Zcashを再構築した人々には、完全な検証可能性と強力なプライバシー保証を維持しながら、毎秒数万件の支払いを処理できるグローバル決済大手のVisaやマスターカードに匹敵するレベルを実現するという夢があります。
この計画の最初のピースは、水曜日にバージョン1.0.0がリリースされた新しいフルノードソフトウェアであるZakuraです。これは、Zcashのゼロ知識暗号の創設メンバーであるSean Boweと、Osmosisの共同創設者で現在Valar Groupを率いるDev Ojhaによって保守されています。両チームは、企業や財団ではなく、個人からのZEC寄付によって資金を提供されています。
フルノードは、Zcash レジャーを含むブロックチェーンの完全なコピーを保存し、各トランザクションがネットワークルールに準拠しているかを独立して検証するプログラムです。Zakura は、Zcash ファンデーションのノードソフトウェア Zebra のフォーク版であり、つまり公式コードを基に再構築されています。
コンセンサスルールは、各ノードが実行する共有ルールブックであり、ネットワーク全体がどのブロックやトランザクションを有効と認めるかを決定します。あるノードが異なるルールを適用すると、分岐が発生し、他のノードと同じチェーンを追跡できなくなります。
カットオフ、スナップショット、互換性
Zakuraは、不要な古いブロックチェーンデータを削除する枝刈り機能も備えており、ディスク使用量を大幅に削減できます。これにより、チェーンは十分にコンパクトになり、チームは旧データを削除した後の約11GBのプレセットコピーを公開しました。新規ノードは、他のノードからブロックごとに完全な履歴を取得する代わりに、このコピーを直接ダウンロードできます。
これにより、ノードをゼロから起動するまでに2分かからず、チームは「680倍速くなった」と述べています。
互換モードは、7月18日にライフサイクルが終了する元のクライアントzcashdのインターフェースをさらに再現しており、これに基づいて構築されたウォレットや取引所の統合が従来通り動作し続けます。
スループット目標とTachyonの役割
これらすべてを構築した理由は算術的な問題です。
マスターカードとビザは毎秒5万件以上の取引を処理しており、チームはこの数字を「目標ではなく最低ライン」と呼んでいる。Zcashの現在の暗号方式では、各プライバシー取引が大きな証明を含むため、ノードは毎秒500MB以上のデータを受信して検証し続けなければならない。
これは約10秒ごとに完全なDVD1枚分のデータが送信されるに相当し、現在のZcashソフトウェアではこのレベルに達していません。しかし、各ボトルネックがなぜ存在するのかを理解することが重要です。
BoweのTachyonプロジェクトは、再帰的証明を通じてこの問題を解決しており、1つの証明で数千の他の証明の有効性を証明でき、コンセンサス層で確認する必要があるデータ量を大幅に削減します。
Tachyon ソリューションでは、ノードが数千の証明ではなく単一の証明を検証し、チームはこれによりコンセンサスのデータ要件が秒間 100 MB から 500 MB に削減されると主張しています。彼らは、この実現は技術的に精密なエンジニアリングによって可能であると考えています。
ウォレットのボトルネックとValarのPIRソリューション
ウォレットはさまざまな問題に直面しています。Zcashは取引の受信者を隠すため、ウォレットは自身の情報を開示せずにサーバーにどの取引が自分ものかを問い合わせることができません。そのため、すべてのデータを取得して1つずつ検証する必要があり、これがウォレットソフトウェアの処理速度が最大で秒間約1取引に制限される理由です。
このボトルネックを解消するため、Valar Group は、ウォレットがサーバーから自分のデータを取得する際に、サーバーにどのアイテムを要求したかを知られないようにするためのプライベート情報検索技術を研究しています。
高速ブロック伝播
迅速なブロック伝播とは、新しくマイニングされたブロックをブロックチェーンネットワーク内で可能な限り速やかにブロードキャストすることを意味します。Zakuraは、このタスクを担うソフトウェア層です。
新しいブロックをノード間で十分に速く伝送できなければ、多数の証明とウォレットトラフィックを実現できません。このプラットフォームには、各ブロックを0.5秒以内にすべてのノードに伝送することを目的とした実験的なシステムが搭載されており、現在はデフォルトで無効になっています。
これらのアイデアの近期内のテストは7月下旬に実施されます。Ironwood（正式名称NU6.3）は、主ネットブロック3,428,143で、およそ7月28日東部時間午前8時に有効化され、Zakuraはリリース時からこれをサポートしています。
Boweは7月10日、交易所とウォレットプロバイダーが準備時間を要請したため、すべての主要組織が、予定より1週間遅れて、この高度に活性化することを約束したと述べました。
Ironwoodの由来
Ironwoodの存在は、6月にZcashをほぼ崩壊させた脆弱性によるものです。いわゆるシャウドプールは、ネットワークのプライバシー機能であり、金額と参加者は隠蔽され、ゼロ知識証明が数学的演算の証拠として機能します。
5月29日、Shielded Labsの研究員Taylor Hornbyは、Orchard（最新のシャドウプール）の証明回路に、攻撃者がチェーン上で痕跡を残すことなく偽のZECを鋳造できる健全性の脆弱性が存在することを発見しました。この脆弱性は、2022年5月にOrchardが有効化されて以来存在していました。
開発者は6月2日に実施された緊急対応によりOrchardを無効化し、その後6月3日にNU6.2ハードフォークによりブロック3,364,600で修正された回路によって再び有効化しました。
パッチでは、脆弱性が開かれていた四年間の問題を解決できない。ゼロ知識証明は、検証が成功したという事実以外には一切の情報を開示しないため、オンチェーンにはOrchardトランザクションの送金内容に関する記録が一切残っておらず、偽のZECが作成されていなかったことを誰も証明できない。
Ironwoodは、この問題を解決するために構築されました。池の境界にある所謂「回転門」は、池内の取引が秘密であるにもかかわらず、池への入出金に使用されるZECの金額が公開されているという事実を利用して、出入りできる内容を制限しています。Orchardを閉鎖して新規預金を阻止し、回転門を唯一の出口にすることで、内部の偽造通貨がそこに閉じ込められます。
簡単に言えば、正直な残高は時間とともに引き出せますが、偽の通貨は完全な引き出しや流通供給への流入が阻止されます。この設定により、供給超過を試みる行為が境界内に閉じ込められ、トークン供給の信頼性が回復します。
著者：Coindesk、翻訳：深潮 TechFlow