ZKロールアップテクノロジー

前のモジュールで説明したように、zkRollupはzkSyncの背後にある技術です。このレイヤー2のスケーラビリティソリューションは、Ethereumの取引スループットを向上させ、セキュリティを損なうことなくコストを削減することを目的として設計されています。

ZkRollupは、オフチェーンで複数のトランザクションを1つのバッチに集約することで機能します。このバッチはオフチェーンで処理され、zkSNARK（Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge）として知られる暗号証明が生成され、トランザクションの正当性が検証されます。この証明はEthereumメインネットに提出され、各トランザクションを個別にオンチェーンで処理することなく、トランザクションが安全かつ有効であることが保証されます。

オプティミスティック ロールアップとの比較

オプティミスティック ロールアップは、トランザクションが既定で有効であることを前提とし、関係者によってチャレンジが提起された場合にのみ、不正を検出するための計算を実行します。ガス代は削減されますが、紛争期間が必要なため、最終決定や解決が遅れる可能性があります。

ZKRollupsは即時の確定性を提供し、紛争期間の必要性を排除するため、セキュリティを向上させます。一般的に、より安全で効率的とされていますが、アーキテクチャの面で実装が複雑です。

zkRollup技術の主な利点は、サイドチェーンとメインチェーンの高いセキュリティ基準を維持しながら、トランザクションスループットを増やす能力にあります。

オンチェーンデータの利用可能性とセキュリティ対策

データの可用性は、特にzkSyncのようなロールアップシステムの整合性とセキュリティを確保するために非常に重要です。zkSyncでは、状態差分の概念を使用して、イーサリアムへのデータ送信を最適化します。zkSyncは、詳細なトランザクションデータを投稿する代わりに、ブロックチェーンの状態の変化を表す状態差分を送信します。このアプローチにより、メインネットに送信する必要のあるデータの量が減り、ガス代が削減されます。

zkSyncは、イーサリアム取引のスケーラビリティとセキュリティを向上させるために設計された技術アーキテクチャを持っています。このアーキテクチャには、高いスループットと低い取引コストを実現しながら、イーサリアムメインネットのセキュリティを維持するために連携する複数のコンポーネントがあります。

ZKSyncアーキテクチャの要素

ソース：@luozhu/BJWtCYpFi"">https://hackmd.io/@luozhu/BJWtCYpFi

ノードの実装

zkSyncノードは、ユーザーからの取引を受信し、処理する責任があります。オフチェーンの状態を維持し、取引をバッチにまとめて、それを封印してチェーン上に提出します。ノードは取引データが正しく処理、保存されることを確認し、zkRollupシステムの効率的な運用を支援します。

ZK回路

ゼロ知識（ZKS）回路は、検証可能な証拠に必要な計算ロジックを表す数学的構造です。zkSyncでは、これらの回路がEraVM（zkSyncの仮想マシン）内での取引実行のルールを定義します。これらの回路は、オフチェーンで処理されたすべての取引がチェーン上で検証できるように設計されており、システムの整合性とセキュリティを維持します。

プローバー

プルーバーは、重要なコンポーネントであり、オフチェーンで処理されたトランザクションのために暗号証明（zk-SNARKs）を構築し、イーサリアムメインネットに提出される際のトランザクション実行の正確性を証明します。プルーバーの役割は、zkRollupに有効なトランザクションのみが含まれ、不正行為を防ぎ、データの整合性を確保するのに役立ちます。

EraVM

zkSyncは、Ethereum Virtual Machine（EVM）のスタックベースのアーキテクチャではなく、レジスタベースのアーキテクチャで動作するEraVMと呼ばれる専用の仮想マシンを使用しています。EraVMは、ゼロ知識証明を生成するために最適化されており、オンチェーンで複雑な計算を検証するプロセスを簡素化しています。この仮想マシンは、zkSyncがトランザクションを効率的に処理および検証する能力に中心的な役割を果たしています。

証明集約

zkSyncはスケーラビリティを向上させるために証明集約技術を利用しています。単純な証明集約により、Ethereum L1上で独立した証明をまとめて検証し、決済の頻度を減らしてガス料金を節約します。層状の証明集約により、ZKチェーンは中間層のLayer 2 ZKチェーンに証明を決済し、より速いインターチェーン通信とアトミックトランザクションを可能にするLayer 3ネットワークとして機能します。このモジュラーなアプローチにより、ネットワーク全体でのスケーラビリティと効率的な検証が確保されます。

主権とモジュラリティ

zkSyncのアーキテクチャは、特定のニーズに応じて開発者がZKチェーンをカスタマイズできるように、独立してモジュール化されています。これには、トランザクションの順序付け、データの利用可能性ポリシー、およびコンセンサスメカニズムの構成が含まれます。モジュラーデザインにより、開発者はチェーンを完全に制御し、Ethereumエコシステム内での互換性を確保しながら、さまざまなユースケースに対する適したソリューションを実現できます。

この包括的なアーキテクチャにより、zkSyncはDeFiやNFTマーケットプレイスから企業向けソリューション、クロスチェーンの相互運用性まで、幅広いブロックチェーンアプリケーションに対してスケーラブルでコスト効率の良い安全なソリューションを提供することができます。

ハイライト

• zkRollup技術の詳細な説明とその利点について
• 他のロールアップ技術とのzkRollupの比較。
• zkSyncにおけるデータの利用可能性とセキュリティ対策の説明。
• zkSyncアーキテクチャの主要コンポーネントの説明とその相互作用について