jakiro
著者：リンダベル
最近のDevCon会議で、Ethereum Foundationの中核メンバーであるJustin Drakeは、ビームチェーンの提案を提案し、ZKSNARKおよびZKVMテクノロジーを通じてイーサリアムコンセンサスレイヤーをアップグレードしてネットワークのスケーラビリティ、セキュリティ、効率を向上させることを計画しています。また、このビジョンは、ZKVMの重要性を再び注目させました。一般的なゼロ知識仮想マシンとして、ZKVMは、従来のスマートコントラクトロジックへの依存を取り除きながら、より柔軟で効率的な方法で複雑なコンピューティングを処理できます。
この傾向に基づいて、Risc Zero、簡潔、Cysicなどのプロジェクトは、この分野で革新を促進する上で重要なプレーヤーと見なされています。その中で、RISC Zeroは、RISC-Vアーキテクチャに基づいてZeth、Kailua、BonsaiなどのZKVMを使用した一連のオープンソースツールを開発しました。 。
RISC ZKVM Ecological製品マトリックス：コアテクノロジーからシナリオアプリケーションまで
RISC Zeroは、RISC-V命令セットアーキテクチャに基づくZKVMの実装です。これは、RustやC ++などのさまざまな主流のプログラミング言語をサポートし、ほぼすべてのコンピューティングタスクを実行できます。他のゼロ知識技術プラットフォームと比較して、RISCゼロのプロバーとバリデーターは完全にオープンソースであり、開発者は地元で証明を生成および検証できます。さらに、RISC Zeroのバリデーターは複数のプラットフォームと互換性があり、さまざまなブロックチェーンエコシステムに適応して、分散型アプリケーションの開発プロセスを簡素化できます。
今年6月、RISCゼロはZKVM 1.0をリリースしました。ZKVM 1.0は、複数の言語と複雑なコンピューティングタスクをサポートするだけでなく、継続テクノロジーを使用して、大規模なコンピューティングを複数の小さなセグメントにセグメント化して、効率的な並列コンピューティングと検証を実現します。ロードマップによると、RISCゼロは、2024年末までにZKVMのパフォーマンスとコストの20倍の改善を達成する予定であり、GPUへの証明プロセスの完全な移行（80％が完了）、新しいRISC-V V2回路設計の導入を含む最適化により、および回路の特別な最適化などをターゲットにする。同時に、RISC Zeroは、RSA、Keccak、ECDSAなどのアルゴリズムの一連の加速モジュールを統合して、イーサリアム関連のタスクと暗号化操作のパフォーマンスを改善しています。
ZKVMのコア機能に焦点を当てたRISC Zeroは、一連のオープンソースツールと製品も開発しました。たとえば、ボンサイネットワークを介して、専用のハードウェアを使用して開発者によって生成される可能性があります。 ; Blobstream Zeroは、Celestiaデータの可用性レイヤーを橋渡しすることにより、モジュラーブロックチェーンエコシステムでのデータ共有と検証の可能性を提供します。
Zeth：Ethereumブロック全体が正しく構築されていることを証明します
Zethは、ZKVMテクノロジーに基づいてRISCゼロによって開発されたオープンソースのゼロ知識ブロックプルーパーです。Risc Zeroは、ZethをType-0 Zkevmとして定義します。これは、Ethereum Protocolと完全に互換性があるだけでなく、コードの再利用を通じて開発効率を向上させます。
「さまざまなタイプのZK-EVM」では、イーサリアムの共同設立者であるVitalik Buterinが4つのカテゴリに分割されていますEVMには、Ethereumと完全に同等ではありません。
RISC Zero ZKVMの高性能のおかげで、Zethはわずか数分でEthereumブロックを検証することができます。テストデータによると、Zethは1.1 MHzでブロックプルーフを生成し、GPUクラスターを「継続」機能で拡張して速度を4.7 MHzに6.3 MHzに増加させることができます。このパフォーマンスの最適化により、証明生成のコストも削減されます。テストによると、182のトランザクションを持つブロックの発電コストはわずか21.72ドルで、トランザクションあたり約0.11ドルのコストがありました。
同時に、Zethの開発中に、RISC ZeroチームはRevm、Ethers、AlloyなどのRustエコシステムのコンポーネントを最大限に活用し、開発者がブロックプルーフ機能を迅速に実装し、さまざまなシナリオに適用できるようにしました。この設計により、開発者は、必要に応じてブロックビルディングロジックを調整し、将来のイーサリアム改善提案に適応するためのより柔軟性を提供します。
アプリケーションレベルでは、ZethはZKロールアップ、ライトクライアント、クロスチェーンブリッジに効率的なソリューションを提供します。従来のZKロールアップとZkevmの建設には、多くの時間とお金がかかります。これは小さなチームを思いとどまらせます。ZethはモジュラーZKVMアーキテクチャに基づいており、開発者がブロック検証ロジックを簡単にカスタマイズできるようにします。例えば：
-
ZKロールアップ：Zethは、ブロックプルーフをすばやく実装し、ZKロールアップの開発サイクルを短縮し、資本投資を削減できます。
-
ライトクライアント：ブロックを再構築せずにブロックの妥当性を確認し、運用コストを削減します。
-
クロスチェーンブリッジ：Zethは、チェーン上の機密情報を漏らすことなく、クロスチェーンデータの正しさを確認できます。
今年5月、Zethは、Ethereum Mainnetからの楽観的なブロックデータの抽出をサポートし、ZKPを生成してブロックの正確性を検証するために成功裏に拡大し、チェーンの検証もサポートしました。つまり、Zethの助けを借りて、楽観主義はトランザクションをより効率的に検証し、取引の紛争を解決することができます。
盆栽：開発者が独自のハードウェアを使用せずにプルーフを生成できるようにします
BonsaiはZKVMアプリケーション向けに設計されたリモートプルーフサービスであり、開発者が独自のハードウェアを使用せずにプルーフを生成できるようにするため、限られたオンチェーンコンピューティングリソースと高コストの間の矛盾を解決します。Bonsaiを通じて、開発者は実行する必要があるZKVMアプリケーションを定義し、Bonsaiがバックグラウンドで計算を実行し、対応するゼロ知識証明を生成できます。このプロセスは、開発者が追加のハードウェアデバイスを展開する必要性を完全に排除します。同時に、盆栽は多数のGPUクラスターを利用して、複数のコンピューティングタスクの並列処理をサポートしています。さらに、Bonsaiはシンプルで使いやすいAPIおよびSDKインターフェイスを提供し、開発者が既存のシステムに簡単に統合できるようになり、開発の困難をさらに軽減できます。
このリモートプルーフサービスに基づいて、RISC ZeroはOAUTH2.0 ID認証とZKPテクノロジーを組み合わせたオープンソースツールBonsai Payを起動し、ユーザーがGoogleアカウントを介してEthereumネットワークでトークンを送信または受信できるようにします。たとえば、アリスがBOBに資金を転送したい場合、アリスはボブのGoogleメールを入力して、Bonsai Payを通じて金額を転送できます。その後、ボブはBonsai Payにログインしてメールアドレスを入力し、Googleアカウント認証を完了できます。Bonsai Payは、OAuth 2.0を使用して認定トークンを生成し、Bobが実際にメールボックスの所有者であることを証明します。Bonsai Payは、BobのGoogleアカウントがウォレットアドレスに関連付けられているというゼロ知識証明を生成するために、盆栽証明サービスに電話します。スマートコントラクトが検証された後、ファンドはロック解除され、ボブのウォレットアドレスに転送されます。
全体のプロセス中に、Bonsai Payは、ZKPテクノロジーを通じて「BobのGoogleアカウントが彼のウォレットアドレスに関連付けられている」という事実を確認し、Googleアカウントに関する特定の情報の開示を回避しました。
盆栽のもう1つの重要な用途は、盆栽ZKコプロセッサ（ZK共同プロセッサ）です。ゼロ知識証明テクノロジーを使用して、複雑なコンピューティングタスクをチェーンからオフチェーンに転送し、改ざんのない証明を生成して結果の正確性を確保します。同時に、盆栽コプロセッサの展開も非常に簡単です。開発者は、ロジックを処理するためにZKVMアプリケーションを作成するだけで、計算を実行して結果を確認するために盆栽を呼び出します。プロセス全体を通して、ボンサイプルーフサービスは、鎖で検証できるオフチェーンコンピューティングのゼロ知識証明を生成する責任があります。
盆栽ZKコプロセッサは、高性能で低コストを必要とするチェーンオンチェーンアプリケーションに適しています。たとえば、DAOガバナンスでは、複雑な投票計算をオフチェーンで譲渡し、オンチェーンガス料金を大幅に削減できます。Bonsai Dao知事は、チケットあたりのガスコストをコポロセッサを通じて50％以上削減し、ガバナンス効率を効果的に改善し、参加のしきい値を減らします。
無限：検証済みのコンピューティングレイヤー
従来のブロックチェーンアーキテクチャでは、トランザクションの有効性を確保するために、すべてのノードは各トランザクションのすべての計算を繰り返し実行する必要があります。この「グローバルな再検討」モデルは、セキュリティと一貫性を確保することができますが、非常に高いコンピューティングコストももたらします。この問題を解決するために、RISC ZeroはBoundlessを起動しました。これにより、単一のノードが計算を完了した後に検証可能なゼロ知識証明を生成することができます。
Boundlessは、再帰的な組み合わせ技術を通じて検証プロセスを簡素化します。複数の小さなゼロ知識の証明を完全な証明に組み合わせて、すべての段階の段階を1つずつ検証することなく、検証者が1つの合計証明のみをチェックできるようにします。ゼロ知識証明の生成効率をさらに最適化するために、Bandlessには、ハッシュ計算やデジタル署名検証などの一般的なタスクの効率を最適化する専用の暗号化アクセラレーション回路が組み込まれています。
さらに、開発者は、ゼロ知識技術を深く理解せずにBoundlessを使用します。錆や堅牢性などの馴染みのあるプログラミング言語でアプリケーションを作成するだけです。現在、Boundlessは、無料アクセスのために開発者に開かれています。既存のシステムを移行したり、検証契約を更新したりすることなく、開発者はBoundlessが提供する証明サービスを使用して、ブロックチェーンにゼロ知識アプリケーションを迅速に構築および展開できます。
ブロブストリームゼロ：クロスチェーンデータの検証を簡素化するZKVMS用のクロスチェーンブリッジ
Blobstream Zeroは、Risc ZeroとCelestiaによって打ち上げられたZKVMベースのクロスチェーンブリッジであり、Celestiaのデータ可用性レイヤーを既存のモジュラーブロックチェーンエコシステムにシームレスに接続することを目指しています。Celestiaに関するデータを共有および検証することにより、Blobstream Zeroは、チェーン間のデータ送信と検証を容易にすることができます。
完全にオープンソースの公開製品として、Blobstream Zeroを使用すると、プロジェクトまたは開発者がローカルインスタンスを実行し、ゼロ知識証明を生成できます。さらに、Blobstream ZeroはZKコポロセッサをサポートすることができます。ZKコプロセッサは本質的にオフチェーンコンピューティングツールであるため、計算を実行するために信頼できるデータが必要です。Blobstream Zeroは、Celestiaなどのブロックチェーンからデータを取得でき、ZKプルーフを生成することで送信されたデータが信頼できることを証明できます。
スチール：オフチェーンの実行とチェーンの検証のためのスマートコントラクトの新しいパラダイム
SteelはRISC Zeroによって発売されたオープンソースツールであり、ZKVMテクノロジーを使用してオフチェーン検証可能なスマートコントラクト実行を可能にします。スチールを介して、開発者はEVM操作をチェーンからオフチェーン実行に転送し、計算結果の信頼性と検証可能性を確保するためにゼロ知識証明を生成できます。
従来のスマートコントラクトには、チェーン上のすべてのロジックの完全な実行が必要です。これは、ガスに費用がかかるだけでなく、複雑なアプリケーションの開発を制限します。Steelのオフチェーンコンピューティングとオンチェーン検証メカニズムは、この問題を解決します。たとえば、単純なスマートコントラクトでは、アカウントのERC20バランスが1を超えているかどうかを判断し、カウンター変数を増加させます。従来の方法では、チェーン上のロジックの完全な実行が必要ですが、スチールは鎖で繰り返し実行されることなく、チェーンで計算を完了し、チェーンにゼロ知識証明を生成します。
現在、RISC ZeroはSteel 1.0をリリースしており、パートナーはすでにこのツールを使用してアプリケーションを開発しています。たとえば、約400,000のスロード操作を処理する契約コールでは、計算はスチールを介してオフチェーン実行に転送され、生成されたゼロ知識証明はその後オンチェーンで検証されます。証明生成コストは10ドル未満であり、チェーン上の検証コストは300,000ガス未満です。
Kailua：ロールアップアーキテクチャの革新を促進するハイブリッドZKソリューション
Zethのリリースに続いて、Risc ZeroはKailuaを発売し、ハイブリッドZKロールアップに楽観主義ロールアップのためのアップグレードソリューションを提供することを目指しています。従来の楽観的なロールアップには通常、7日間のチャレンジ期間がかかり、トランザクションの持久力が遅くなりますが、ZKロールアップは耐久性を迅速に達成できます。カイルアは、ハイブリッドアーキテクチャを通じてコストと効率のバランスをとるために、両方の利点を組み合わせています。楽観主義のコナフレームワークの延長として、カイルアはZKVMで実行するために変更されていないコナをサポートするだけでなく、革新的な紛争解決メカニズムを導入し、ステーキング要件と視線遅延を減らし、それによってシステムの効率と可用性を改善します。
Kailuaの建築では、紛争メカニズムはまったく新しい設計を採用しています。第一に、その紛争解決メカニズムは時間制限を排除し、ネットワーク中断などの特別な状況に遭遇したときに検証者が十分な時間を確保することができるため、システムの柔軟性が向上します。極端な場合でも、RISC Zero ZKVMの拡張アーキテクチャは1時間以内に証明できます。さらに、Kailuaのオンデマンド検証機能により、開発者は検証周波数を柔軟に構成して、より低コストで完全に検証されたロールアップモードに徐々に移行することができます。
ZKロールアップとは異なり、Kailuaの設計では継続的な証明生成は必要ありません。低周波の空のブロックまたは特別な契約要件を備えたロールアップの場合、Kailuaはより費用対効果の高いオプションを提供します。同時に、カイルアはロールアップのステーキングコスト要件を大幅に削減します。従来の楽観的なロールアップの誓約ボリュームは、寿命の終わりのサイクルが長くなると直線的に増加しますが、カイルアの最適化された設計は誓約要件を修正し、システムは長期間でもセキュリティとアクティビティを低コストで維持できるようにします。
現在、カイルアは完全にオープンソースです。開発者は、コマンドラインツールを使用して、ローカルオプティミズムテストネットワークを展開し、ZKプルーフオブ障害をサポートするネットワークにすばやくアップグレードできます。Kailuaはまた、開発者がZKVMを介してエラーステータスに挑戦して紛争解決メカニズムについて洞察を得る方法を開発者が理解できるように、シミュレートされた失敗提案をサポートしています。将来、カイルアはコストとパフォーマンスをさらに最適化し、より多くのロールアップフレームワークのサポートに拡大します。
要約します
上記からわかるように、RISC ZeroのZKVM製品マトリックスは、複数の分野でゼロ知識証明技術の開発を促進しています。ZethとKailuaは、ロールアップアーキテクチャの最適化に焦点を当て、ブロック検証効率と紛争解決速度を改善します。Bonsaiは、リモートプルーフサービスを提供し、ハードウェアの依存関係と運用コストを削減し、開発者がアプリケーションをより効率的に構築できるようにします。Blobstream Zeroは、クロスチェーンデータを効率的に検証することにより、モジュラーブロックチェーンエコシステムの信頼できるサポートを提供します。さらに、スチールは、オフチェーンコンピューティングとオンチェーン検証を通じて、スマートコントラクトの実行のガスコストを削減します。
もちろん、ZKVM製品マトリックスを継続的に改善しながら、RISCゼロはZKVMの基礎技術のイノベーションを促進し続けています。最近、RISC Zero ZKVMはバージョン1.2をリリースし、開発者がZKVM自体に組み込むことなくアプリケーションを使用してプリコンパイルされたロジックを展開できるようにする新しい事前コンパイル方法を導入しました。つまり、開発者は、オンチェーン検証契約を変更したり、校正者の構成を調整したり、パフォーマンスの最適化のためにZKVMのフォーキングまたは大きな変更を加えたりせずに、新しい事前補償ロジックを追加できます。さらに、定義の事前コンパイルを適用することにより、証明生成の計算コストも削減できます。たとえば、Automata Integrated RSAが事前に拡大された後、実行サイクルは3,900万から217,000に減少し、コストの約180倍になります。
ZKVMテクノロジーの継続的な最適化により、その開発の可能性は複数のアプリケーションシナリオに徐々に反映されますが、これらの可能性をより適切にリリースすると、生態学的コラボレーションとテクノロジーの実装の実際のパフォーマンスに依存します。
