Bankless：ZKの最新の進展を一文で理解する
今年は、日常の暗号通貨ユーザーが初めてzkEVMを試すことができる年になります。もしあなたが暗号の世界を深く理解しているなら、ゼロ知識証明（ZK Proof）とその応用についてすでにしばらく耳にしていることでしょう。彼らはオンラインになりました……あるいは非常に近づいています……または彼らのあるバージョンが目の前にありますか？これらの情報を追跡するのは難しいです。
ZKにはさまざまな実装があり、今日はZKの世界がどのように進化しているかについてのいくつかの更新をお届けします。
一、ZKの進展はどうなっているのか？
ブロックチェーン用語では、イーサリアムの生命の初期段階はモノリシックであると考えています。
これは、最初の数年間、"第一層（L1）"のイーサリアムメインネットが自らの取引を実行し、自らのネットワークの安全性を促進し、自らのデータ可用性を提供することに完全に責任を持っていたことを意味します。
過去数年で、イーサリアムは急速にモジュラー設計に移行しており、これはイーサリアムのデータと実行ニーズを拡張するために、イーサリアムの周りに構築された外部の第三者ソリューションがますます使用されることを意味します。
モジュラーイーサリアム丨出典：Ultra Scalable Ethereum
データ可用性の面では、CelestiaやPolygon Availなどのプロジェクトが競争相手です。実行に関しては、近年、ArbitrumやzkSyncのような"第二層（L2）"の台頭を目にしており、これらはイーサリアムの外（つまりオフチェーン）で取引を実行し、その後、取引を効果的に"ロールアップ"（集約）してイーサリアムL1に送信し、その過程で信じられないほど手頃で迅速なユーザー体験を提供します。
今日、イーサリアムL1自体は毎秒約30件の取引（TPS）を促進しています。深刻なネットワークの混雑（高い手数料、遅い取引）が発生しないように、イーサリアムはその実行能力を最適化するために拡張の革新にますます依存しています。ここには主に2つの解決策のタイプがあります：オンチェーン拡張とオフチェーン拡張です。
オンチェーン拡張は、取引実行能力、つまりスループットを向上させるためにブロックチェーンに直接行われる変更を指します。イーサリアムにとっての一例はシャーディングであり、この革新が実装されると、活動負荷が数十の主要な、神聖な（enshrined）イーサリアムチェーンに分散されることになります。
イーサリアムL2 + シャーディングの未来 - 出典 Vitalik Buterin
オフチェーン拡張は、外部の実行環境、つまりL2を指し、イーサリアムの外で手頃で迅速な取引を促進し、その後取引データをバッチでイーサリアムに公開して活動を完了し、イーサリアムの安全性を引き継ぎます。オフチェーン拡張は、シャーディングのようにL1を多くのメインチェーンに分割するのではなく、多くの外部ロールアップで構成されるセカンダリレイヤーを育成します。
二、ZKロールアップ：先進的なZKベースのオフチェーン拡張技術
L2について言えば、最も人気のある現代の解決策はゼロ知識ロールアップ（ZKロールアップ）です。注目すべきは、これらのロールアップが約2,000 TPSを促進できることで、これはイーサリアムの現在の30 TPSの速度を6,500%も増加させます！
この特定のL2スタイルは、SNARKsのような"ゼロ知識証明（ZKP）"技術を使用して、暗号的に取引バッチを検証し、イーサリアム上に公開します。したがって、ゼロ知識証明（ZKP）を通じてオフチェーン実行とオンチェーンデータを組み合わせることで、ZKロールアップが得られます（逆に、詐欺証明を通じてオフチェーン実行とオンチェーンデータを組み合わせてOptimisticロールアップを得ることができます）。
要約すると、L2 BEATが現在追跡している5つの最大のZKロールアップは以下の通りです：
dYdX---暗号通貨およびデリバティブ取引所 | 3.75億ドルのTVL
ループリングプロトコル---取引、NFT用のL2 | 1.21億ドルのTVL
zkSync Lite---取引、NFT用のL2 | 6500万ドルのTVL
ZKSpace---取引、NFT用のL2 | 4900万ドルのTVL
Aztec Connect---プライベートDeFi用のL2 | 1500万ドルのTVL
今日の最大の10のL2のうち4つはZKロールアップです - 出典 L2 BEAT
今日の先進的なZKロールアップは、StarkEx技術（例えばdYdXやLoopring）を使用して構築されているか、zkSyncに基づくコード（例えばzkSync LiteやZKSpace）で構築されています。しかし、これらの技術スタックにリンクされていないZKロールアップも注目に値するものがあり、例えばAztec Connectがあります。
三、ValidiumsとVolitionsについて
しかし、ZKロールアップは現代のイーサリアム拡張シーンで唯一注目すべきZKベースの解決策ではありません。ここで注意すべき他の2つの拡張方法はValidiumとVolitionsです。
Validiumはオフチェーン取引を実行し、オフチェーンのゼロ知識証明を通じてそのデータを維持します。このアプローチは、ZKロールアップがデータをイーサリアムにバッチ送信する方法（つまり、オンチェーンに公開すること）とは対照的です。したがって、データがどこに保存されるかがZKロールアップとValidiumの間の重要な違いです。
Validiumの"ダブルオフチェーン"アプローチは、最終的にホスティングされることになります。なぜなら、データは信頼できる当事者によって維持されるからです。しかし、Validiumは信頼のない点で欠けているものを、今日最も強力なValidiumが+20,000 TPSを促進できるという優れた性能で補っています。
現在、2つのより有名なValidiumプロジェクトはImmutable X、NFTに特化した拡張ソリューションでTVLは1.23億ドル、そしてSorare、ファンタジースポーツのデジタルカードゲームでTVLは2100万ドルです。現在注目すべき他の検証にはApeX、rhino.fi、Myriaがあります。
Volitionsについては、これはStarkWareチームによって創造された革新で、ZKロールアップとValidiumの間の交差点です。つまり、ユーザーは意図があれば、オンチェーンとオフチェーンのデータ可用性の間で選択できます。これにより、アプリケーションはTPS性能検証レベルのオプションを提供しつつ、非ホスティングのZKロールアップ技術と相互運用可能です。zkSyncの新しい画期的なzkPorterメカニズムは、注目すべきVolitionシステムの一例です。
画像出典：Matter Labs
四、zkEVMとしての拡張の聖杯
ZKロールアップのアーキテクチャには、L2ブロックデータを受信し追跡するオンチェーンのイーサリアムスマートコントラクトと、イーサリアムベースの取引の実行環境としてのオフチェーン仮想マシン（VM）の2つの主要なコンポーネントが含まれていることを考えてみてください。
したがって、zkEVMはイーサリアム仮想マシン（EVM）と互換性のあるZKロールアップであり、イーサリアムL1の実行環境です。
Polygon zkEVMの一般的な拡張方法の図示
イーサリアム拡張競争の初期において、ArbitrumやOptimismのようなオプティミスティックロールアップは大きな利点を持っていました。なぜなら、このスタイルのロールアップは最初はEVMと互換性があり、完全に同等であることが容易だったからです。この技術的親和性により、アプリケーションはコードを簡単に移植し、L1からL2に移行するための好きなツールを使用できるため、素晴らしいUXが実現されます。
対照的に、ZK式拡張の特性は、ZKロールアップがカスタムVMから始まることを意味し、プロジェクトはそのためにEVMからのコードを"解釈"するか、ゼロから新しいコードを書くためにより広範な作業を必要とします。しかし、2023年3月現在、複数のZKロールアッププロジェクトが明らかに自らのzkEVM実装を発表する準備が整っています！
したがって、zkEVMの到来は、Vitalik Buterinが2021年に予測した重要なステップを示しています。"中長期的には、技術の進歩に伴い、ZKロールアップがすべてのユースケースで勝利するでしょう。"暗号証明を使用することで、ZKロールアップはオプティミスティックロールアップに比べて内蔵のプライバシーとセキュリティの利点を持っており、EVM互換性を組み合わせることで、将来的にZKロールアップがオプティミスティックロールアップを上回る可能性があります。
五、1型、2型zkEVMの継続的な競争
"拡張戦争"という言葉は、オプティミスティックロールアップとZKロールアップチームの間で、可能な限り最良のブロックチェーン拡張ソリューションを提供するために発生する友好的で非公式な競争を指します。
しかし、ZKロールアップの領域自体には別の競争があり、これは非公式な競争で、どのチームがVitalik Buterinが定義した最初の"1型（Type 1）"および"2型（Type 2）"zkEVMを実現できるかというものです。
ButerinのzkEVMタイプ
2022年8月のブログ記事で、ButerinはzkEVMプロジェクトの能力を測定する方法を提供し、Type 1からType 4までのランクを提案しました。Type 1 zkEVMはEVMと完全に同等であり、イーサリアム自体のアップグレードにも使用できる可能性がありますが、Type 4 zkEVMは特定のイーサリアムアプリケーションとのみ互換性があります。
つまり、関与するすべての作業のため、Type 1 zkEVMの実装にはまだ時間がかかりますが、現在複数のプロジェクトがType 2 zkEVMに取り組んでいます。
現在の主要なzkEVMの取り組み丨出典：Immutable X
例えば、Polygon zkEVMはType 3 zkEVMであり、Type 2 zkEVM、つまりいくつかの追加の微妙な違いを持つEVMの同等物になりつつあります。Scrollは別の著名なチームで、現在Type 2 zkEVMを構築しています。対照的に、zkSync Era（以前はzkSync 2.0として知られていた）は、固執した意図を持つType 4 zkEVMであり、カスタム機能とzkPorterの印象的な意志力機能によって強化されています。したがって、ここでの可能性の範囲は広がっています。
六、新しいブロックチェーンUX時代の夜明け
いつの日か、イーサリアム自体がType 1 zkEVMにアップグレードされ、オンチェーン拡張をさらに進める可能性があります。その間、潜在的なアップグレードの補完として、Type 2からType 4の外部zkEVMが引き続き繁栄し、開発者とユーザーにユニークなカスタマイズとUXの向上を提供します。これはイーサリアムL1にはできないことです。
要するに、ZKロールアップ空間（あるいは全体のL2空間とも言える）の最終目標はzkEVMであり、これらの努力の最初のものが間もなく登場します。2023年は、日常の暗号通貨ユーザーが初めてzkEVMを試すことができる年になるでしょう。したがって、参加したい場合は、Polygon、zkSync、Starknet、Scrollに注目してください。これらのチームの最新の拡張進展が実を結んでいます！
