StarkNet・zkSync2のメインネットリリースに向けて｜ブロックチェーンスケーリングの未来
この記事は「The best comparison on zkRollups today」を日本語訳したものです。
StarkWareとMatterLabsはどちらも、zkRollupsの形で最先端のテクノロジーを備えたネットワークを備えており、ブロックチェーンスケーリング、プライバシー、および効率的な暗号化の限界を押し広げています。
現在プレイできるネットワークの場合、StarkExは、取引用のDyDxとDiversiFi、およびNFT用のImmutableXとSorareの4つのアプリケーションで稼働しています。zkSyncは、ZKNFTに搭載されている基本的なNFT機能を備えた支払いに対応しています。
ただし、2つのうち、StarkExがzkSyncをはるかに超える使用法とパフォーマンスを示していることは明らかです。累積取引量が1,850億ドル、取引の検証可能容量が9,000 TPSであるなどの指標により、これは、zkSync、Optimism、とArbitrumは10倍以上になります。今月のStarkNetの発売により、StarkWareは、一般的なスマートコントラクトとの完全な構成可能性を備えたzkRollupを作成します。これは、多くの人が何年も先のことだと考えています。
最終的には、StarkNetとzkSync 2の両方のメインネットリリースに注目してください。これは、私たちが知っているブロックチェーンスケーリングの未来です。
ロードマップ
ロードマップは、将来の目標を定義し、複雑な旅の目標を単純化する上で重要です。StarkNetとzkSync2はどちらも、完全に分散化されたシステムを使用するユーザーのセキュリティと安定性という最終目標に向けてそれぞれが収束する、目標を表示するロードマップのビジョンを持っています。
StarkNet
StarkNetロードマップには4つのステップがあります。
ステップ0–基礎✅
ステップ1-惑星：単一アプリのロールアップ✅
ステップ2–コンステレーション：マルチアプリのロールアップ
ステップ3–ユニバース：分散型ロールアップ
最初のステップは、StarkNetが構築された基盤を提供しました。これにはCairoプログラミング言語とSHARPが含まれており、開発者はコストを共有しながらzkRollup用に最適化された言語でスマートコントラクトを構築できます。
ステップ2は、StarkWareが構築しているロードマップの現在のフェーズであり、11月のメインネットのリリースで完了します。StarkNetのリリースは、一般的なスマートコントラクトをサポートする完全に構成可能なzkRollupとしてマークされます。
最後のステップは、StarkNetが完全に分散化された許可のないロールアップに移行するときです。システムはまだアルファテスト中であり、システムに損傷を与えることなくバグを軽減できることを確認するため、これは最初のメインネットリリースと同時に完了することはありません。StarkNetは最先端のテクノロジーであり、セキュリティのテストを行うには時間がかかります。最初のメインネットリリースでは、StarkNetは唯一のシーケンサーを操作し、スマートコントラクトの展開を許可します。StarkWareは、StarkNetのセキュリティが十分であると予測すると、分散化され、StarkWareによってのみ実行されるすべてのパーツが許可なくエントリできるようになります。
zkSync
zkSyncのロードマップの最初のフェーズは、zkSyncの展開から始まりました-スケーラブルな支払いに焦点を当てたzkRollup。
フェーズ2では、zkSync 2と呼ばれる新しいネットワークで構成可能なスマートコントラクトを計画しています。これは、今後数か月以内にメインネットでリリースされる予定です。それに加えて、Solidityと同様に、新しいプログラミング言語であるZincがネイティブでサポートされます。
zkSync 2は、zkSync 2ユーザーがイーサリアムではなくzkPorterでトランザクションデータを公開できるようにするPoSチェーンであるzkPorterも導入し、トランザクションスループットを向上させます。zkPorterの取引はイーサリアムの取引手数料によって制限されないため、さらに安価な代替手段になると予想されます。
フェーズ3ではプライバシーが導入され、zkRollupsの他の注目すべき機能のロックが解除されます。これは、zk証明がシステムに大きなオーバーヘッドを追加しないときに行われます。最後のフェーズでは、zkSync 2を検閲への抵抗に移行します。つまり、Matter Labsチームがネットワーク上で持っている完全な制御を削除することにより、システムを分散化して許可を失う必要があります。
StarkNet
StarkNetは、StarkWareのzkRollupの次のイテレーションであり、今月にアルファメインネットのリリースが計画されています。そうすることで、完全に構成可能なネットワーク上で一般的なスマートコントラクトを備えた最初のzkRollupになります。これは、数年先と考えられている偉業です。
構成可能性とは、アプリケーションが調整し、相互に構築し、相互接続する機能を指します。これまでのところ、StarkExのようなスマートコントラクト機能を備えたzkRollupsには、アプリケーションを構成可能にする機能がありませんでした。
StarkNetのテストネットは、6月から一般的なスマートコントラクトで稼働しており、8月から構成可能です。アプリケーションのデプロイは許可されていないため、誰でもスマートコントラクトを作成し、ネイティブプログラミング言語であるCairoを使用してテストネットに公開できます。StarkWareは、dOrgと共同でStarkNet機能を実証するためのシンプルなDEXを提供しています。
イーサリアムと同様の開発者エクスペリエンスを提供することを期待して、ワープチームはイーサリアムEVMコードをStarkNetコントラクトにコンパイルする機能を実証しました。
許可のない環境を持つことで、実り多い実験が可能になりました。TwitterユーザーのGuiltygyozaは、StarkNetテストネットで物理シミュレーションのデモも行い、ゲームをサポートするためにプリミティブを構築するための扉を開きました。
this trisolaran civ evaporated as their planet crashed into one of the suns. no tears pic.twitter.com/RlRF6S3tQa
— guiltygyoza (@guiltygyoza) October 18, 2021
zkSync 2
zkSync 2は、最初のzkSyncネットワークの次のバージョンであり、zkRollupで完全に構成可能なスマートコントラクトも備えていることを目的としています。zkSync 2のテストネットは、最初のテストネットアプリケーションとしてCurveFinanceを使用して10月にリリースされました。
ZkSync 2は、この種の最初のzkEVMテストネットも導入しました。zkEVMは、イーサリアムのような環境をシミュレートする仮想マシンであり、イーサリアムのスマートコントラクトをzkRollupにデプロイできるようにします。zkEVMテストネットは、その機能を実証するために、UniswapV2のフォークであるUniSyncで最初に導入されました。
UniSyncは、10月の発売以来、テストネットで3,000,000を超えるトランザクションを処理してきました。ただし、zkSyncのすべてのテストネットは現在クローズドベータ版であり、アプリケーションの展開にはホワイトリストに登録されたアクセスのみが許可されています。
StarkEx
StarkExは、一般的なスマートコントラクトをサポートするStarkWareによるzkRollupです（ここで一般的には、スマートコントラクトが任意のロジックを実行する機能を持つ機能を指します）。アプリケーションはStarkExにデプロイし、zkRollupのスケーラビリティを利用できます。イーサリアムと同様のユーザーエクスペリエンスを提供します。
これまでに、StarkExは、ホストする4つのプロトコル（dYdX、ImmutableX、DeversiFi、およびSorare）全体で、4,200万件のトランザクションと1,850億ドルの累積取引量を処理しました。
Sorareは、サッカーファンがお気に入りの選手のNFTを交換できるNFTマーケットプレイスです。
StarkExアプリケーションが促進した重要な使用法により、ネットワークは、取引で9,000 TPS以上、転送で18,000TPS以上のレートを示しました。イーサリアムのトレード用の最大15TPSにより、スケーラビリティが最大600倍向上します。さらに、StarkExは13.5kトランザクションのピークバッチサイズにも達しました。
ロールアップはイーサリアムにデプロイされますが、その制限によって制約されます。StarkExは、アプリとユーザーに安価なオプションを提供するために、validiumと呼ばれる新しいシステムを導入しました。
ValidiumのメカニズムはzkRollupと非常に似ていますが、唯一の違いは、zkRollupのデータ可用性がオンチェーンであるのに対し、Validiumはそれをオフチェーンに保つことです。これにより、Validiumはかなり高いスループットを達成できます-アレックスGluchowski
@EliBenSasson suggests "validium" as a clearer name for plasma-with-snarks (aka zk rollup but with offchain data). That is: https://t.co/AlOlIDhnSf pic.twitter.com/lGB2MMrXp0
— vitalik.eth (@VitalikButerin) June 1, 2020
Validiumの取引手数料は、実際にはStarkExのプロトコルによって抽象化されているほど安価です。ImmutableXはそのような例の1つであり、NFTの取引に20ドルから250ドルの費用がかかるイーサリアムと比較して、NFTのミントと取引の両方に0ドルのガス料金がかかります。DiversiFiは$ 0のガス料金も備えており、取引規模に基づいて階層化された集中型取引所と同様の料金体系に従うことができます。
StarkExは、複数のアプリからのロールアップバッチを1つのバッチに集約し、一度にイーサリアムに公開できるサービスであるSHARPも備えています。現在、DeversiFiとSorareで運用されており、ユーザーのコストをさらに削減できます。
zkSync
zkSyncは、スケーラブルな支払いのために構築されたMatter LabsによるzkRollupであり、ユーザーはネットワークにデポジットして、Ethereumの数分の1のコストで他のzkSyncアカウント間で転送できます。2020年6月のメインネットの立ち上げ以来、$ 0.20という低い送金手数料で400万件の取引を処理してきました。
トランザクションは、サポートされているトークン（ETH、DAI、RAIなど）と転送中のトークンを使用して支払うことができます。これにより、トランザクション料金を支払うために特別にトークンを保持する必要がなくなります。zkSyncに対して行われたすべてのデポジットのTVLは合計2400万ドルです。
これまでに測定された最大容量は、Gitcoinの助成金ラウンドで、1時間あたり20,000トランザクションのピーク負荷（5.6 TPS）が見られました。StarkExが示した18,000回の転送よりもかなり少ない量ですが、1時間持続しました。
zkSyncは理論的にはかなり多くの処理を実行できますが、容量が少ないのはボリュームが不足していることが原因である可能性があります。たとえば、dYdX（StarkEx）のプロのトレーダーは、Gitcoinのように、価値の移転よりもはるかに多くのトランザクションを獲得します。
7月、zkSyncはNFTの機能も追加しました。これには、イーサリアムへのミント、交換、転送、および引き出しが含まれます。
ZKNFTは、zkSyncのNFT機能を実証するために構築された概念実証NFTマーケットプレイスです。すべてのNFTはIPFSに固定されており、ミント/取引のコストは約0.25ドルです。
zkRollupsは、Optimisticロールアップのように、引き出しを待機する必要はありませんが、zkRollupsは、ブロックがいっぱいになるのを待ってからL1に送信する必要があります。実際には、これは、量が少ない場合、引き出しに数時間かかる可能性があることを意味します。
💡zkSyncの共同創設者であるAlexGは、StarkWareとzkSyncは、現在の形式では、さまざまなユーザーグループ向けに設計されていると述べています。たとえば、zkSyncにはパーミッシブライセンス（Apache / MIT）がありますが、StarkWareは独自仕様です。
ロールアップの背景
ロールアップは、トランザクションをバンドルして圧縮し、検証のためにコンセンサスレイヤーに送信することで機能するスケーリングソリューションです。これにより、一度に複数のトランザクションを検証することで効率が向上すると同時に、実行できるトランザクションの数を増やすことでスケーリングが可能になります。
突然、イーサリアムはセキュリティを犠牲にすることなく15から3000 + TPSに移行できます。
特に、zkRollupsは、ゼロ知識技術を使用してプライバシーをロールアップに統合する機能を備えているため、Optimisticロールアップに固有のものです。ゼロ知識は、ある当事者が別の当事者に何かを証明するために必要な情報を開示することなく、それを証明できるようにすることでプライバシーを実現します。ただし、すべてのzkRollupがゼロ知識技術のプライバシー特性を利用しているわけではありません。
zkRollupsは規模の経済に影響を及ぼし、取引するユーザーが増えるとネットワークの使用が安価になります。これは、ネットワークの使用量が増えるにつれて高価になる典型的なブロックチェーンの反対です。
ロールアップとイーサリアムの間のこの新しい革新的なダイナミクスは、「モジュラーブロックチェーン」と呼ばれています。
まとめ
数週間前、DavidはUltraScalableEthereumというタイトルの作品を書きました。
その中で、イーサリアムが、コンセンサス、実行、データの可用性がすべて1か所で行われるモノリシック設計から、これらの機能を区分化して最適化するモジュラー設計に移行している理由を説明しました。
CPUとGPUは、スケーラビリティを大幅に向上させるために、同じモノリシックからモジュラーへの設計変換を行いました。
今日は、実行レイヤーについて詳しく説明します。実行層は、私たちのほとんどが今日DeFiを行う場所です。しかし、明日は実行レイヤーがロールアップになります。
ロールアップは、イーサリアムのようなモジュラーチェーンがどのようにスケーリングするかです。ロールアップについて詳しく知ると、すべてのロールアップが同じであるとは限らないことに気付くでしょう。
最高レベルでは、zkRollupsとOptimistic ロールアップの2つのタイプが重要です。
今日、私たちはzkRollupsに焦点を当てています。これは、ゼロ知識暗号証明を使用してトランザクションを検証するロールアップ設計です。
今日は、技術的な詳細に立ち入る代わりに、Matter LabsとStarkwareを比較してzkRollupsの実装を検討しました。どちらも、機能しているzkRollupsを備えており、お金が流れています。
ゼロ知識暗号は、最先端の最先端です。そして、汎用zkRollupsは、イーサリアムのスケーラビリティの聖杯です。
参考文献：