD ペアで FTX に匹敵する流動性を達成しました。その多くは$DYDXトークン報酬プログラムのために流動性を採用している可能性がありますが、dYdXまたは他のZKロールアップネイティブDEXは、いつかボリュームと流動性の点ですべてのPERP取引所を永久に上回るパフォーマンスを発揮すると信じています。
ユーザーエクスペリエンスの面では、ログインしてdYdXで取引を開始するために必要なのは、イーサリアムウォレットといくらかのETHだけです。一般的な集中取引所とは異なり、KYCは不要で、個人情報を第三者に保管する必要はなく、もちろん非保管です。 DEX を使用するには資金をロールアップに移動する必要がありますが、制御権はあり、必要に応じて資金をメインネットに引き出すことができます。 dYdX のユーザーは、集中型取引所を使用しているのと同じくらい応答性が高いと感じていると逸話で述べています。
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不変X
急速に注目を集めているもう 1 つの例は、NFT に大きなスケーリング上の利点を提供する Will (これも StarkEx を利用) である Immutable X です。最近、TikTokはTikTok Top Moments NFTのプラットフォームとしてImmutable Xを選択しました。 NFT を鋳造するために 100 ドルから 1,000 ドルのガスコストを支払う代わりに、Immutable X を使用すると、ユーザーは 1 ドルまたは無料で NFT を鋳造できます。アルファ トランザクションの発表からの抜粋:
「Immutable X はガスフリーのインスタントトランザクションを提供します。あらゆるマーケットプレイス、ゲーム、DApp に対して、Immutable X はガスフリーのトランザクション (ガスフリーの鋳造、取引、収益、収集)、インスタント NFT トランザクション (1 秒あたり最大 9,000 トランザクション) を提供します」 ) トランザクション) ユーザーの管理を損なうことなくスケーラビリティを実現します。」副題
物理学とゲーム エンジン (DOOM が ZK-Rollups に登場するのはいつですか?)
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他の概念
Volitions は、Web 3.0 の使命に対する新しいアプローチを提供します。たとえば、チェーンネイティブのソーシャル ネットワークのようなものは、オフチェーン データの可用性から大きな恩恵を受けるはずです。ジャック・ドーシー氏は、Twitter をオープンソースの分散システムに変える計画について語ります。このシステムでは、Twitter は「Twitter」プロトコル上のクライアントにすぎません。この現実においては、意志 (より具体的には有効期限) が重要な役割を果たすことができます。
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レースの次は何でしょうか？
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イーサリアムの実用的なブラックホール
過去 1 年間、私たちは多くの「安くて速い」EVM チェーンが出現するのを見てきました。また、「スケーラビリティのトリレンマを克服する!」と約束するチェーンがオンラインに登場するのを目にしました。ベースレイヤーでは、階層化されたスケーリングの概念が残っています (その本当の意味は、速度とセキュリティのために分散化を犠牲にすることです)。
汎用コンピューティング ZK ロールアップは、L1 スマート コントラクト チェーンが期待できるよりも安全で、より高速で、より分散化され、より適応性と柔軟性があり、より軽量であることは、もう明らかになっています。これらの事実は重要であり、個別のチェーンは品質が劣る一方で、不必要なセキュリティのオーバーヘッドとリスクが発生することになります。
私の意見では、将来の現実的な解決策は、これらのチェーンが冗長なコンセンサスメカニズムとデータの可用性を放棄し、ZKロールアップまたはZKロールアップになることです。イーサリアムのクラス最高のセキュリティ、データ可用性、決済保証を組み込む必要があります。
コンセンサスとセキュリティの作業をイーサリアムにアウトソーシングすることで、これらのチェーンは厳密に実行に集中できるようになります。シャード後の世界、集約後の世界において、これは関連性を維持するチャンスです。そうしないと、セキュリティ荷物が重すぎて追いつけなくなります。時間が経つにつれて、これはより明らかになるであろう現実です - 非常に明白であり、過失を正当化することは不可能です。
おそらく、Solana、Avalanche、Fantom、Binance Smart Chain などのネットワークは、潜在的なプールされたガバナンス トークンよりも優れています。これらのネットワーク (および同様のネットワーク) のネイティブ トークン:
一定の分布レベルに達するまでには時間がかかります。
それは「既知の存在」です。
コミュニケーションサポートあり。
深い流動性を持っています。
現実
現実
これらのチェーンのアーキテクト、ベンチャーキャピタル、ユーザーがこの現実をすぐに受け入れるだろうと考えるのは愚かです。ミームには強力な力があり、誇りには事欠かず、多くのVCは個人投資家に販売を続けたいという夢を持っています。
時間
時間
免責事項
免責事項
副題
一般的な
これはすべてを網羅したリストではありません。
概要に応じて、集中型シーケンサー (または一般的なシーケンサー) が MEV を実行する特権的な立場を持つ場合があります。
バリデーターデータ可用性委員会の自発的な実装によっては、データ委員会のバリデーターが悪意を持ってフリーズしたり、バリデーターの状態の更新を拒否したりする可能性があります。これは遺言書の ZK ロールアップの状態には影響しません。
多くのアグリゲーションは、トークンの取引であろうと NFT の取引であろうと、流動性のための多くの場所を意味します。 ZK ロールアップではロールアップとメインネットの間、さらにはロールアップからロールアップへの迅速な移動が可能ですが、流動性の断片化により初期に混乱が生じる可能性があります。 dAMM はまさにこの問題を解決することを目指しています。
Provers の実行は計算量が多く、効率を高めながら潜在的な kW/h 消費量を削減する方法を見つけるのが賢明です。
proof-of-work は、proof-of-work マイニングのような消耗戦ではなく、時間の経過とともに難しくなるわけではないことに注意してください。したがって、PoW 時代には、証明者のエネルギー使用量がイーサリアムのエネルギー使用量に近づく可能性は低いです。
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楽観主義ロールアップ
私は楽観的ロールアップの長期的な実現可能性を信じていませんが、現時点ではイーサリアム向けの EVM 互換の最良のスケーリング ソリューションであることに変わりはありません。 General Computing の EVM 互換 ZK ロールアップはまだ公開されていないため、この記事で説明するすべての利点を実感できるまでにはしばらく時間がかかるでしょう。
Optimism は最近、ユーザーと開発者の両方に利益をもたらす、実行環境に対するエキサイティングな変更を発表しました。 Arbitrum は間もなく Nitro アップグレードを受け取る予定です。これにより、EVM の互換性が強化され、ユーザーに高速な速度が提供されます。 (公式 Web サイトにログインすると、更新されたコンテンツが表示されます)
これらのロールアップにデプロイされる新規および既存の DeFi アプリケーションの数が増えています。 2 つのネットワーク間には数十億ドルの流動性が存在します。どちらのネットワークも試してサポートする価値があります。楽観主義と恣意性の橋渡しはほんの数分で完了します。
Web サイトを操作する前に、すべての URL が有効であることを確認することをお勧めします。リンクされている Optimism Web サイトの Twitter と Arbitrum の Twitter という 2 つのプロフィールをいつでも再確認できます。
この記事の執筆時点では、Optimism はホワイトリストに登録されたスマート コントラクトでのみ機能しますが、ユーザーはホワイトリストに登録されたスマート コントラクトを自由に使用できます。このホワイトリストは近いうちに削除されるのではないかと思います。 Arbitrum にはホワイトリストがなく、ユーザーと開発者は心ゆくまで自由に取引したり展開したりできます。
Optimism ブリッジと Arbitrum ブリッジからの出金には 7 日間待つ必要があることに注意してください (Optimism アグリゲートが不正行為を処理する方法の産物です)。有料でロールアップとメインネットを行き来できるサードパーティ サービス ブリッジがあります。それらを使用する前に独自の調査を行い、提示されたスリッページとレートを常に再確認してください。
結論は
結論は
私たちは、暗号通貨エコシステムを永久に変える大規模なパラダイムシフトの瀬戸際にいます。 ZK ロールアップはイーサリアムを拡張し、できることはすべて実行します。このパラダイムシフトは非常に強力であるため、すべての L1 スマート コントラクト チェーン (今日知られているイーサリアムも含む) の終わりの始まりを明確に示しています。
さまざまな拡張案が数多くあります。このことわざの電球を作る正しい方法を見つけるために、何千時間もの研究、実装、成功と失敗が費やされてきましたが、もちろん、その作業はまだ終わっていません。これからの道は紆余曲折に満ちていますが、目的地がこれほど明確になったことはありません。
この業界の将来を考える際に、この記事がメンタル モデルを形作るのに役立つことを願っています。私たち全員に何が待ち受けているのか、これ以上に興奮することはありません。
最後に、この記事の共著者である Canti に感謝します。
