ZKsync（ZK）：イーサリアムのZKロールアップスケーリングソリューションとは？

ZKsync は、Layer 2 スケーリングソリューションであり、Ethereum向けに設計されています。Ethereumネットワークの拡張性を向上させ、トランザクションコストを削減しながらセキュリティを維持します。ゼロ知識ロールアップ(zk-rollups)を使用することで、ZKsyncは複数のトランザクションをオフチェーンでまとめた後、オンチェーンに記録し、セキュリティを損なうことなく高速かつ低コストのトランザクションを実現します。

 

ZKsyncのTVL | 出典: L2Beat 

 

執筆時点で、ZKsyncはEthereumのLayer-2ネットワークとして7番目に大きく、Ethereum向けのZKロールアップとして総ロック価値(TVL)の観点で2番目に大きいネットワークです。7百万以上のアドレスで4億以上のトランザクションを処理したZKsyncネットワークは、総TVLが7億6千万ドルを超えています。6月中旬、ZKsyncはネイティブトークンZKをリリースするエアドロップキャンペーンを発表しました。発表から1週間以内に、エアドロップトークンの45%が既に請求されています。ZKトークンは時価総額市場価値が7億4千3百万ドルを超え、2024年6月17日に史上最高値の0.321ドルを記録しました。

 

KuCoinはZKsyncを 2024年6月に当社のPre-Market 取引プラットフォームを通じて導入しました。

 

ZKsyncは、ゼロ知識ロールアップ（zk-rollups）を使用してEthereumのパフォーマンスを向上させるプロトコルです。これらのロールアップは複数のトランザクションを一括してバッチ処理し、Ethereumメインチェーンの負荷を軽減し、トランザクション手数料を削減します。

 

zk-rollupsの核心はゼロ知識証明(ZKPs)にあります。ZKPsは、証明者が詳細を明らかにすることなく、声明が正しいことを検証者に納得させる仕組みを提供します。ZKsyncでは、トランザクションデータを公開することなくトランザクションを検証でき、プライバシーとセキュリティを確保します。

 

ゼロ知識証明は、証明者が特定の情報（証人）の知識を数学的証明を通じて示すことによって機能します。検証者はこれらの証明を確認する際に、実際のデータを見る必要がなく、機密性を維持しつつトランザクションの有効性を保証します。

ZKsyncはオンチェーンとオフチェーンのコンポーネントを組み合わせて、Ethereumの拡張性を向上させ、トランザクションコストを削減します。オンチェーンコンポーネントには、ロールアップブロックの保存、デポジットの追跡、証明の検証などの重要な機能を管理するスマートコントラクトが含まれています。これらのコントラクトは、Ethereumブロックチェーンに必要なデータを記録することで、トランザクションの整合性とセキュリティを保証します。

 

オフチェーンコンポーネントは、Ethereumメインネットの外部でトランザクションを処理する仮想マシンで構成されています。これらのオフチェーンプロセスはトランザクション計算の大部分を処理し、Ethereumメインネットの負荷を軽減します。このシステムでは、トランザクションを迅速かつ効率的に処理した後、単一のバッチとしてまとめ、オンチェーンのコントラクトに最終検証と保存のために再提出されます。

 

ZKsyncのLayer-2の動作仕組み | 出典: ZKsync 

 

トランザクション処理

ZKsyncにおけるトランザクション処理は、効率とセキュリティを確保するためにいくつかの手順を経て行われます。その仕組みは以下の通りです：

 

1. トランザクションのバッチ処理: 複数のトランザクションがオフチェーンで一括して処理され、単一のバッチにまとめられます。これにより、Ethereumメインネットで個別に処理する必要があるトランザクション数が減少し、時間とコストが削減されます。

2. 証明の生成: 各バッチに対してゼロ知識証明(zk-proof)が生成されます。この証明は、バッチ内のすべてのトランザクションが有効であることを確認し、トランザクションの詳細を明らかにすることはありません。zk-proofは簡潔であり、オンチェーンのスマートコントラクトによって迅速に検証されます。

3. オンチェーン検証: zk-proofがEthereumメインネットに提出され、オンチェーンのスマートコントラクトによってその有効性が確認されます。証明が有効である場合、バッチ内のトランザクションは確認され、ブロックチェーンに記録されます。これにより、Ethereumメインネットの負荷を増加させることなく、すべてのトランザクションが安全かつ効率的に処理されます。

この方法を使用することで、ZKsyncはトランザクションのスループットを大幅に向上させ、コストを削減し、高いセキュリティとプライバシーを維持できます。このシステムは、頻繁で低コストのトランザクションを必要とするDeFi(分散型金融)プラットフォームやその他のブロックチェーンベースのサービスに特に有益です。

 

ZKsyncネットワークを使用する利点は以下の通りです： 

 

1. スループットの向上: ZKsyncはトランザクションをオフチェーンで処理し、それをバッチとしてEthereumメインネットに提出することでスループットを大幅に向上させます。この方法で最大100,000件のトランザクションを1秒間で処理でき、高いスケーラビリティを実現します。

2. トランザクション手数料の削減: Layer 2で大部分のトランザクション処理を行うことにより、Ethereumネットワークの混雑を軽減し、ガス代を削減します。ユーザーはメインのEthereumチェーンと同じセキュリティレベルを保ちながら、安価なトランザクションの恩恵を受けられます。

3. 高いセキュリティ: ZKsyncはゼロ知識証明(zk-SNARKs)を使用して、トランザクションの詳細を明らかにすることなく有効性を保証します。この暗号技術は強力なセキュリティを提供し、ユーザーのデータとトランザクションを改ざんから保護します。

4. EVMとの互換性: ZKsyncはEthereum Virtual Machine (EVM)と互換性があり、開発者が既存のEthereum dAppを大幅な変更なしにZKsyncに移行することを可能にします。この互換性は開発プロセスを簡素化し、より多くのプロジェクトがZKsyncネットワークを利用することを促進します。

5. ユーザー体験の向上: ガスレスメタトランザクションのような機能により、ユーザーはETHを必要とせずに、転送する任意のトークンでトランザクション手数料を支払うことができます。この使いやすいアプローチは、トランザクションをより便利でアクセスしやすくします。

ZKsyncは2024年6月にZKエアドロップを発表しました。これはEthereumレイヤー2ネットワークの中でも最大規模のエアドロップキャンペーンの1つです。ZKsyncエアドロップに参加するためには、ZKsyncエコシステムのアクティブユーザーである必要があります。 

 

ZKsyncエアドロップの対象者になる方法

対象となる条件には、dAppの使用、流動性の追加、トークンのスワップ、コミュニティ活動への参加などが含まれます。2024年3月24日に撮影されたスナップショットによって対象となるウォレットが決定されました。合計695,232 ウォレット が、ZKsyncメインネットやそのエコシステム内の様々なアプリケーションとのインタラクションに基づいて対象であると判断されました。 

 

配布は、アクティブユーザーに89%が割り当てられ、ネットワークを開発、啓発、教育などを通じて支援したエコシステム貢献者に11%が割り当てられます​。 

 

ZKトークンの配分、ZKsyncトークノミクス | 出典: ZKsync

 

ZKsync（ZK）エアドロップへの参加方法 

1. 対象確認: ZKsync Claimのページを訪問して、エアドロップの対象かどうかを確認してください。

2. ウォレットを接続: ウォレットを接続するか、GitHubのユーザー名を提出して対象確認を行います。ZKsyncはEVM互換のブロックチェーンであるため、MetaMaskなどのEthereumウォレットを使用できます。

3. 割り当てを表示: 対象となっている場合、ウォレットに割り当てられたZKトークンの数が表示されます。対象となるウォレットは、それぞれの参加レベルや貢献度に応じて450～100,000 ZKトークンを受け取ることができます。

4. トークンを請求: 画面上の指示に従ってトークンを請求してください。トークンにはベスティングやロックアップ期間がないため、すぐに利用可能です。

ZKエアドロップの請求期間: エアドロップトークンは、2024年6月16日から2025年1月3日まで請求可能です。 

 

ZKsyncエアドロップを最大限に活用する方法 

以下のステップを実行し、ZKsyncエコシステムに積極的に参加することで、現在および将来のエアドロップから最大限の利益を得ることができます。

 

• ガバナンスに参加: ZKトークンをガバナンスデリゲートに委任し、ZKsyncエコシステムの未来に影響を与えましょう。これにより、さらなるエアドロップの資格を得られる可能性があります。

• 継続的なアクティブ性: ZKsyncネットワークで取引を行い、流動性を追加し、主要なdAppを利用することで、将来のエアドロップの資格を向上させることができます。

• 最新情報を確認: ZKsyncやZK Nationのソーシャルメディアをフォローし、新しい発表やタスクに関する情報を収集して、将来の報酬資格を向上させましょう。

資産をZKsyncにブリッジすることで、Ethereumネットワークのセキュリティを維持しつつ、より速く、より安価な取引を楽しむことができます。さまざまな方法を使用して資産をZKsyncにブリッジするためのステップバイステップガイドをご紹介します。

 

ZKsyncポータルブリッジを利用する

1. ポータルにアクセス: ZKsync bridgeポータルにアクセスします。

2. ウォレットを接続: 「ウォレットを接続」をクリックし、MetaMaskなどの希望するウォレットを選択します。

3. 資産を選択: ブリッジする資産を選択し、数量を入力します。

4. 詳細を確認: 取引の詳細を確認し、確定します。

5. トランザクションを承認: ウォレットでトランザクションを承認し、ブリッジプロセスを完了します。

こちらは、MetaMaskウォレットに ZKsyncネットワークを追加する方法 です。

 

ブリッジを成功させるためのポイント

以下の手順に従えば、効率的に資産をzkSyncにブリッジして、トランザクションのスケーラブルかつコスト効率の良いソリューションを活用できます。

 

• 信頼できるプラットフォームを選ぶ: セキュリティリスクを避けるために、ZKsyncブリッジなど、レビュー評価の高い信頼できるプラットフォームを使用してください。

• 互換性の確認: ブリッジしたいトークンがzkSyncでサポートされていることを確認してください。

• 手数料を理解する: ブリッジプロセスに関連するガス代を把握しておいてください。

• アドレスを二重チェック: 資産を失わないように、正しいトークンアドレスを入力してください。

• トランザクションの監視: トランザクションの確認状況を追跡し、転送が成功することを確認してください。

 

ZKsync対Optimistic Rollups：簡単な比較 

ZKsync（ZKロールアップ）とOptimistic Rollupsは、Ethereumのための2つの主要なレイヤー2スケーリングソリューションであり、それぞれ異なるアプローチと利点を持っています。ZKsyncはゼロ知識証明を活用してトランザクションをオフチェーンで検証し、それらをバンドルして有効性証明と共にEthereumメインネットに提出します。この方法は、メインチェーンに記録される前にトランザクションの有効性が確認されるため、高いセキュリティと迅速なトランザクションの確定性を実現します。その結果、出金処理が数時間以内に完了するため、迅速かつ安全な取引体験を提供します。ただし、これらの証明を生成するための複雑な暗号計算は高コストで、特定のハードウェアや高度な専門知識が必要であるため、ZKsyncの実装は技術的に要求が高いものとなっています。

 

一方で、Optimistic Rollupsはトランザクションをデフォルトで有効と仮定し、チャレンジ期間中に不正防止メカニズムを利用して正確性を確認します。このアプローチは、初期のトランザクション処理をより迅速に行うことを可能にしますが、チャレンジ期間（最大1週間）によりトランザクションの確定に遅延が生じます。Optimistic Rollupsは、既存のEthereumスマートコントラクトと容易に統合でき、開発者にとってアクセスしやすい点が特徴です。しかし、検閲攻撃に対してより脆弱であり、不正トランザクションを監視しチャレンジするために、活発なネットワーク参加者に大きく依存します。これら2つのロールアップ技術の選択は、プロジェクトの特定のニーズに依存し、セキュリティ、速度、複雑性、コストの間のトレードオフを考慮する必要があります。 

 

ZKsync対その他のZKロールアップ 

ZKsyncとStarkNet、Polygon zkEVM、Scrollなどのその他のZKロールアップは、Ethereumのための高度なレイヤー2スケーリングソリューションを提供しますが、そのアプローチと技術的な特徴は異なります。Matter Labsによって開発されたZKsyncは、ZK-SNARK（簡潔かつ対話不要な知識の引数）を使用して、トランザクションをオフチェーンでバッチ処理し、暗号証明を使用してオンチェーンで検証します。これにより、高いセキュリティと迅速なトランザクション確定を実現します。ZKsyncはEVM互換性を備えており、既存のEthereumスマートコントラクトをそのプラットフォームに移行することを容易にするため、開発者にとって使いやすいオプションです。さらに、ZKsyncは支払いから複雑な DeFiプロトコルに至るまで幅広いアプリケーションをサポートし、多様なユースケースに対応できる柔軟な環境を提供します。 

 

一方、StarkNetは、信頼設定を必要とせず量子耐性を持つZK-STARK（スケーラブルかつ透明な知識の引数）を採用し、より高いスケーラビリティとセキュリティを提供します。ただし、StarkNetはネイティブ言語であるCairoを使用する必要があり、ZKsyncのEVM互換性と比較して障壁となる可能性があります。StarkNetは高いスループットを誇り、1秒間に数百万のトランザクションを処理できるため、巨大なスケーラビリティを必要とするアプリケーションに適しています。どちらのソリューションもトランザクションコストの削減と効率の向上を目指していますが、技術的な違いにより、EVM互換性の必要性や求められるスケーラビリティとセキュリティのレベルなど、プロジェクトの特定の要件に応じて選択が行われます。 

 

これらの課題を理解することで、EthereumエコシステムでZKsyncを使用する際の潜在的な障害をよりよく認識することができます: 

 

1. 複雑性: zk-rollupを実装および維持することは技術的に非常に困難です。使用される高度な暗号化技術は多大な計算資源と専門知識を必要とし、一部の開発者にとって障壁となる可能性があります。

2. 流動性の分散: ZKsyncのようなLayer2ソリューションに資産が移行すると、流動性が異なるプラットフォーム間で分散する可能性があります。この分散により、全体的な流動性が低下し、Layer1およびLayer2ネットワークの取引効率や価格安定性に影響を及ぼす可能性があります。

3. 初期開発段階: ZKsyncを含む多くのLayer2ソリューションは、まだ開発の初期段階にあります。この段階では、スケールアップや進化の過程で予期しない技術的および運用上の課題に直面する可能性があります。

4. EVM互換性の制限: ZKsyncはEVM（Ethereum Virtual Machine）と互換性がありますが、LLVMを使用した中間コンパイルステップを必要とするため、完全なEVM互換ソリューションと比較して複雑さや潜在的な互換性の問題が発生する可能性があります。

ZKsyncは、Ethereumのスケーラビリティを向上させ、トランザクションコストを削減するためにゼロ知識ロールアップ（zk-rollups）を活用する強力なレイヤー2スケーリングソリューションです。トランザクションをオフチェーンで処理し、それらを単一の証明にバッチ化することで、ZKsyncは高速かつ低コストなトランザクションを実現しながら、高いセキュリティを維持しています。Mute.io、SpaceFi、EraLendなどの様々なプロジェクトで採用されており、DeFiを超えた分野でもその有効性が証明されています。

 

今後、ZKsyncはブロックチェーン業界において非常に大きな可能性を秘めています。特にEthereumが進化を続ける中で、Ethereum 2.0アップグレードを含め、ZKsyncはトランザクション量の増加を管理し、ネットワークの効率性を維持する上で重要な役割を果たすでしょう。Ethereum 2.0のシャーディングとZKsyncのロールアップの相乗効果によって、より大きなスケーラビリティと低コストが実現され、開発者とユーザー双方に利益をもたらします。この相乗効果はEthereumのスケーラビリティと効率性を向上させ、ZKsyncをブロックチェーン技術の未来において不可欠な要素とするでしょう。

 

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