zkVMはWeb3の未来をどのように構築するのでしょうか?
Web3テクノロジーの急速な発展に伴い、スケーラビリティと効率性の問題、および関連する新興テクノロジー(暗号資産を例に挙げます)の急速な発展に関連する課題を解決する革新的なソリューションが登場しています。そのようなソリューションの1つがzkEVM(Zero-Knowledge Ethereum Virtual Machine)です。これは、ゼロ知識証明の特性とイーサリアム仮想マシン(EVM)を組み合わせたテクノロジーです。
zkEVMは、イーサリアムエコシステムとの互換性を維持しながら、スケーラビリティ、プライバシー、セキュリティを強化することでWeb3に革命を起こすことを約束します。この記事では、zkEVMの分野を詳しく掘り下げ、zkEVMとは何か、Web3におけるその役割、より広範なテクノロジー環境における潜在的な影響、および将来の見通しについて説明します。
zkEVMとは何ですか?
zkEVM(ゼロナレッジイーサリアム仮想マシン)は、Web3分野における画期的な開発です。このテクノロジーは、ゼロ知識証明の原則とイーサリアム仮想マシン(EVM)を組み合わせて、イーサリアム上に構築された分散型アプリケーション(dApps)のスケーラビリティとプライバシーを強化します。
zkEVMの中核には、ゼロ知識証明を使用してイーサリアムブロックチェーン上で効率的かつステルスな計算検証を提供するフレームワークがあります。ゼロ知識証明を使用すると、一方の当事者(証明者)が、ステートメントの真実性以外の追加情報を明らかにすることなく、ステートメントの正当性を別の当事者(検証者)に証明できます。
zkEVMのコンテキストでは、ゼロ知識証明は、基礎となるデータや計算を明らかにすることなく、イーサリアムネットワーク上の計算とスマートコントラクトを検証します。これは、dAppsがブロックチェーン技術によって提供される透明性とセキュリティを維持しながら、強化されたプライバシーと機密性の恩恵を受けることを意味します。
zkEVMは、イーサリアム仮想マシンの原則を維持しながら、ゼロ知識証明を利用してトランザクションを処理し、計算とスマートコントラクトを検証する新しい方法を導入します。このプロセスは、状態の初期化、トランザクションの処理と更新された状態の生成、およびゼロ知識証明の3つの主なフェーズに分類できます。
初期状態
最初に、zkEVMは、特定の時点でのイーサリアムネットワークの状態を表す初期状態を採用します。通常、初期状態には、口座残高、契約コード、保存された値などの情報が含まれます。
トランザクションの処理
初期状態が確立されると、zkEVMは受信トランザクションを処理します。これらのトランザクションには、値の送金、契約のやり取り、またはEVMによってサポートされる全ての操作が含まれる場合があります。ただし、zkEVMでは、トランザクション入力は暗号資産されて非公開に保たれるため、機密性が保証されます。
トランザクション処理段階では、zk-SNARK(Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Parameters of Knowledge)が機能します。zk-SNARKを使用すると、機密情報を明らかにすることなく、入力に対して実行された計算の正確さを検証する簡潔な証明を作成できます。
zkEVMは、zk-SNARKを利用して、入力のプライバシーを維持しながらトランザクション計算の正当性を証明するコンパクトな証明を構築します。これらの証明は、トランザクションが正しく実行され、スマートコントラクトの事前定義されたルールとロジックに従っていることの証明として機能します。
更新された状態とゼロ知識証明の生成
トランザクションが処理され、計算の有効性が証明されると、zkEVMは更新された状態を生成します。更新された状態には、新しい口座残高、変更された契約状態、更新された保存値など、トランザクションの実行によって生じた変更が反映されます。
状態の更新に加えて、zkEVMはゼロ知識証明も生成します。この証明は、入力や計算の中間ステップの正確な詳細を明らかにすることなく、トランザクション計算が正しく実行されたことを証明します。ゼロ知識証明は、参加者のプライバシーを損なうことなく、スマートコントラクトのルールと制約に従ってトランザクションが実行されたことを保証します。
ゼロ知識証明は、トランザクション入力や中間計算ステップの知識を必要とせず、ネットワーク上の参加者であれば誰でも検証できます。この検証プロセスは、取引実行の透明性と信頼性を確保するだけでなく、関係者全員のプライバシーも確保します。
zkEVMライフサイクル、出典：ChainLink
Web3におけるzkEVMの役割
zkEVMは、Web3の分散アプリケーションが直面するスケーラビリティとプライバシーの課題を解決する上で重要な役割を果たします。dAppsの爆発的な成長と、効率的で安全なブロックチェーンソリューションに対するニーズの高まりに伴い、zkEVMは有望な代替手段を提供します。
zkEVMの主な利点の1つは、イーサリアムベースのアプリケーションのスケーラビリティが大幅に向上することです。zk-SNARKを使用して複数のトランザクションを1つのプルーフにバンドルすることにより、zkEVMはバッチ検証をサポートし、計算負荷を軽減し、ネットワークスループットを向上させます。このスケーラビリティの向上により、トランザクション手数料とネットワークの混雑が最低限に抑えられ、分散型アプリケーションの大量導入の基礎を築くことができます。
さらに、zkEVMは、dappに追加のプライバシー層を提供します。zkEVMは、トランザクションの詳細を明らかにすることなくトランザクションを検証できるようにすることで、機密性の高いユーザー情報を保護し、機密性を維持します。この強化されたプライバシーは、個人ユーザーに利益をもたらすだけでなく、企業がデータ保護規制を遵守しながらブロックチェーン技術を最大限に活用する道も開きます。
さらに、zkEVMをWeb3の開発に統合することで、将来の状況を変え、現在のテクノロジーへの固有の安全なリンクを作成する可能性が開かれます。zkEVMは、異なるブロックチェーンネットワーク間の相互運用性を促進します。zkEVMは、異なるプラットフォーム間での資産とデータの効率的かつプライベートな送金を可能にすることで、Web3エコシステム全体でのシームレスな統合とコラボレーションの基盤を築きます。この相互運用性により、クロスチェーンアプリケーションと分散型金融(DeFi)ソリューションの新たな可能性が開かれます。
第2に、zkEVMは分散アプリケーションのセキュリティを強化できます。追加のプライバシー層を提供し、機密性の高いユーザー データを保護することにより、zkEVMはデータ侵害や不正アクセスのリスクを最低限に抑えます。この強化されたセキュリティにより、ユーザー間の信頼が促進され、より多くの参加者をWeb3スペースに引き付けることができます。
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zkEVMは、より広範なテクノロジー環境にどのような影響を与えますか?
zkEVMの影響は、「Web3」という単一の概念を超えて広がる可能性があり、既存のテクノロジーに革命を起こし、Web3に統合する大きな可能性と実用性を備えています。従来の分散型金融だけでなく、ゲームの仕組みやソフトウェア開発など、多くの分野が影響を受けると予想されています。
zkEVMをゲームに統合すると、独自のゲーム メカニクス、ゲーム内アセットの所有権、安全なピアツーピアトランザクションの機会が開かれます。この革新的なテクノロジーは、デジタル資産の真の所有権と希少性を提供することで、ゲームとデジタル資産の空間をさらに民主化し、プレイヤーがより高い透明性と安全性でゲーム内アイテムを取引して収益化できるようにし、最終的にはゲーム業界の状況を完全に変えることができます。
さらに、zkEVMは安全かつ効率的なサプライチェーン管理を可能にすることで次の産業革命を推進すると期待されています。このテクノロジーは、機密情報を漏らすことなく取引とデータの整合性を検証および追跡することで、サプライチェーンプロセスの透明性と信頼性を高めます。これにより、物流、製薬、食品安全業界における効率が向上し、不正が減少し、トレーサビリティが向上します。
さらに、zkEVMは金融システムやDeFiアプリケーションに大きな影響を与える可能性があります。zkEVMはスケーラビリティとプライバシーを向上させることで、より高速かつ安全なトランザクションを可能にし、ユーザーエクスペリエンスを向上させ、トランザクションコストを削減します。これにより、分散型金融プラットフォームの普及が促進され、従来の金融仲介業者に伴うリスクを最低限に抑えながら、個人が自分の金融資産をより細かく管理できるようになる可能性があります。
今後の展望
zkEVMは、分散型アプリケーションのスケーラビリティとプライバシーの制約を解決することで、Web3の未来を構築することを目指しています。zkEVMは、効率、プライバシー、セキュリティを向上させるという優れた特性により、ブロックチェーンテクノロジーを広く採用するための基盤を築きます。ゲーム体験の革命からサプライチェーン管理の変革、金融システムの変革に至るまで、zkEVMはよりスケーラブルで安全、より相互接続されたWeb3エコシステムを提供します。
継続的な研究により、zkEVMの開発可能性が拡大され、既存のテクノロジーが最適化され、将来に向けた基礎が築かれます。研究が進むにつれて、さまざまなレイヤ2ソリューションや同様のスケーリングテクノロジ(zk-rollupなど)でのzkEVMの採用と統合が引き続き増加すると予想され、これにより、さまざまなレイヤ2ソリューションの拡張性とスケーラビリティが大幅に向上する可能性があります。ブロックチェーン、スループット、そしてブロックチェーンの3つの主要な問題の解決に向けた大きな前進です。これにより、より大規模なユーザーベースとより多くのアプリケーション向けに、よりアクセスしやすくシームレスなWeb3エクスペリエンスを構築できる可能性があります。
zkEVMが成熟し続けるにつれて、金融、ゲーム、サプライ チェーン管理など、ますます多くの業界がzkEVMを採用し、統合することが予想されます。このテクノロジーは、分散アプリケーションのスケーラビリティとプライバシーの問題を解決できるため、zkEVMはWeb3の将来の開発の重要な部分になります。
著者：Gate.ioの研究者Matthew Webster-Dowsing
翻訳者：AkihitoY.
免責事項：
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