ブロックチェーン技術はあらゆる分野に革命をもたらし、仲介者なしで安全かつ透明な取引を可能にします。変革的な影響にもかかわらず、現実世界のデータをブロックチェーン システムに統合することは依然として根深い課題です。オラクルはこのプロセスにおいて重要な仲介的な役割を果たし、ブロックチェーンと外部データソースをシームレスに接続します。ただし、従来のオラクルは信頼できるサードパーティに依存することが多く、信頼性とセキュリティに関する懸念が生じています。
そこで、ZK オラクルという新しく有望なソリューションが登場しました。これらの課題に対処するために、Zero-Knowledge Proofs (ZKP) の力を最大限に活用します。この革新的なアプローチは、ZKP とオラクルの利点を巧みに組み合わせて、ブロックチェーン空間におけるより高いレベルのデータプライバシーを確保します。
オラクルとは何ですか?
オラクルは信頼できる外部情報源として機能し、トークン価格、トランザクション活動、ウォレット残高などを含む複数のデータベースからの情報をチェーンに提供します。オラクルは、現実世界のイベントやデータに基づいて計算を実行できるアプリケーション プログラミング インターフェイス (API) を提供します。つまり、オラクルは複数のソースからデータを収集、クエリ、検証、検証し、それをスマート コントラクトに渡します。
ただし、Chainlink や The Graph などの従来のオラクル ネットワークはステーキング メカニズムに依存することが多く、参加するにはノードが資産をステーキングする必要があります。このアプローチには、特に信頼性と操作の可能性に関して、本質的な制限があります。
ここで ZK オラクルが登場します。ZKP を革新的に統合することで、オラクルの効率と信頼性に革命を起こすことが期待されています。
では、ZK オラクルとは何ですか?
ZK Oracle (ゼロ知識オラクルの略) は、ZKP とスマート コントラクトを巧みに統合して、柔軟なオンチェーン/オフチェーン ソリューションを構築します。この革新的なアプローチにより、ブロックチェーン エコシステムにおけるオラクルの効率とセキュリティが向上し、コスト効率の高いオフチェーン コンピューティングとストレージが可能になります。
従来のオラクルの課題に対処するために、ZK オラクルはいくつかのソリューションを提供します。
1. 自律的なネットワークを構築します。
2. ベースレイヤーのセキュリティを向上させます。
3. 1-of-N 信頼モデルを採用して、少なくとも 1 つのノードが期待どおりに動作する限り、システム機能が保証されるようにします。
4. 分散化を強化する。
5. 無駄を最小限に抑えるためにコンピューティング能力を効率的に割り当てます。
ZK オラクルの大きな利点は、送信される情報の完全性と信頼性を確保しながら、データのプライバシーを保護することです。データをブロックチェーンにパブリックにブロードキャストする従来のオラクルとは異なり、ZK オラクルはデータ自体を公開せずにデータの証拠を提供することで独自の利点をもたらします。これは、透明性とプライバシーの慎重なバランスが必要なユースケースに特に適しています。
ZKオラクルのアーキテクチャ
Gu 氏と Nawab 氏によると、ZK オラクルのアーキテクチャには次のような独自のコンポーネントが含まれています。
1. データ ソース: これらのエンティティは、さまざまなソース (IoT デバイスなど) から生データを収集または生成し、コンピューティング プロセスの開始点として機能します。
2. オフチェーン証明者: これらのエンティティは、データ ソースから生データを受け取り、計算を実行します。 zk-SNARK (ゼロ知識簡潔な非対話型知識証明) 計算を使用することで、計算を証明するために使用される証拠を生成します。
3. 消費者: 消費者はスマート コントラクトを通じてブロックチェーンと対話し、読み取りおよび書き込みリクエストを送信します。彼らは、情報に基づいた意思決定を行うために、オフチェーンの証明者によって提供されるデータと証拠に依存しています。
4. スマート コントラクト: 計算結果と ZK プルーフ データに関連付けられたダイジェストの検証と維持を担当します。スマート コントラクトは、ZK プルーフの整合性を保証します。また、無効な証明が見つかった場合には、ペナルティ戦略も実装します。
高度なバッチ処理アルゴリズムで ZK プルーフの生成を高速化
Gu と Nawab は、水平バッチ技術と垂直バッチ技術の両方を使用する、ZK プルーフ生成を高速化するように設計されたバッチ アルゴリズムを提案しました。水平バッチ処理では複数の証明を 1 つの証明に結合しますが、垂直バッチ処理では同様の計算を 1 つの証明に結合します。これらの戦略により、zk プルーフ生成の効率が大幅に向上し、標準的な方法と比較してパフォーマンスが最大 550 倍向上します。
実用的な応用分野
ZK オラクルは、さまざまな分野でその多用途性を実証しています。具体的な用途は次のとおりです。
1. 価格情報ソース: DeFi アプリケーションでは、ZK オラクルは価格情報ソースの操作を簡素化し、ブロックチェーン上の継続的な更新や高価なストレージの必要性を排除します。
2. 安全なデータ ソース: ZK Oracle は、非協力関係者からデータ ソースを取得するための安全な方法を提供します。たとえば、ユーザーは機密情報を明らかにすることなく、銀行残高のゼロ知識証明を生成できます。これは分散型金融分野で融資を受けるための担保として使用され、金融取引の信頼性を高めます。
3. 機密投票システム: ZK オラクルを機密投票システムに適用すると、個々の投票を公開することなく検証可能な結果を得ることができます。
4. ID 検証: ID 検証シナリオでは、ZK oracle は ID 検証に貴重なサポートを提供します。記録の複雑な詳細を明らかにすることなくユーザーを認証し、セキュリティとプライバシーを重視したアプローチを保証します。
5. サプライチェーンシステム: ZK oracle は機密情報を漏らすことなく、製品の信頼性の検証を容易にします。このアプリケーションは、サプライ チェーン プロセスの信頼性と透明性を保証します。
ZK Oracle を構築するプロジェクトの概要
ハイパーオラクル
Hyper Oracle は、イーサリアム ブロックチェーン専用の ZK オラクル ネットワークの構築に重点を置いています。このシステムは、各イーサリアム ブロックからデータを効率的に抽出し、取得には zkPoS を使用し、データ処理には zkWASM を利用したプログラム可能な zkGraphs を利用します。採用されたアプローチにより、ZK テクノロジーを通じて安全で信頼を最小限に抑えたオフチェーン コンピューティングが保証されます。この革新的なアプローチは、イーサリアム スマート コントラクトを拡張する可能性を生み出すだけでなく、自動化や機械学習などの複雑なタスクを処理できる機能も提供します。
ミナプロトコル
(0)1Labs は、Mina Protocol エコシステムのパートナーとして、ZK オラクルの構築に積極的に取り組んでいます。ミナの ZK オラクルをユニークなものにしているのは、zkApps によって調整された独自の 2 ステップ実行モデルです。最初のステップにはオフチェーン検証が含まれ、特定の情報の存在と完了した計算が確認されます。このオフチェーン検証により、個々のマシン上でローカライズされた計算を実行できるようになります。
価格情報ソースを例に挙げると、ユーザーは複数の信頼できる API を柔軟にクエリし、平均価格を計算し、複雑なオフチェーン操作を実行できます。 ZK オラクルを通じて、ユーザーは希望の結果が得られるまで料金を発生させることなく価格を問い合わせることができます。望ましい結果が達成された後にのみオンチェーン実行が行われるため、より合理化されたコスト効率の高いアーキテクチャ設計が可能になります。このユニークな 2 ステップ実行モデルは、Mina 上の ZK Oracle に固有のものであり、オフチェーン データと安全かつ効率的に対話するための強力な方法を提供します。
ニル財団
2023年8月、流動性ステーキング分野のパイオニアであるLido Financeは重要な計画を発表した。同社は、イーサリアムの研究開発会社であるニル財団にZKオラクルを開発する資金を提供するためにリド助成金を利用することを明らかにした。この戦略的提携の明確な目標は、Lido Finance の会計報告書に対する信頼を最小限に抑える健全性チェックを確立し、最終的には Lido Finance の流動性を強化することです。特に、ZK オラクル計算の証明は、すべての EVM アプリケーションの証明可能な計算構成可能性を保証する最近発売されたゲートウェイ インターフェイスである Proof Market を使用して、イーサリアム仮想マシン (EVM) から直接署名され、この分野で大きな進歩を示します。
ZKオラクルの今後の展望
ZK オラクルがオラクルの世界で名声を確立する一方で、対処する必要のある課題がまだいくつかあります。スリーウェイ ハンドシェイク プロトコルではソース、ノード、ユーザー間に複雑さが伴うため、システムを最適化するにはさらなる研究開発が必要です。ミナのような一部のチームはこれらの課題に積極的に取り組んでいますが、時間がかかります。
独自の利点と幅広いアプリケーションシナリオを備えた ZK オラクルは、ブロックチェーン システムの革命の最前線に立っています。これらは、正確で検証可能なオフチェーン データに依存するトラストレスな分散型アプリケーションをサポートする可能性を秘めており、ブロックチェーン テクノロジーの分野で大きな飛躍を遂げます。 ZK オラクルの開発パスはイノベーションを表すだけでなく、ブロックチェーン システムを理解して操作する方法を再定義します。
