PromはZKによってどのようにスケールするのか？Polygon CDKとゼロ知識証明を探る

EthereumエコシステムがLayer 2へ拡大し続ける中、ブロックチェーンのスケーリング競争は、単純なTPS向上だけでは語れなくなっています。現在は、取引コスト、プルーフ効率、データ可用性、EVM互換性、デベロッパーエクスペリエンス全体が競争の焦点です。Polygon CDKは、プロジェクトがカスタムEthereum Layer 2ネットワークを構築するためのモジュール型インフラを提供します。この方法を採用すれば、Promは中核的なスケーリングインフラを重複して開発することなく、Ethereumの成熟した開発環境上に独自ネットワークを構築できます。

デジタル資産インフラの観点では、PromのZKスケーリングソリューションは、Ethereumメインネットの取引を単に「オフチェーン」へ移すだけのものではありません。実行レイヤー、バッチ処理、バリディティプルーフ、最終決済を連携させることで、計算処理の負荷を再配分します。ZK Rollup、Polygon CDK、ZK-SNARK、EVM互換性、取引コストの関係を理解すれば、PromがZK Layer 2モデルを選択した理由と、このアーキテクチャが将来的に直面し得る技術的課題をより明確に把握できます。

主なポイント

• PromはPolygon CDK上に構築されたZK Layer 2ネットワークであり、スケーラビリティ、低コスト、Ethereumエコシステムとの互換性に重点を置いています。

• ZK Rollupは取引をバッチ単位で実行し、バリディティプルーフを提出します。これにより、基盤ネットワークが大量の取引を繰り返し処理する必要性を軽減します。

• Polygon CDKは、EVM互換性などの基盤機能を備えた、カスタムEthereum Layer 2ネットワーク構築用のモジュール型開発フレームワークです。

• ZK-SNARKなどのゼロ知識証明技術により、バリファイアは全ての取引を完全に再実行することなく、取引計算が正しいことを確認できます。

• Promのスケーリング価値は、取引効率の向上にとどまりません。DeFi、GameFi、RWAなどの高頻度オンチェーンアプリケーションに、より低コストの実行環境を提供します。

ZK Rollupとは

ZK Rollupは、ゼロ知識証明に基づくLayer 2スケーリングソリューションです。基本的には、Layer 2上で大量の取引を実行し、それらをバッチにまとめたうえで、各バッチがあらかじめ定められたルールに従って正しく実行されたことを示すプルーフを生成します。

従来のモデルでは、多数のユーザーがEthereumメインネット上で直接取引すると、ネットワークノードは各取引を処理し、そのデータと状態変更をブロックに含めなければなりません。ユーザーの活動が活発になるほどブロックスペースは逼迫し、取引手数料が上昇する可能性があります。

ZK Rollupは、計算処理の分担方法を変えます。まず、ユーザーの取引をLayer 2環境で実行し、取引後の新しい状態を生成します。続いて、プルービングシステムがバッチ全体を処理し、ZK Proofを生成します。Ethereumなどの決済レイヤーに提出されるのは、基盤ネットワークが全取引を再実行するためのデータではありません。提出されるのは、状態遷移が正しかったことを示す暗号学的証拠です。

このプロセスは、次のように要約できます：ユーザー取引 → Layer 2実行 → バッチ集約 → ZK Proof生成 → 基盤ネットワークによる検証 → 最終状態の確認。

この仕組みの本質は、基盤ネットワークに計算全体を再実行させるのではなく、計算結果の正しさを証明する点にあります。

なお、ZK Rollupは、全ての取引データを完全にオフチェーンに保持することを意味しません。ZK Layer 2ネットワークは、それぞれ異なるデータ可用性モデルを採用できます。現在のPolygon CDKドキュメントでは、zkRollup、Validium、Sovereignの3つの運用モードが区別されています。zkRollupはEthereumと整合したデータ可用性および信頼モデルに基づき、完全なオンチェーンデータ可用性を重視します。一方、Validiumはデータ可用性をオフチェーンに置きます。

つまり、ZK Rollupは取引の計算方法と検証方法を変えるものであり、全てのデータを恒久的にオフチェーンへ移すものではありません。

Polygon CDKとは

Polygon CDKはPolygon Chain Development Kitの略称です。Polygonが立ち上げたモジュール型のブロックチェーン開発ツールキットであり、プロジェクトがカスタムEthereum Layer 2ネットワークを構築できるよう支援します。

ブロックチェーンをゼロから構築する場合と比較して、CDKは比較的充実したインフラコンポーネントを提供します。プロジェクトは、固有の要件に応じて、実行環境、スケーリングモデル、データ可用性、相互運用性の機能を設定できます。

PolygonはCDKを、カスタムEthereum L2ネットワークを構築するためのツールキットと位置付けています。主な特徴として、EVM互換性とAgglayerへの接続を挙げています。CDKチェーンは、セキュリティ、コスト、データ可用性に関する要件に応じて、Sovereign、Validium、zkRollupの運用モードを選択できます。

EVM互換性により、Solidity、Hardhat、FoundryなどのEthereumツールを使用するデベロッパーは、既存のアプリケーションをCDKベースのネットワークへ容易に移行できます。

モジュール性があるため、プロジェクトは同一のチェーンアーキテクチャを採用する必要もありません。デベロッパーは、アプリケーションに応じて、コスト、スループット、データ可用性、セキュリティを優先する構成を選択できます。

これが、Polygon CDKがLayer 2プロジェクトにとって魅力的な主な理由です。チームはコンセンサス、実行、プルービングシステムをゼロから再構築する代わりに、ガバナンス、エコシステム開発、ユーザー拡大へより多くのリソースを振り向けられます。

PromがPolygon CDKを選択した理由

PromによるPolygon CDKの採用は、ZK Layer 2ネットワークとしての位置付けと密接に結び付いています。

Promは、自らをPolygon CDK上に構築された高性能でスケーラブルなネットワークと説明し、取引コスト削減の主要な技術要素としてZK Proofを位置付けています。250万を超えるユニークウォレットと2,600万件を超えるオンチェーン取引を有することから、同ネットワークは基本的な技術検証を終え、実利用の拡大とエコシステムの成長段階へ進んでいると見られます。

Promにとって、Polygon CDKの価値は主に次の3点にあります。

• ZKインフラ。Promは、完全なゼロ知識スケーリングスタックをゼロから開発する必要がありません。Polygonのインフラを基盤としてネットワークを構築できます。

• Ethereum互換性。Promは、Ethereumデベロッパーが使い慣れた多くのツールや開発手法を維持できます。これは、DeFi、GameFi、その他のWeb3アプリケーションを呼び込むうえで重要です。

• モジュール型スケーラビリティ。Polygon CDKは複数の運用モードをサポートし、Agglayerとのネイティブ接続も提供します。そのため、CDKベースのネットワークはクロスチェーン相互運用性と共有流動性を追求できます。

PromがPolygon CDKを選択したからといって、PromがPolygonと同一になるわけではありません。より正確に言えば、Polygon CDKが基盤となる開発インフラを提供し、その上にPromが独立したネットワークとエコシステムを構築しています。

ZK-SNARKはオフチェーン取引をどのように検証するのか

ZK-SNARKは、Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledgeの略称です。ゼロ知識証明という広範な分野を構成する重要な技術の1つです。

その目的は、次の問いに集約できます：計算全体を再実行することなく、計算結果が正しいとバリファイアに納得させるにはどうすればよいのでしょうか。

Prom Layer 2が一連の取引を処理するとします。AがBへ資金を送金し、BがDeFiプロトコルとインタラクションし、Cがスワップを実行し、DがNFTをミントし、Eが再び資産を送金するケースです。

基盤ネットワークが全ての操作を再実行するなら、大量の取引詳細を処理しなければなりません。しかし、Layer 2上ですでに取引が正しく実行されていれば、プルービングシステムはバッチ全体に対するZK Proofを生成できます。

バリファイアはプルーフを受け取ると、次のような重要な点を確認できます。

• 取引がネットワークのルールに従っているかどうか。

• 口座残高が正しく更新されているかどうか。

• スマートコントラクトの実行が要件に準拠しているかどうか。

• 最終状態が有効な取引によって生成されたかどうか。

検証に成功すれば、基盤ネットワークは対応する状態遷移を受け入れられます。

これが「ゼロ知識」の意味するところです。バリファイアは、計算に関わる全ての内部情報にアクセスする必要がありません。また、結果の有効性を判断するために、プロセス全体を再実行する必要もありません。

PromはZKスケーリングソリューションにzkSNARKを使用し、ZK Proofが取引コストの削減に役立つことを強調しています。公式資料では、ネットワークのスケーラビリティを支える手段として、再帰的STARK技術にも言及しています。個別のプルービングシステムと、より広範なZKアーキテクチャは区別すべきです。ZK-SNARKとSTARKはいずれもゼロ知識証明技術ですが、実際のネットワークでは、取引の検証とスケーリングを支えるために、複数のプルービングおよび集約コンポーネントに依存する場合があります。

より直感的に言えば、ZK Proofは、大量の計算結果に「数学的な証明書」を添付するようなものです。基盤ネットワークは全ての手順を再確認する必要がなく、その証明書が有効であることだけを確認すれば済みます。

PromはEthereum EVM互換性をどのように維持するのか

EVM、すなわちEthereum Virtual Machineは、Ethereumのスマートコントラクトエコシステムを支える中核的な実行環境です。

多くのWeb3アプリケーションはEVMを中心に構築されています。DEX、レンディングプロトコル、NFTマーケットプレイス、ウォレット、オラクル、開発フレームワークなどがその例です。そのため、Layer 2ネットワークのEVM互換性は、デベロッパーがアプリケーションを移行する際の難易度に直接影響します。

EVM互換性はPolygon CDKの主要機能の1つです。CDKで構築されたチェーンはEVM同等性を実現でき、既存のスマートコントラクトをコード変更なしでデプロイしながら、標準的なEthereumツールとの互換性を維持できます。

Promにとって、これはデベロッパーが既存のEthereum技術スタックを手放す必要がないことを意味します。

デベロッパーは、スマートコントラクトの作成にSolidityを引き続き使用でき、開発、テスト、デプロイには使い慣れたツールを利用できます。この互換性によって移行コストが低下し、既存のEthereumアプリケーションがPromエコシステムへ参入しやすくなります。

ユーザーにとっても、EVM互換性により、ウォレット、トークン、スマートコントラクトのインタラクションを従来と同じように利用できます。全く異なるアカウントモデルやプログラミング言語のエコシステムに適応する必要はありません。

つまり、PromのZKスケーリングソリューションはEthereumから隔離された環境を作るものではありません。Ethereumの開発モデルを基盤としながら、高頻度取引により適した実行レイヤーを提供します。

ZK Proofはどのように取引コストを削減するのか

ZK Proofによって取引コストを削減する鍵は、全ての取引を単純に安くすることではありません。バッチ処理によって、基盤リソースの利用効率を高めることにあります。

Layer 2が1つのバッチで多数の取引を処理するとします。各取引が個別に検証情報を基盤ネットワークへ提出する場合、固定的なオンチェーンコストが繰り返し発生します。

Rollupはそれらの取引を集約し、1つのプルーフによって、バッチ全体の状態遷移が有効であることを証明できます。

その結果、基盤ネットワークの検証負荷は、次のように変わります。

大量の独立した取引を検証する

から：

関連データとともに、多数の取引結果を表すプルーフを検証する

これにより、取引あたりのコストを大幅に削減できる可能性があります。

Promの公式資料は、Cost-Efficiency via ZK Proofsを重要なネットワーク機能として明示し、取引コストの削減にzkSNARKを使用していると説明しています。

ただし、ZK Proofによって計算が「無料」になるわけではありません。プルーフ生成には計算リソースが必要であり、プルービングシステムには専用のハードウェア、ソフトウェア、インフラが求められます。したがって、ZK Layer 2ネットワークの実際のコスト効率は、プルーフ生成コスト、データ可用性コスト、L1決済コスト、ネットワーク運用コストを総合的に評価しなければなりません。

そのため、現代のZK Layer 2ネットワーク間の競争は、単純なTPS比較から、プルーフ効率、ハードウェア要件、データ圧縮、ファイナリティ、実際の取引あたりコストなど、より具体的な指標へと移行しています。

Promのスケーリングソリューションは従来のLayer 2ネットワークとどう異なるのか

Layer 2は単一の技術ではありません。

現在の市場におけるLayer 2ネットワークは、プルーフの仕組みに基づき、一般にオプティミスティック・ロールアップとZK Rollupの2種類に分けられます。

オプティミスティック・ロールアップは、誰かが異議を申し立てない限り、取引は有効であると仮定します。所定の条件下で誤りが確認された場合は、フロードプルーフの仕組みによって対処できます。

ZK Rollupはバリディティプルーフを使用します。取引バッチの提出後、ネットワークは状態遷移が正しいことを示す暗号学的証拠を提供します。

主な違いは、次のとおりです。

PromはZK Layer 2を選択し、バリディティプルーフとバッチ検証を重視しています。

ただし、Polygon CDK自体は複数のネットワークモードをサポートしています。運用モードには、Sovereign、Validium、zkRollupが含まれます。zkRollupは完全なオンチェーンZK Rollupモデルを重視する一方、Validiumはオフチェーンのデータ可用性モデルを採用します。

したがって、Promを分析する際に、Polygon CDKを1つの固定された技術構成として扱うべきではありません。CDKはモジュール型インフラフレームワークであり、具体的なネットワークアーキテクチャは、各プロジェクトの選択とデプロイモデルによって決まります。

Promの差別化された価値は、ZKスケーリング、EVM互換性、マルチチェーンインフラ、アプリケーションエコシステムを組み合わせている点にあります。

ZK Layer 2の今後の発展方向

ZK Layer 2をめぐる次の競争段階は、TPSだけでなく、主に次の3つの領域へ焦点を移す可能性があります。

1. プルーフ効率。オンチェーン取引量が増加するにつれ、ZK Proofの生成に必要な計算リソースが重要なインフラ要素になります。より効率的なプルービングシステム、再帰的プルーフ、ハードウェアアクセラレーション、プルーフ集約によって、取引あたりのプルーフコストをさらに削減できる可能性があります。Promはすでに再帰的STARK技術をネットワークのスケーラビリティと関連付けており、再帰的プルーフがより広範なスケーリング戦略の一部であることを示しています。

2. マルチチェーン相互運用性。Web3は、単一のメインチェーンと少数のLayer 2ネットワークではなく、多数のロールアップ、アプリチェーン、特化型ネットワークで構成されるエコシステムへ進化する可能性があります。1つのチェーンの性能だけを高めても、エコシステム全体における流動性の分断は解決できません。Polygonの現在のCDKアーキテクチャでは、Agglayerとの相互運用性が主要機能としてすでに位置付けられています。Agglayerを通じて、CDKチェーンはクロスチェーンメッセージング、統合流動性、クロスチェーンアプリケーションをサポートできます。

3. スケーリングインフラからアプリケーションインフラへの拡張。取引コストが低下し、EVM互換性が成熟し、クロスチェーン機能が向上するにつれ、ZK Layer 2ネットワークはDeFi、GameFi、RWA、決済、AIエージェントアプリケーションなど、より幅広いユースケースをサポートできるようになります。今後の競争軸は、「どのネットワークが最も高いTPSを持つか」から、「どのネットワークが最も多くの実取引と経済活動を引き付けられるか」へ移行する可能性があります。

この変化は、Promにとって特に重要です。Promは現在、自らのネットワークを高性能でスケーラブルなインフラと説明しており、250万を超えるユニークウォレットと2,600万件を超える取引を報告しています。

オンチェーン活動が拡大し続け、DeFi、GameFi、RWA、その他のアプリケーションに対する持続的な需要が生まれれば、ZK技術は基盤となる技術的優位性を、持続的なネットワークレベルの競争力へ転換できます。

まとめ

PromのZKスケーリングソリューションは、「Layer 2実行＋バッチ処理＋ZK Proof検証＋Ethereumエコシステムとの互換性」の組み合わせとして理解できます。大量の取引をまずPromネットワーク上で実行し、その後、ゼロ知識証明によって対応する状態遷移が正しいことを示します。これにより、基盤ネットワークが全ての取引を再実行する必要性が軽減されます。

Polygon CDKは、このアーキテクチャを支えるモジュール型インフラを提供します。Ethereum EVM互換性をサポートし、プロジェクトが要件に応じて運用モードを選択できるようにするとともに、Agglayerを通じたクロスチェーン相互運用性のさらなる追求を可能にします。

Promにとって、Polygon CDKを選択する最大のメリットは、スケーリングスタック全体をゼロから構築することなく、成熟したEthereum Layer 2インフラ上に独自ネットワークを開発できることです。同時に、Promは独自のネットワークとエコシステムを発展させることで、ZKスケーリング機能をより広範なWeb3アプリケーションへ拡張しています。

技術面では、ZK Layer 2ネットワーク間の中核的な競争は、取引スループットだけを競う段階から、プルーフ効率、取引コスト、EVM互換性、データ可用性、マルチチェーン相互運用性を競う段階へ移行しています。これらの領域でPromが持続的な優位性を確立できるかどうかが、ZK Layer 2ネットワークから、より広範なブロックチェーンインフラへ発展できるかを決めることになります。

ZK技術そのものを、絶対的な低コストや絶対的なセキュリティと同一視すべきではありません。プルーフ生成、データ可用性、クロスチェーンコンポーネント、スマートコントラクト、ネットワーク運用には、それぞれ異なる技術的リスクが伴います。ユーザーとデベロッパーにとって重要なのは、「ZK」という名称だけに注目することではなく、Promの実際のネットワークアーキテクチャ、エコシステムでの普及状況、オンチェーン活動を理解することです。