zkEVM方案対比：イーサリアムのスケーリングの道を探る

zkEVM技術はイーサリアムの大規模な応用を推進しています。多くの選択肢の中で、どのソリューションが最も優れているのでしょうか？この記事では、Polygon zkEVM（およびその2.0バージョン）、zkSync Era、Linea、Scroll、Taikoの主要なzkEVMソリューションを比較分析し、読者に包括的なzkEVMガイドを提供します。

zkEVMの紹介

zkEVMは、トランザクションを処理し、証明をイーサリアム主チェーンに送信する二層ネットワークソリューションです。ゼロ知識証明(ZK)技術とEVM互換性を組み合わせることで、zkEVMはイーサリアムメインネットの計算負担を大幅に軽減し、スケーラビリティを向上させつつ、安全性と分散型特性を維持することができます。

しかし、異なるzkEVMソリューションには違いがあります。イーサリアムの創設者であるVitalik Buterinは、zkEVMを異なるタイプに分けるフレームワークを提案しました。これはイーサリアム等価（タイプ1）からEVM互換（タイプ4）までです。この分類は、EVM互換性と性能のトレードオフを反映しています。

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主要なzkEVMソリューションの比較

ポリゴン 2.0 (zkEVM バリディウム)

2023年6月、Polygon LabsはPolygon PoSをzkEVM validiumにアップグレードする提案をしました。Polygon PoSは、20億ドルを超えるロックアップ量、数万の分散型アプリケーション、約250万日取引量を含む大規模なエコシステムを持っています。

PoSをzkEVM validiumに移行することで、そのネットワーク効果と低コストの利点を維持しつつ、既存のアプリケーション、ユーザー、開発者の体験に影響を与えません。Polygon 2.0はzkEVM validiumとして、既存のPolygon zkEVM Rollupと比較して、より低コストでより高いスループットを持っています。

ValidiumとRollupの主な違いは、データの可用性の処理方法にあります。Validiumは取引データをチェーン外に保存することで、コストを削減し、スケーラビリティを向上させます。しかし、これによりチェーン外のデータ可用性を確保するという課題も生じます。Polygon PoSに存在する100以上のバリデータネットワークは、データの可用性を強力に保証できます。

ポリゴン zkEVM

Polygon zkEVMは、EVMとの等価性を実現するための3型ZK-Rollupです。EVMのオペコードの互換性を保持することで、既存のイーサリアムツールやクライアントとの協力時に、より大きなスケーラビリティを提供します。

Polygon zkEVMメインネットは2023年3月にローンチされ、現在ネットワーク上のロックされた金額は約5400万ドルです。それはPolygon 2.0と相互に補完し合います：Polygon zkEVM（ロールアップ）の手数料はやや高く、スループットはやや低いですが、最高レベルのセキュリティを提供し、高価値取引のアプリケーション（DeFiなど）を処理するのに適しています。一方、Polygon 2.0（zkEVMバリディウム）は最高のスケーラビリティを提供し、大量取引で低手数料のアプリケーション（Web3ゲーム、ソーシャルプラットフォームなど）に適しています。

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zkSync時代

zkSync Eraは現在4型のzkEVMで、Matter Labsによって開発されています。そのメインネットは2023年3月に立ち上がり、現在のロックされた金額は約4.5億ドルで、過去1か月の取引量は2700万件に達しています。

zkSync Eraの目標はEVMと完全に等価であることではなく、そのカスタム仮想マシン(VM)を通じて証明生成速度を向上させることです。これはイーサリアムの暗号プリミティブをネイティブにサポートし、テストプロセスを簡素化し、ネイティブアカウント抽象化を通じてユーザー体験を改善します。

zkSync EraはLLVMコンパイラを使用して、Solidity、Vyper、YulコードをzkSync VM上で実行可能なコードに変換します。今後はRustやC++のサポートも計画されています。また、強力なL1-L2契約メッセージングシステムを備えており、開発者がイーサリアムとzkSync上の契約間でデータを簡単に伝達できるようにします。

リネア

LineaはConsenSys（MetaMask、Truffle、Infuraの開発者）によって開発され、現在は3型zkEVMです。Alphaメインネットは2023年7月にローンチされ、5000万ドルのロック量を累積しました。Lineaの特異性は、イーサリアム仮想マシンの仕様に基づいて、変更されていないネイティブバイトコードを実行できることです。

Lineaは、Solidityでコンパイルされたバイトコードを直接使用してスマートコントラクトのZK証明を生成し、エラーやハッキングのリスクを低減します。ユーザーにとって、これはイーサリアムに似たセキュリティを得られることを意味しますが、取引コストは大幅に削減されます。

スクロール zkEVM

Scrollはイーサリアム上のzk-Rollupで、現在は3型zkEVMです。段階的に2型と1型に移行する予定です。Scrollの長期目標は、ZKPの迅速な生成を追求するのではなく、EVM互換性と非中央集権を優先することです。

Scrollの現在のアルファテストネットは3型zkEVMで、一般に公開されています。1型zkEVMの成功は、EVMの互換性、分散化、およびスケーラビリティの究極の形態となり、本質的にはイーサリアムL1の機能を複製することになります。

タイコ

TaikoはScrollに似ており、汎用のzk-Rollupで、1型のネイティブzkEVMになることを目指しています。TaikoはScrollとは異なるアプローチを取り、最初から速度ではなく分散化を優先しました。

Taikoの1型テストネットは現在使用可能です。ScrollがEVMの互換性を段階的に強化し、メインネットの立ち上げ時にそのオーダラーと証明者を非中央集権化するのとは異なり、Taikoは最初からこれらのコンポーネントの非中央集権化に取り組み、EVMの互換性を最大化していますが、これがZKPの生成速度を遅くする可能性があります。

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まとめ

レイヤー2ネットワークの発展と応用はイーサリアムの未来にとって極めて重要であり、ブロックチェーンのスケーラビリティ問題を解決する鍵となります。各zkEVMソリューションには独自の利点と課題がありますが、すべてがよりアクセスしやすいWeb3エコシステムの構築に重要な貢献をしています。技術の進歩が続く中で、これらのソリューションが将来さらに多くの革新と突破をもたらすことが期待できます。

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