原著者: エリック、フォーサイトニュース

11月1日、ヴィタリック氏はZKsyncの創設者によるZKsync Atlasのアップグレードに関するツイートを引用し、ZKsyncが「イーサリアムエコシステムのために過小評価されているが価値のある仕事」を数多く行っていることを称賛した。

市場はヴィタリック氏の発言に素早く反応し、ZKの価格は週末にかけて2.5倍以上上昇しました。ZKエコシステム内のトークン、ALT（AltLayer）、STRK（Starknet）、SCR（Scroll）、MINA（Mina）も大幅な上昇を記録しました。

ZKsync Altas のアップグレードについて知った後、ZKsync の成果は実際には過小評価されているかもしれないことに気付きました。

高速で小型だが高価なZKP

イーサリアム財団は初期からZKP（ゼロ知識証明）を推進してきました。これは本質的に、検証速度が遅いことと検証データ量が多いことの問題を解決することを目的としています。

ZKPは本質的に数学的な確率問題です。その原理をやや不正確な例で説明しましょう。誰かが「四色定理」を解いたと主張したとします。その人が解答を完全に開示することなく、本当に解いたかどうかをどのように判断できるでしょうか？ゼロ知識証明を用いた解決策は、グラフの特定の部分を選択し、その部分において隣接する2つのピクセルが同じ色を共有していないことを証明することです。選択された部分の数が特定の値に達したとき、その人が四色定理を解く確率が99.99%に達したことを証明できます。この時点で、その人が全体像を知らずに四色定理を解いたことが証明されます。

これは、よくゼロ知識証明として耳にするものです。「どのように行われたかを知らずに、何かが実際に行われたことを証明すること」です。ZKPがイーサリアムエコシステムで積極的に推進されている理由は、その理論的な速度制限がトランザクションごとの証明よりもはるかに速く、生成される証明自体に含まれるデータが非常に少ないためです。

ZKPは全体像を把握する必要がなく、チャレンジを実行するだけで済むため、速度が速いです。例えば、イーサリアムのブロックを検証する場合、現在の方法では各ノードが各トランザクションの実行アドレスに十分な残高があるかどうかといった基本的な事項を検証する必要があります。しかし、1つのノードだけがZKPを用いて各トランザクションを検証し、「証明」を生成すれば、他のノードは「証明」自体の信頼性を検証するだけで済みます。さらに重要なのは、この「証明」に含まれるデータ量が非常に少ないため、転送速度と検証速度が非常に速く、データの保存コストも低くなることです。

非常に多くの利点があるこの技術が広く採用されていない理由は、単に高価すぎるからです。

ZKPはプロセス全体を再現する必要はありませんが、チャレンジ自体がかなりの計算能力を消費します。AI軍拡競争のようにGPUを大量に導入すれば、さらに高速化できる可能性がありますが、誰もがそのようなコストを負担できるわけではありません。しかし、アルゴリズムとエンジニアリングの革新によって、必要な計算能力と、より低い計算能力で証明を生成する時間をある程度まで削減できれば、技術革新によるイーサリアムの価格上昇とノード構築用のGPU購入コストのバランスが取れるため、このプロジェクトには大きな可能性があります。

そのため、イーサリアムエコシステムにおける多くのZKコンセプトプロジェクトやオープンソース開発者は、ZK証明をより高速かつ低コストで生成することで、ZKPとイーサリアムの統合に注力しています。そのため、Brevisチームは最近、イーサリアムブロックの平均証明時間を6.9秒（証明時間の99.6%が現在のイーサリアムブロックの平均証明時間12秒未満）に短縮し、SP1 Hypercubeソリューション（RTX 5090 GPU 64基）の半分のコストで、イーサリアムコミュニティから広く称賛されました。

GPUのコストは依然として10万ドルを超えているものの、少なくとも速度はZKP以前のレベルまで低下したことが証明されており、今後の課題はコストの削減です。

Altas アップグレードにより、1 秒の ZK ファイナリティが実現します。

ZKsyncのオープンソースzkVMであるZKsync Airbenderが、シングルGPU検証において最速のzkVMであることをご存知ない方も多いかもしれません。Ethproofsのデータによると、4090 ZKsync Airbenderを1台使用した平均検証時間は51秒、コストは1セント未満で、いずれもzkVMの中で最高のパフォーマンスです。

ZKsyncが提供したデータによると、再帰処理を除いたAirbenderによるシングルブロックH100とZKsync OSストレージモデルを用いたEthereumメインネットの検証時間は平均17秒です。再帰処理を含めても、合計平均時間はわずか約35秒であり、ZKsyncは数十個のGPUを用いて12秒以内の検証を達成するよりも大幅に優れていると考えています。ただし、現在入手可能なのは2個のGPUを使用した場合の平均22.2秒というデータのみであるため、実際のパフォーマンスはまだ確定的ではありません。

これらすべてはAirbenderだけによるものではありません。アルゴリズムとエンジニアリングの最適化はほんの一面に過ぎません。パフォーマンスを最大化する鍵は、ZKsyncテクノロジースタックとの緊密な統合にあります。さらに重要なのは、単一のGPUを使用してEthereumメインネット上でリアルタイム証明を実装できることを実証していることです。

ZKsyncは6月下旬にAirbenderをリリースし、国慶節の前日にAtlasアップグレードをリリースしました。Airbenderを統合したこのアップグレードにより、ZKsyncのスループット、確認速度、コストが大幅に向上しました。

スループットの面では、ZKsync はソーターに対してエンジニアリングの最適化を行いました。独立した非同期コンポーネントを使用することで同期のオーバーヘッドを最小限に抑え、仮想マシンに必要な状態、API に必要な状態、および L1 層でゼロ知識証明を生成するかゼロ知識証明を検証するために必要な状態を分離することで、不要なコンポーネントのオーバーヘッドを削減します。

ZKsync のフィールドテストによると、高頻度価格更新、支払いシナリオでのステーブルコイン転送、ネイティブ ETH 転送の TPS はそれぞれ 23,000、15,000、43,000 に達しました。

もう一つの大きな飛躍はAirbenderによるもので、ZKsyncは1秒のブロック承認とトランザクションあたり0.0001ドルのコストを実現しました。メインネットのブロック検証とは異なり、ZKsyncは状態遷移の有効性のみを検証するため、必要な計算量ははるかに少なくなります。ZKファイナリティを達成したトランザクションは、L1ファイナリティを達成するためにメインネット上で検証される必要がありますが、ZK検証自体がトランザクションの有効性を証明するため、L1ファイナリティはより手続き的な保証となります。

つまり、ZKsync上で実行されるトランザクションは、ZKP検証によって完全に有効であることが確認されるだけで済みます。ZKsyncは、大幅に削減されたコストと相まって、Airbenderだけが提供できるアプリケーションシナリオを実現します。

最初に思い浮かぶアプリケーションは、オンチェーンのオーダーブック、決済システム、取引所、自動マーケットメーカーなどです。Airbenderは、システムによる検証と決済を非常に高速に実行することを可能にし、これらのオンチェーンアプリケーションにおけるロールバックのリスクを軽減します。

2つ目のポイントは、現在の多くのL2ブロックチェーンが実現できていないことです。それは、第三者を介さずにパブリックシステムとプライベートシステム（ZKsyncのPrividiumsなど）間の相互運用性をサポートすることです。Prividiumsは、ZKsyncが企業のプライベートブロックチェーン構築を支援するために立ち上げたインフラストラクチャです。企業にとって、ブロックチェーンに求められる要件は、迅速な決済とプライバシーです。迅速な決済は言うまでもなく、ZKPが持つ固有のプライバシーにより、企業のプライベートブロックチェーンは、パブリックブロックチェーンとの相互運用時に、ブロックチェーン自身の台帳情報を公開することなく、取引の有効性を検証できます。この2つの要素を組み合わせることで、オンチェーン証券および外国為替取引のコンプライアンス要件に規定されている決済時間要件さえも満たすことができます。

これは、ZKsync が Ethereum に次ぐ 2 番目に大きなトークン化 RWA 資産発行ネットワークになった理由を説明しているのかもしれません。

ZKsync はまた、これらすべてが Atlas アップグレードによってのみ可能になったことを誇りにしています。ソーターは低遅延のトランザクション パッケージングを提供し、Airbender は 1 秒で証明を生成し、ゲートウェイはクロスチェーン メッセージを検証して調整します。

L1とL2を接続する

Vitalik 氏がリツイートしたように、ZKsync の創設者 Alex 氏は、Atlas のアップグレード後、Zksync が実際に Ethereum メインネットへの接続を実現したと考えています。

現在、ZKsyncのトランザクション最終承認時間（約1秒）は、イーサリアムのメインネットブロックタイム（平均12秒）よりも短くなっています。これは、ZKsync上で行われる機関投資家向けトランザクションおよびRWAトランザクションは、イーサリアムメインネット上のトランザクションと実質的に同じであり、イーサリアムメインネットからの承認を待つことを意味します。また、これはZKsyncがL2に流動性ハブを繰り返し構築する必要がなく、メインネットの流動性を直接利用できることを意味します。これは、ZKロールアップがOPロールアップのようにメインネットとのクロスチェーントランザクションに7日間のチャレンジ期間を必要としないためであり、Atlasアップグレードはこのプロセスをさらに加速します。

これにより、最近イーサリアムコミュニティで議論されていたL2の断片化問題が改善されました。L2とL1はもはや別々のチェーンではなく、高速な確認と検証によって1つのチェーンとして接続されます。L2は初めて、真に「スケーリングネットワーク」と呼べるようになりました。

ZKsyncとScrollがメインネットに初めて登場した当時、トランザクションの承認速度とガス料金はメインネットと同等、あるいはそれ以上に高額でした。これは主に、ローンチ時点ではZKPアルゴリズムとエンジニアリングの体系的な最適化がまだ行われていなかったため、検証速度が遅くコストが高かったことが原因で、当時ZKロールアップへの信頼が揺らいだことが原因です。現在、OptimismとArbitrumはOPロールアップからZKロールアップ（あるいはその両方）へと徐々に移行しています。ZKSyncをはじめとするZKロールアップ、そしてScrollの分散型ZKPによるコストと速度のさらなる改善は、「無意味」から期待されるものへと変化しました。

かつては広く非難されていたZKは、今や大きな注目を集める存在となり、希望の光を見出した。ソーターのマルチ署名機能とクロスチェーンブリッジによって完全な分散化が実現すれば、Dragonflyのマネージングパートナーであるハッセブ・クレシ氏が「悪にはなり得ない」と表現した状況が真に実現可能になるかもしれない。