作者: クラウドY

編集者: ヴィンセロ、YL

レビュー者: ナタリア

イーサリアムパブリックチェーンの最適化ソリューションとして、Layer2 は常に注目、議論、研究開発のホットトピックであり、例えば、Axie が存在する Ronin、Starknet、Arbitrum、Optimism、DYDX で使用される ZKSync など、多くの研究開発チームがレイヤー 2 技術ソリューションを積極的に試してきました。では、Layer2 とは一体何でしょうか?イーサリアムのパブリック チェーン自体は、レイヤー 1、メインネット、またはメイン ブロックチェーン レイヤーと呼ばれます。レイヤー 2 は、トランザクションをメイン ブロックチェーン レイヤーから、メイン チェーンと通信できる別のレイヤーに移動して、より高速なトランザクションと低いガス料金を実現することを指します。以下の図に示すように、レイヤー2はイーサリアムメインネットワークに「高速道路」を接ぎ木したようなもので、イーサリアムメインネットワークのトランザクション量を転用し、イーサリアムメインブロックチェーン層のトランザクション混雑を緩和します。現在、レイヤー 2 には、ステート チャネル、サイド チェーン、プラズマ、ロールアップなどを含む複数の技術ソリューションがあります。サイドチェーンとロールアップは最近誰もがよく聞くソリューションですが、サイドチェーンとロールアップの違いは、サイドチェーンは検証のために独自の独立したノードを必要とし、そのセキュリティは主にサイドチェーン自体に依存することです（Polygen はサイドチェーンの例の 1 つです）。 1);一方、Rollup は Layer1 に直接基づいており、オフチェーンでトランザクションをバッチ処理し、メイン ブロックチェーンに更新を公開します。同時に、チェーン上でトランザクション データを公開し、そのセキュリティは引き続き Layer1 に依存します。

図 1: Layer0、Layer1、Layer2 の概略図

Rollup はサイドチェーン セキュリティよりも信頼性が高いですが、現在のイーサリアム メイン ネットワークに対する最適化効果はまだ限定的です。しかし、Rollup が真にイーサリアム メイン ネットワークに基づいた最適化であることは否定できません。イーサリアム メイン ネットワーク プロジェクトは何もする必要はありません。変更はロールアップ ソリューションを使用してチェーンに入力でき、ユーザーは資産を転送するためにクロスチェーン ブリッジを使用する危険を冒す必要はありません。つまり、イーサリアム上で可能なトランザクションはすべてロールアップで実行できます。原理は下図のとおりで、ロールアップ技術ソリューションに基づくチェーンは、イーサリアムのメインネットワーク上にロールアップコントラクトを確立し、チェーン上で取引するユーザーの口座残高やロールアップチェーンの状態を監視します。契約コードに存在する契約のインテリジェンス。この情報は、キーがアドレス、値がアカウントであるキーと値のマップで構成される「ステート ルート」に記録されます。各アカウントには、残高、ノンス、コード (スマート コントラクトのみ)、およびストレージ (スマート コントラクトのみ) の最大 4 つのプロパティがあります。 Rollup は、チェーン上でトランザクションを実行するのではなく、トランザクション データをメイン チェーンに公開するだけであるため、メイン チェーン上で公開されるトランザクション データとステート ルートは不正である可能性が高く、この重要な問題を解決するために、Optimistic Rollup とゼロ-ナレッジ ロールアップ (ZK ロールアップ) ソリューションが提案されました。

図 2: Rollup テクノロジーの原理の概略図

送信されたすべてのステート ルートが信頼できると楽観的に信じ、不正行為の証拠を送信することでセキュリティを確保するオプティミスティック ロールアップとは異なり、ZK ロールアップの ZK-Sync は、ZK-SNARK の暗号化証明を使用してステート ルートを公開し、ゼロ知識認証技術を使用します (これにより、一方の当事者のみが許可されます)。証明に必要な情報を明かさずに他の当事者に何かを証明すること）状態ルートの信頼性を検証し、それによってデータ自体へのアクセスを回避してプライバシーを保証します。資金を引き出すのに 1 週​​間かかるオプティミスティック ロールアップと比較して、ZK ロールアップは資産を引き出すのにわずか 10 分しかかかりません。ただし、ZK-SNARK は新しい技術であり、その数学的原理が非常に複雑であるため、ZK Rollup はまだ開発段階にあり、Optimistic Rollup に比べて適応力が弱いです。ただし、ZK Rollup の利点も明らかです.ZK-SNARK はトランザクションの証人を必要としないため、チェーンに保存されるデータが大幅に削減され、スケーラビリティが向上します.ZK-SNARK は各トランザクションを検証でき、トランザクションをより効率的にすることができます.安全性.

同様に、StarkWare も ZK Rollup を使用しますが、これは ZK-STARK に基づいています。 ZK-SNARKと比較して、ZK-STARKテクノロジーは拡張性を高め、初期の信頼できる設定をスキップし、反量子コンピューティングを改善しているため、現段階ではそれほど成熟しておらず、ガス料金の消費も高くなります。また、StarkWare は Cairo 言語を使用しているため、Turing 完全性が達成されると EVM との互換性が困難になります。この問題を解決するために、StarkWare チームは、Solidity スマート コントラクトを Cairo にシームレスに変換するコード トランスレーター Warp を開発しました。さらに、現在 StarkWare は StarEx を通じて dydx、Immutable、および Deversifi 固有の ZK Rollup を実装しています。

上記では、技術的ソリューションの 1 つとして Layer2 と Rollup について簡単に紹介しましたが、Rollup の方向性の 1 つである ZK Rollup には、より明白な利点と優れたスケーラビリティがあると考えられます。ZK Rollup に基づくチェーンは、将来的にはより一般的になる可能性があります。広く使われています。しかし、ZKロールアップチェーンは、メインネットがオンラインになった後、多数のサイドチェーンとArbitrumとOptimismの包囲網を本当に打ち破り、その技術レベルと同じくらい高い地位を占めることができるのでしょうか?この記事では、4 つの次元を通じて各次元でよりパフォーマンスの高いパブリック チェーンを選択して分析し、これに基づいて ZK ロールアップ チェーンの発展の可能性を推測し、対応する提案を提供します。 ·

4 つの次元:

1. 暗号ネイティブ

クリプトネイティブとは、概念的なブレークスルーや技術革新など、ブロックチェーンテクノロジーの中核レベルを指します。たとえば、イーサリアムはチューリング完全仮想マシンを作成し、ブロックチェーンをビットコインの決済ネットワークからさまざまな複雑な相互作用に拡張し、DeFiなどの概念を可能にしました。独自の技術を持ち、斬新な概念を提案し、さまざまな試みを行っているパブリック チェーンは他にもたくさんありますが、ここでは、暗号化のネイティブな側面を代表するものとして、Cosmos、Polkdaot、Solana の 3 つのパブリック チェーンを選択し、パブリック チェーンが暗号化をどのように改善できるかを説明します。独自のイノベーションやパフォーマンスを発揮して、暗号通貨ネイティブの分野での地位を獲得しましょう。

(1) コスモス

コスモスは、将来はさまざまな機能アプリケーションに焦点を当てたブロックチェーンで構成されるマルチチェーンの世界になると信じています。このコンセプトに基づいて、Cosmos は 3 つの基本コンポーネントを開発しました。1) Tendermint コンセンサス プロトコル、2) Cosmos SDK、3) IBC (Inter Blockchain Communication) クロスチェーン通信プロトコル。これらはクロスチェーンの問題を解決し、マルチチェーン ユニバースを実現します。可能。 Cosmos はブロックチェーン アプリケーションの開発プロセスを合理化し、開発者が基礎となるプロトコルにあまり注意を払うことなく、豊富な SDK と Tendermint エンジンを通じてアプリケーション自体に集中できるようにします。さらに重要なのは、Cosmos はネイティブ クロスチェーンを実装しており、他の主流のクロスチェーン ブリッジのように異なるチェーンに資金を確立するのではなく、各チェーンが Cosmos のハブ「ハブ」を通じてアトミック レベルのトランザクションを実行して真のクロスチェーンを実現できることです。いわゆる「クロスチェーン」を実現します。

(2)ポルクドット

Polkadotはメインチェーンの「リレーチェーン」とシャーディングの「パラレルチェーン」を利用してクロスチェーンを実現しています。各パラチェーンはリレー チェーンに接続することで他のパラチェーンと通信し、各リレー チェーンは約 100 個のパラチェーンをサポートできます。 Polkadot はメタプロトコルとして Wasm を使用しており、これによりパラチェーンは独自のチェーンのロジックと言語を定義できるようになり、リレー チェーンに接続するための実行のために独自の状態遷移関数をリレー チェーン バリデーターに提供するだけで済みます。 Polkdot アプリケーションは、特定のパラチェーン内に存在することも、パラチェーン全体にデプロイすることもできます。リレーチェーンは各パラチェーンに接続できますが、リレーチェーンのインターフェースは限られているため、よく言われる「スロットオークション」とも呼ばれるオークションにパラチェーンが入札してスロットを獲得する必要があります。

(3)ソラナ

Solana は、コストを低く抑えながらスループットを拡張するように設計されています。これを達成するために、Solana は、独自の履歴証明 (PoH) アルゴリズムと超高速同期エンジン (別名プルーフ オブ ステーク、PoS) を組み合わせた革新的なハイブリッド コンセンサス モデルを使用します。履歴証明は Solana プロトコルの中核コンポーネントであり、ネットワーク上の各トランザクションにタイムスタンプを提供して、ネットワーク上の任意の時点で発生したトランザクションを確認します。 PoH は、Base Station Byzantine Fault Tolerance (BFT) アルゴリズムを使用する PoS に依存しており、Practical Byzantine Fault Tolerance (pBFT) プロトコルの最適化されたバージョンです。さらに、Solana は独自の Rust 言語を使用してスマート コントラクトを作成し、BPF バイトコードを使用してより高い実行効率、つまり TPS を実現します。

2. オンチェーン資産

オンチェーンファンドとは、BTC、ETH、BNB、USDT、USDC、DAIなど、ブロックチェーン上で発行される比較的安定した購買力を持つ主流トークンのコレクションを指します。パブリック チェーン上の高品質資産の数によって、チェーン上の資金拡大の余地が決まります。現在、ブロックチェーンには普遍的な信用モーゲージ手法がないため、資産モーゲージはレバレッジを高めるためにのみ使用でき、モーゲージされた資産は通常、セキュリティを確保するにはすべて高品質の資産である必要があるため、現在のチェーンでより高品質の資産を持つ 3 つのパブリック チェーン (BSC、Solana、Terra) を代表として選択しました。以下の表に示すように、これら 3 つのパブリック チェーンの主流資産はいずれも数百億ドルであり、主にパブリック チェーン トークン、BTC、ETH、および USDT、USDC、UST などのステーブル コインです。オンチェーンエコロジーのさらに強力な機能。

図 3: BSC、Solana、Terra チェーン上の資金

2022.04.17現在

データソース: BSCScan、SolanaExplorer、Terrascop

3. 生態系

2022.04.17現在

データソース: BSCScan、SolanaExplorer、Terrascop

3. 生態系

パブリック チェーン上のエコロジー プロジェクトの量と質は、資金に加えてパブリック チェーンの発展を決定するもう 1 つの重要な要素です。高品質のプロジェクトは、多数のアクティブ ユーザーを引きつけ、多額の資産を引き出し、巨額の外部資金を呼び込むことができます。同時に、完全なエコシステムの確立には、サポートとして一定数の高品質のプロジェクトが必要です。これにより、ユーザーと開発者に優れたインタラクティブなエクスペリエンスが提供され、外部リスクにより大きく抵抗し、資本の利用を拡大できます。これに基づいて、BSC、ソラナ、コスモスを代表として選定し、チェーン上のTVL、プロジェクト数、移転数などを通じて生態系の発展状況を判断した。以下の表からわかるように、BSC のプロジェクト数が最も多く、Solana の転送数が最も多く、Cosmos の TVL が最も高くなります。この現象は、これら 3 つのパブリック チェーンのそれぞれのエコロジーの利点を反映しています: (1) BSC は、イーサリアム サイド チェーンとして、EVM に基づいて実行されているすべてのプロジェクトと互換性があります; (2) Solana は、高い転送効率を通じて転送効率を最大化し、プロジェクト インタラクションを最適化できます。 TPS エクスペリエンス; (3) Cosmos は、IBC プロトコルを通じてすべての IBC チェーンを接続し、すべての IBC チェーンの TVL を含みます。

図 4: BSC、ソラナ、コスモスの生態データ

2022.04.17現在

データソース: DeFiLama、Nansen、DappRadar、BSCScan、SolanaExplorer、Atomscan、Terrascop

これら 3 つのパブリック チェーンには、開発者インセンティブ プランがあるか、取引所からのトークンによってサポートされており、開発者が独自のパブリック チェーン プロジェクトを開発し、初期の高品質プロジェクトにリソースを提供することを奨励しています。たとえば、BSC には、高品質の起業家プロジェクトがより革新的な変化を実行し、成熟した業界経験と財政的サポートを得て、コミュニティとプロジェクトの共同開発を加速するのを支援する、Most Valuable Developer (MVB) Acceleration Program があります。さらに、BSC 上の質の高いプロジェクトは、当然のことながらユーザーによって優先的に Binance Exchange に上場されます。同様に、Solana はハッカソンと FTX によってサポートされているため、Solana 上の高品質なプロジェクトは Solana Ecological Fund から資金提供と開発支援を受け、FTX 取引所に上場されることが期待されます。 Cosmos は SDK を使用して開発の困難さを軽減し、エコシステム内のチェーン間のリソース交換とプレッジ エアドロップに依存してプロジェクト開発を促進します。たとえば、新しいチェーンは LUNA と UST を導入することで Terra チェーンから資本を得ることができ、Terra チェーン上のプロジェクトについてはたとえば、アンカーは他のチェーンと連携して、チェーンのトークンを質権資産として含めて、トークンの使用シナリオを増やすこともできます。

4. コミュニティコミュニティ

コミュニティの側面とは、パブリック チェーン コミュニティの活動と投資機関のサポートを指します。パブリックチェーンが長期的に持続的に発展するには、十分な注目と資金を受ける必要があります。コミュニティ活動では、主に各ソーシャルメディアの総人数やコメント数、メッセージ内容などを観察します。投資機関は主に、パブリック チェーンへの初期投資家と、彼らがパブリック チェーンに投資する資金、宣伝、協力などのリソースを観察します。包括的な検査の結果、BSC、Solana、Avalanche の 3 つのパブリック チェーンを選択しました。下図に示すように、3つのパブリックチェーンコミュニティは大規模で活発なコミュニティであると同時に、トークン価格の上昇だけでなく、パブリックチェーンの相互作用や生態系にも注目が集まっています。具体的には、初期の利点により、BSC は豊富なエコシステムを持ち、質の高いアクティブ ユーザーを多数蓄積しています。これは、Twitter のフォロワー数や Discord の毎週のコメント数でも群を抜く数に反映されています。 Solana と Avalanche は、新興市場を拠点とする多くの Telegram と Discord ユーザーを獲得しています。メッセージの内容は主に、オンチェーン情報科学の普及、オンチェーン運用に関する質問、詐欺防止、エコプロジェクトの相談などです。

Binance の純粋な資本と資源の宣伝とは異なり、ソラナとアバランチのコミュニティの繁栄は、著名な機関投資家、特に SBF からソラナへ、Suzhu からアバランチへの精力的な宣伝からも恩恵を受けました。同時に、一定の決定権を持っているため、多くの場合、何らかのインセンティブ活動を約束し、多数の新規ユーザーを引き付け、ユーザーの参加を増やします。したがって、財政的支援に加えて、有名人の効果や有名な投資機関もパブリックチェーンの人気に貢献しています。

上記 3 つのパブリックチェーンの主な投資機関は以下の表のとおりです。

ZK ロールアップの将来

OP Research は、パブリック チェーンの持続可能な発展を判断するための 4 つの主要な基準に基づいて、ZK ロールアップの将来の傾向を測定します。

1. 暗号ネイティブ

暗号化ネイティブの観点から ZK ロールアップを見ると、その重要性は自明です。 Rollup は、イーサリアムが拡張を達成するためにモジュラー ブロックチェーンに移行する際に重要な役割を果たします。つまり、コンセンサスを Ethereum 層に転送し、実行とデータの可用性を操作のために Rollup に転送します。中でもゼロ知識証明は、ネイティブ暗号化ソリューションとしてよく知られており、本質的に計算量を圧縮し、データの正確性を保証します。上記で技術ソリューションの原理を詳細に説明しましたが、2 つの主要な ZK ロールアップ (StarkWare/zkSync) の現在の資金調達状況から、高く評価された結果がわかります (詳細は以下を参照)。

さらに、イーサリアムの創設者であるヴィタリック氏も、中長期的には、ZK-SNARK テクノロジーが成熟するにつれて、ZK ロールアップがあらゆるユースケースで利点を発揮すると記事の中で述べています。このように見ると、ZK ロールアップの暗号化ネイティブ プロパティは自明です。

2. オンチェーン資産

2 番目の部分では、ZK Rollup のオンチェーン ファンドに関しては、まずイーサリアム上の既存のファンドから判断できます。イーサリアムは、スマートコントラクトを備えたパブリックチェーンの中で、比較的安定した購買力を持つ最も主流のコインを保有していることは間違いなく、ETHの時価総額は全仮想通貨の中で常に第2位に位置しているだけではありません。第二に、Tether社が発行するUSDT、Circle社が発行するUSDC、デジタル通貨モーゲージに基づく米ドルステーブルコインDaiとMIM、FraxとFeiなどのさまざまなアルゴリズムステーブルコインなどの主流の米ドルステーブルコイン、さらにWBTC、HBTCなどのBTCアンカー通貨、renBTC、チェーン上で絶対的な購買力を持つ上記の主流コインですが、現在主に流通しているパブリックチェーンは依然としてイーサリアムです。これに基づいて、ZK Rollup は非常に期待されているイーサリアム拡張ソリューションであり、Rollup の自然な利点により、イーサリアムの第 1 層に留まっている上記のオンチェーン ファンドは、現在の主流のクロスオーバーのリスクを負うことなく第 2 層に移動することができます。当然のことながら、イーサリアム層からの大量の流出資金を処理できます。

図 6: ZK ロールアップの潜在的なオンチェーン ファンド (USD)

3. 生態系

イーサリアムの誕生は、web3.0 に対する先行者優位性により、開発者エコシステム、インフラストラクチャ、プロジェクト エコシステム、さらにはイーサリアム ユーザーに至るまで、世界で最も成熟したブロックチェーン エコシステムを構築しました。 、すべてパブリックブロックチェーンチェーンの中で際立っています。 ZK Rollup の場合、オンチェーンのファンドに加えて、エコシステムの成長により、現在イーサリアムの第 1 層にある高品質の Web3.0 プロジェクトが、主なアクティビティ、ファンドのロックアップ、およびユーザーを第 2 層に移行する可能性があります。レイヤネットワーク、が最優先事項となります。第二に、ユーザーのガス料金を実際にBSC/Avalanche、さらにはSolanaのレベルまで引き下げることができるかどうかは、ZKロールアップが2021年半ばにイーサリアムから流出した資金とトラフィックを引き戻すことができるかどうかを決定します。最後に、パブリックチェーン開発の歴史から、パブリックチェーンがオンチェーントランザクションの指数関数的な成長を遂げられるかどうかは、2020年のDeFi、2021年のNFT、GameFiなどの新しい形式の物語に大きく依存します。したがって、ZK ロールアップはイーサリアムに指数関数的な成長をもたらすため、新しい形式の web3.0 製品を実装できるかどうかも、ZK ロールアップがイーサリアムを新たな高値に導くことができるかどうかの重要な要素になります。 Starkware については別途説明します。

zkSync に関しては、現在の資金調達ニュースから判断すると、多数の優れた Web3.0 プロジェクトがそれに投資しており、複数の CEX も zkSync ベースの通貨引き出しチャネルの開設を発表しています。さらに重要なのは、zkSync が使用できることです。 zkSync では、ETH や MATIC のようなカスタム トークンを購入することなく、任意のトークンを使用して料金を支払うことができます。この機能により、zkSync の使用量のしきい値は、他のレイヤー 2 や他のパブリック チェーンと比較しても前例のないものになります。さらに、開発者の開発の困難さを軽減するために、zkSync2.0 は開発者が Solidity を使用して zkEVM とコンパイラーを組み合わせて 99% の EVM 互換性を達成できることを当初から強調しており、これにより zkSync2 で DeFi を使用できるようになります。中規模から大規模なアプリケーションの可能性がより高いと思われます。

Starkware 側では、StarkEx がレイヤー 2 スケーラビリティ エンジンとして 2020 年 6 月にリリースされ、Cairo と STARK を利用したアプリケーション固有の ZK ロールアップの作成が可能になりました。 StarkEx をベースに現在実行されているプロジェクトには、dydx、Immutable、Deversifi、Sorare が含まれており、現在チェーン上にロックされている金額は 11 億 6,000 万ドルに達し、1 億 4,000 万件以上のトランザクションが処理され、累計トランザクション額は 5,180 億ドルを超えています。公式開発パスによると、次のステップは、同じ StarkNet 上で複数のアプリケーションを実行する同じグローバル レイヤ 2 に向けて、異なるアプリケーション間の相互運用性を実現し、ガス料金コストの削減による規模の経済性を改善し、最終的に第 3 段階を達成することです。分散型運用。

図 7: StarkNet 開発パス

画像ソース: https://medium.com/starkware/on-the-road-to-starknet-a-permissionless-stark-powered-l2-zk-rollup-83be53640880

ZK Sync: TVL 1 億 2,200 万ドル、総取引数 7,264,107、エコロジー プロジェクト 85

Starkware: TVL 11.6 億ドル、1 億 4,500 万送信

ZK Sync: TVL 1 億 2,200 万ドル、総取引数 7,264,107、エコロジー プロジェクト 85

Starkware: TVL 11.6 億ドル、1 億 4,500 万送信

データソース: https://ecosystem.zkSync.io/、https://l2beat.com/、https://zkScan.io/、https://starkware.co/starkex/

4. コミュニティコミュニティ

コミュニティの観点から見ると、ZK Rollup の現在の 2 つの主要プロジェクトは、ソーシャル メディアの総人数、コメント数、メッセージの内容などのコミュニティ活動指標の点で BSC、Solana、Avalanche に近いものであり、 Discord コメント数の点では、zkSnyc が他のパブリック チェーンを上回っています。これらのパブリック チェーンはすべて、メイン ネットワークが開始される前に確立されます。投資機関の観点から見ると、StarkWareは2022年3月に60億ドル規模の最新資金調達を実施しており、これまでの投資家を見ても、イーサリアム創始者のヴィタリック氏を除けば、間違いなく超先進レベルの資金調達である。また、Paradigm や Web2.0 時代にはすでに有名だった Sequoia Capital など、通貨界では有名なトップ投資機関もあります。一方、zkSnyc の資金調達プロセスは開発者とユーザーに近いようで、Union Square Ventures や A16Z などの VC に加えて、一連の DeFi プロジェクトや取引所にも投資しており、これらのプロジェクトは相応の成果をもたらすことが期待されています。 zkSync2 .0 の利点 メインネットの立ち上げ後の迅速な統合。

ZKロールアップ投資機関と資金調達状況は以下の表のとおりです。

ZK Rollup の技術的利点は多くの注目を集めているため、上のグラフから、ZK Rollup の 2 つの主要プロジェクトも多数の投資機関によって推進されていることがわかります。プロジェクト関係者からの投資を考慮すると、多くの有名な集中型取引所と web3.0 プロジェクトが ZK Rollup について非常に楽観的であることは、それほど難しくありません。

最後に、ZK Rollup は、イーサリアムで使用されるガス料金を指数関数的に削減し、スケーラビリティを大幅に向上させることが可能であることを証明しました。Op Research は、ZK Rollup が近い将来、イーサリアム コミュニティとユーザーに新しい体験をもたらすことを非常に楽しみにしていますイーサリアムの外観が新しくなり、すべてがうまく行けば、Web3.0 製品の大規模な適用が目前に迫っていると大胆に想像できます。