イーサリアムで取引しようと貴重な時間を費やしたり、トラフィックが多すぎるときに大量のガス（$）を費やしたりしたことが何回ありますか？ でも、心配はいりません。 遅い取引と高いガスコストには、ゼロ知識証明（ZKP）を導入することで解決できます。
歴史
ZKP の概念は、ある当事者が、その声明自体の妥当性以外の追加情報を開示することなく、別の当事者に対して声明が真実であることを証明できる、暗号化の魅力的な応用です。
ZKP の概念を紹介した最初の論文は、1985 年にマサチューセッツ工科大学 (MIT) の Shafi Goldwasser 氏と Silvio Micali 氏によって発表されました。彼らの論文「確率的暗号化」では、数字自体や数字に関する追加情報を明らかにすることなく、数字の特定の特性を証明できることが実証されました。この画期的な発見により、ZKP が現代の暗号化における重要なツールとして開発される道が開かれました。
仕組み（ELI5）
概念: 証明者と検証者
ゼロ知識証明では、証明者と検証者が基本的な役割を担います。証明者は、特定の秘密を明かすことなく、自分がその秘密を知っていることを検証者に納得させることを目指します。検証者は、秘密を明かすことなく、証明者の主張を検証しようとします。これは、証明者に秘密を所有している場合にのみ完了できるタスクを実行するように依頼することで行われます。秘密を明かさずに何かを知っていることを証明する最も簡単な方法は、よく使われる「ウォーリーをさがせ!」の例で示せます。
あなたと友達はワルドを見つけたいと思っています。あなたは画像内のワルドの居場所を知っていますが、友達は信じてくれません。ワルドの居場所を明かさずに、自分がどこにいるか知っていることを友達に証明するにはどうすればよいでしょうか。
あなたは大きな紙で画像全体を覆い、切り抜きを通して友達にワルドの画像を見せます。あなたはワルドの居場所を知っていることを証明できますが、画像に対するワルドの正確な座標は友達には分からないため、友達はワルドがどこにいるかを知ることはできません。
これは ZKP の単純な例えです。穴を通してワルドを見た人は誰でも、他の情報を漏らすことなく、ワルドが存在すること、そして証明者がワルドの居場所を知っていることを証明できます。
ブロックチェーンにおけるZKP
ブロックチェーンは透明性、不変性、分散化などの大きな利点をもたらしましたが、現在のパブリック ブロックチェーンには、時には「あれば便利」なプライバシーがまったくありません。しかし、ZKP とブロックチェーン テクノロジーを組み合わせることで、プロジェクトはより多くのトランザクションを迅速に処理できるようになり、同時にユーザー データを安全かつセキュアに保つことができます。また、機密データを公開することなく複雑な計算を実行することもできます。ZKP は、情報に対する制御と自由を求めるユーザーに柔軟性と選択肢を提供します。したがって、ブロックチェーンと ZKP を組み合わせると、さまざまな用途に使用できるのは当然です。
ZKP の使用例は次のとおりです。
ZKP は、パブリック ブロックチェーンで個人情報が公開されることを避けることで、ユーザーのプライバシーを強化します。
ZKP は、効果のない認証方法を置き換えることで、情報のセキュリティを強化します。ZKP は、機密情報を公開することなく、ユーザーがデータの所有権やアクセスを証明できるようにすることで、多くの弱点を排除します。
ZKP はブロックチェーンのスループットとスケーラビリティを向上させます。ZKP は、より高速で安全なトランザクションを可能にすることで、ブロックチェーン技術に関連するいくつかのスケーラビリティの課題に対処します。
主要なZKベースのブロックチェーンプロジェクトの例
ZK テクノロジーを採用した最も人気のあるブロックチェーン プロトコルをいくつか紹介します。
zk-SNARK を使用した分散ストレージ
Filecoin: Filecoin は、これまでに導入された zk-SNARK ネットワークの中で最大規模です。Filecoin は、ネットワークが依存するコア暗号化プロトコルである Proof of Replication (PoRep) と Proof of Space-time (PoSt) の両方に SNARK を使用します。Filecoin は、7 回の資金調達で合計 2 億 5,820 万ドルを調達しました。最新の資金調達は、2 億 580 万ドルの ICO でした。Filecoin のトークン FIL は現在 7 ドルで取引されており、時価総額は 27 億ドルです。Filecoin のストレージはライブで、開発者は API またはライブラリを使用してデータをストレージ ヘルパーに送信します。舞台裏では、ストレージ ヘルパーがデータを受け取り、基盤となるプロセスを処理して、信頼性が高く分散化された方法でデータを保存します。
プライバシープロジェクト
Aztec Network: Aztec Network は、Ethereum ネットワーク上の最初のプライベート ZK ロールアップです。これは、DApps がプライバシーとスケーラビリティにアクセスするために使用するプライバシー エンジンです。Aztec は、4 回のラウンドで 1 億 1,910 万ドルの資金を調達しました。最新の資金調達は、A16z が主導したシリーズ B ラウンドからの 1 億ドルでした。ユーザーが Ethereum DeFi Dapps とやり取りできるようにする Aztec Connect は、Ethereum メインネットで稼働しています。Aztec のトークンはありませんが、エアドロップは可能です。
Zkロールアップ
イーサリアムが直面している主な課題はスケーラビリティです。これは、ネットワークを使用できる人の数が制限されるだけでなく、オンチェーン ストレージと計算リソースの需要が高いため、トランザクションのコストが高くなるため、重大な問題です。
ロールアップ技術は急速に普及しつつあります。ロールアップは、トランザクション ブロックを検証するための Ethereum のコンピューティングとストレージの要件を削減するスマート コントラクトです。ロールアップは、多数のトランザクションを 1 つにまとめることでこれを実現します。ロールアップ スマート コントラクトの役割は、トランザクションを分解し、単一のトランザクションで保持されているすべての転送を検証してから、新しいブロックとして Ethereum に送信することです。L2 ロールアップには、楽観的ロールアップ (OP ロールアップ) とゼロ知識ロールアップ (ZK ロールアップ) の 2 つの主なカテゴリがあります。
楽観的 - トランザクションはデフォルトで有効であると想定しますが、トランザクションが有効でなかったことを誰かが証明できる場合は、最大 7 日前のトランザクションをロールバックする必要があります。
ZK - オフチェーンで計算を実行し、有効性の証明をチェーンに送信します。高度な暗号化技術を使用して、不正がないことを証明します。
2 種類のロールアップの間には複雑なトレードオフがあります。
ZK ロールアップは、セキュリティと分散化を維持しながら、イーサリアムのトランザクション スループットを大幅に向上させることができます。メイン コントラクトと検証コントラクトの 2 つのコントラクトとオフチェーン仮想マシンを使用して、トランザクションのバッチを処理し、ゼロ知識証明を検証します。
ZK ロールアップの有効性証明の正確性は、トランザクションの最終性に遅延がなく、数学的証明によって保証できます。そのため、ZK ロールアップは、イーサリアムのスケーリングに対する潜在的な最終ソリューションとして多くの人に考えられています。
zkSync: zkSync は、ZK Roll-up に基づく Ethereum 用のトラストレス スケーリングおよびプライバシー ソリューションです。これは、基盤となる L1 アカウントと同程度の安全性を保ち、高度な検閲耐性を維持しながら、1 秒あたり数千件のトランザクションという VISA 規模のスループットを Ethereum にもたらすように設計されています。zkSync の背後にある会社は Matter Labs です。Matter Labs は、合計で 4 億 5,800 万ドルを調達しました。最新の資金調達は、Blockchain Capital が主導した 2 億ドルのシリーズ C ラウンドでした。zkSync パブリック テストネットは現在稼働中です。zkSync トークンはありませんが、エアドロップが近づいているという噂が数多くあります。
Polygonは、最も注目すべきブロックチェーンスケーリングソリューションの1つとして登場しました。最初はEthereumサイドチェーンとして知られていたPolygonは、家庭用スケーリングソリューションに発展しました。Polygonは、8回の資金調達ラウンドで4億5,150万ドルを調達しました。最新のラウンドは、Sequoia Capitalが主導した4億5,000万ドルのシリーズDラウンドでした。PolygonのトークンMaticの時価総額は110億ドルで、現在1.22ドルで取引されています。Polygonは、Ethereumのスケーラビリティの問題を解決するための万能ツールとなっています。PolygonのzkEVMは、暗号ゼロ知識証明を使用する分散型Ethereumレイヤー2スケーラビリティソリューションです。今年3月末に発売される予定で、より高速かつ低コストでEthereum互換のスマートコントラクト実行を提供することを約束しています。お楽しみに
