ZKロールアップとは何か、どのように機能するのか？

分散化について多くの話がある中で、今日の主要なスマートコントラクトネットワーク、特にEthereumは、依然として遅く混雑していると感じることがあります。業界はより速さと効率を求めていますが、それはセキュリティを犠牲にすることなく実現する必要があります。

 

ここでゼロ知識ロールアップ（ZKロールアップ）が登場します。これらはスケーリングに対する異なるアプローチを提供します。ゼロ知識証明を使用することで、トランザクションをより速く、低コストで処理しながら、強力なセキュリティを維持します。

 

ZKロールアップとは何ですか？

ZKロールアップは、レイヤー2のスケーリングソリューションで、大量のトランザクションをオフチェーンで1つのバッチにまとめます。これらのトランザクションはメインのEthereumネットワークから離れて処理され、ベースレイヤーの負荷を軽減します。

 

処理後、ロールアップはEthereumに2つのものを送信します：圧縮された少量のトランザクションデータと、バッチが有効であることを確認する暗号学的証明であるゼロ知識証明です。

 

このアプローチにより、Ethereumは1つの証明を確認するだけで数千のトランザクションを検証できます。その結果、ネットワークの混雑が減少し、トランザクション手数料が低くなり、ユーザーは資産を移動したり、分散型アプリケーション（dApps）とより速くやり取りできます。

 

要するに、数百（または数千）のトランザクションをオフチェーンでまとめ、「これらのトランザクションは有効です」という暗号学的証明を生成し、その証明だけをEthereumに投稿します。

 

それだけです。重いデータも、大きな交通渋滞もありません。ただ数学が重荷を担っています。

 

見えないトランザクションをなぜ信頼するのか？

ZKロールアップの背後にある魔法はゼロ知識証明にあります。これらの証明は、システムがすべてのルールに従っているトランザクションのバッチを確認することを可能にし、すべての詳細を明らかにすることなく、またはブロックチェーンが作業を再実行することを要求することなく行います。

 

それは、「中身はすべて有効です。信頼してください。ここにそれを証明する数学があります」と書かれた封筒を提出するようなものです。Ethereumは結果を受け入れるために証明だけを必要とし、ネットワークを安全に保ちながら負担を軽減します。

 

要するに、ZKロールアップは、詳細を自分で見ることがなくても、すべてのトランザクションを安全かつ検証可能に保ちながら、Ethereumを大規模にスケールさせます。

 

ZKロールアップが実際にトランザクションを処理する方法

ここに簡略化された流れがあります：

1. ユーザーはEthereumではなくロールアップでトランザクションを行います。

2. ロールアップはこれらのトランザクションをオフチェーンでまとめます。

3. 有効性証明（通常はSNARKまたはSTARK）が生成されます。

4. 証明と最小限のデータがEthereumに投稿されます。

5. Ethereumは証明を検証します。これは小さくて速いです。

6. ロールアップの状態更新が最終的になります。

主な利点は？これらの証明は、バッチに大量のトランザクションが含まれていても、非常に速く検証できます。Ethereumはセキュリティを得て、ユーザーは速度を得て、手数料は劇的に下がります。

 

なぜ重要なのか

ZKロールアップはスケーラビリティの要求をほぼすべて満たします：

低い手数料

オンチェーンに保存されるデータが少ないため、コストが削減されます。

高いスループット

バンドル化により、トランザクション毎秒（TPS）が劇的に増加します。

より速い最終性

有効性証明により待機期間がありません。

より強力なセキュリティ

すべてが最終的にEthereumのベースレイヤーのセキュリティを継承します。

 

過去1年間で、ZKロールアップは研究プロトタイプから実用的なシステムに移行しました。注目の展開とエコシステムの成長は、この技術がもはや理論的なものではなく、いくつかのライブネットワークの基盤となっていることを示しています。

 

どこが欠点なのか？

どの技術も完璧ではなく、ZKロールアップにも独自の癖があります：

• 証明生成は計算的に重いです。高度なハードウェアと効率的なトリックが必要です。

• スマートコントラクトの互換性は普遍的ではありません。一部のZKロールアップは、環境に適合するためにコントラクトの書き直しや適応を必要とします。

• 開発者ツールはまだ成熟していません。多くの進展がありますが、どこでも「プラグアンドプレイ」ではありません。

それでも、改善のペースは印象的です。かつて数分かかっていたものが、今では数秒で生成されます。

 

ZKロールアップ対オプティミスティックロールアップ：どちらが勝つのか？

そして今、会議で誰もが議論する質問、「ZKロールアップはオプティミスティックロールアップよりも優れているのか？」

ドラマを短くしましょう：

オプティミスティックロールアップ

• トランザクションが有効であると仮定し、そうでないことが証明されるまで。

• 不正証明を使用します。

• 引き出しには待機期間（通常7日間）が必要です。

• 完全なEthereum仮想マシン（EVM）互換性の展開が容易です。

ZKロールアップ

• すべてのバッチが事前に有効であることを証明します。

• 待機週はなく、引き出しは速いです。

• より強力なセキュリティ保証。

• 構築が難しく、計算的に重いです。

理論的には、ZKロールアップが最終形です。実際には、オプティミスティックロールアップは今日でも展開が容易です。しかし、昨年の進展により、ZKロールアップは急速に差を縮めています。

 

ZKロールアップの未来

ZKロールアップの未来は速度を超えて、プライバシーとユーザー主権も可能にします。今日のほとんどのZKロールアップは計算の整合性を証明することに焦点を当てていますが、ゼロ知識技術は、顧客確認（KYC）の遵守や資産所有権などを、機密情報を明らかにすることなく検証することも可能にします。

 

長期的なビジョンはもはや議論ではなく、ロードマップです。

• レイヤー1がセキュリティを担当します。

• ZKロールアップがスケールを担当します。

• ユーザーは速度と低手数料を得ます。

• つまり…みんなが勝ちます。

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