イーサリアム研究者: イーサリアム Layer1 上にネイティブ zkEVM を構築するにはどうすればよいですか?

原題：「Ethereum L1 zkEVM》

オリジナル著者: Polynya、イーサリアム研究者

オリジナル・コンピレーション: ケイト、マーズビット

オリジナル・コンピレーション: ケイト、マーズビット

イーサリアムは L2 を通じてのみスケールできるという一般的な誤解があるようです。 L2 ロールアップについて書きすぎて、L1 拡張ロードマップを十分にカバーしていないことで非難されるかもしれませんが、それについてはお詫びします。L2 が十分に理解され、受け入れられ、採用された今、ここではその間違いを正そうとしています。特に Arbitrum One は、イーサリアム L1 に次ぐ 2 番目に大きなスマート コントラクト チェーンであることが証明されています。

しかし、まず最初に、さらに悪いバージョンは、「ETH」は L2 でのみスケーリングできることです。明確にしておきますが、金融資産としての ETH は、L1、サイドチェーン、他の L1、L2、L2 のような構造 (バリダム チェーンやオプティミスティック チェーンなど)、さらには CEX や集中サービス プロバイダーを通じて拡張できます。

L2 チェーンおよび非 L2 チェーンには数百万の ETH がブリッジされており、非ブロックチェーンの場にはさらに数百万の ETH がブリッジされています。はい、L1 および (成熟した) L2 上の ETH はネイティブのセキュリティ保証を提供しますが、他のソリューションではセキュリティの前提条件が異なる場合でも、ETH またはイーサ資産を拡張できます。余談ですが、実際、ビットコインは主に集中型サービスを通じて拡大する資産の好例であり、依然として業界で支配的な資産です。覚えておいてください。資産に価値があるために必要なのは、上位 1% の人々、家族、組織にその資産を信じるよう説得することだけです。

もちろん、これはイーサリアムがスケールできるという意味ではありません。私の言いたいことは、ETH またはイーサリアムはイーサリアムと区別されなければならないということです。さて、ここにはさらにニュアンスがあります。たとえば、BSC はイーサリアムの技術スタックを拡張し、ETH と ERC-20 の間に橋を架けますが、イーサリアムのネットワークを拡張することはできないと主張する人もいるかもしれません。

それはさておき、イーサリアム L1 を zkEVM にアップグレードする問題に戻りましょう。実はその前に、いつもの免責事項です。私はアマチュアブロガーで、ブロックチェーン開発がどのように機能するかについては何も知りませんし、私が言っていることが可能かどうかさえ知りません。したがって、これは肘掛け椅子愛好家の空想だと考えてください。

ZKP を使用したブロックチェーンのスケーリングは古い概念です。それがいつ最初に話題になったのかはわかりませんが、イーサリアム自体よりずっと前の、ビットコインについてだったと思います。 ZK-SNARKing Ethereum も、ロールアップの概念よりも前から存在しています。もちろん、ZK-SNARKing Ethereum の研究は、2020 年第 1 四半期に ZK Rollup が Loopring でコンセプトを証明し、その後第 2 四半期に StarkEx、zkSync (現在は Lite)、Mina でコンセプトを証明したときに本格化しました。 2021 年に、Matter Labs が「zkEVM」という用語を広め、定着したと思います。イーサリアム財団のプライバシーおよびスケーリング探査チームは L1-zkEVM の主なイノベーターであり、後に Scroll、Consensys、Taiko、およびその他の貢献者が加わりました。

zkEVM、ZK-EVM、ZkEVM、Zkevmですか?誰にもわかりませんが、それを zkEVM と呼びましょう。

では、L1 zkEVM アップグレードはどのように機能するのでしょうか?これを行うには多くの方法がありますが、ここでは私の考えを示します。繰り返しますが、これが機能するかどうかはわかりませんので、これをコンセプトアートとして取り上げます。

最初のステップは、Type-2/2.5 および Type-1 zkEVM Rollup を調べて、運用環境でコンセプトを実戦テストすることです。今後のプロジェクトには、Scroll、Linea(?)、Taiko が含まれており、検証時間などを短縮します。次の前提条件は、EIP-4844、ステートレス、および PBS です (これらは並行して実行されるため、「次」というと誤解を招く可能性があります)。 (注: もちろん、zkEVM はこれらがなくても問題ありませんが、ここでは上記と同様に、私がそれをどのように見ているかについてのみ説明します。)

次に、鎮座するzkEVM橋を見ていきたいと思います。これにより、タイプ 1 zkEVM を L1 上に展開できるようになります。これは、最終的に L1 zkEVM に使用される正確なコードと zk 回路の戦闘テストになります。また、スマート コントラクトなしで L2 が完全に分散化されて存在することも可能になり、L2 zkEVM ロールアップを効果的に具体化します。これらは PBS インフラストラクチャに接続され、ビルダーはシーケンサーとして機能します。必要なのは誠実なビルダーだけです。これらのビルダーはブロックをソートし、各スロットを L1 にコミットします。これは、これらの安置されたロールアップの最終結果が L1 と同じになることを意味します。これにより、これらの安置されたロールアップ間のアトミックな構成可能性など、興味深い新しい可能性も開かれます。

タイプ 1 zkEVM ロールアップは、Taiko などの閉じた zkEVM ブリッジの外側に存在できることは注目に値します。そのため、タイプ 0 と呼ぶことで区別できるのではないでしょうか。明確にするために、これらのコードは、将来の L1 アップグレードに使用されるコードと同じです。

実稼働環境での戦闘テストが完了すると、L1 実行層は zkEVM アップグレードの準備が整います。ビルダーはトランザクションを再度注文し、証明を生成し、証明とデータをコンセンサス層に送信します。 L1 zkEVM の場合、証明はコンセンサス層で検証されるようになったことに注意してください。ビルダーは、有効性証明だけでなく、verkle/state 証明やデータ可用性/kzg 証明も生成できます。非ビルダー ノードはこれらの証明を検証するだけで済み、L2、L3 などを含む多数の TPS を効果的に検証できます。これらはすべて、L1 zkEVM の単一の簡潔な証明によって証明され、1 つの証明ですべてを支配できます。またはスマートフォンやラップトップでも。

Enshrined zkEVM ブリッジは、引き続き L1 実行層の上に存在します。もう 1 つの方法は、コンセンサス レイヤーに移動することです。これにより、多数の L1 ロールアップを祀ることができます。しかし、最善の方法は、正規に祀られた L1 ロールアップを用意することだと思います。ところで、私は 2021 年にそれらを「正規ロールアップ」と呼んでいましたが、後にジャスティン・ドレイクが同じアイデアを「祀られているロールアップ」と呼んでいるのを目にしました。この命名法は今日まで定着しています。とにかく、L1 が祀られたロールアップ、その上に多数の Type-0 が祀られた L2 ロールアップ、そしてもちろん、レガシー L2 とソブリン ロールアップがあります。

この時点で、組み込まれた L2 ロールアップには独自のトレードオフがあることに注意することが重要です。これが起こると、zkEVM は非常に遅くなり、スループットと機能に制限が生じるため、おそらくアップグレードするとしても数年に一度しかアップグレードしないことになります。また、ガバナンスや主権も存在せず、イーサリアム ノード ランナーによって完全に強制されます。したがって、イノベーションは常にレガシー L2 上で行われ、成熟した状態では欠点もなく 99% の利点が得られ、ユーザーの 90% が引き続き使用すると予想されます。従来の L2、バリディウムやオプティミスティック チェーンなどの L2 のようなハイブリッド バージョン、安置 L2 と安置 L1 ロールアップはすべて、異なるトレードオフと機能をユーザーに提供します。すべてを組み合わせると、今後数十年はほぼ満足できると私は信じています。ブロックチェーンエコシステムのあらゆるニーズに対応します。