zkEVM ソリューションの包括的比較ガイド

zkEVMはEthereumに前例のないスケーラビリティをもたらしています。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ますか？この記事では、Polygon zkEVM (とその2.0バージョン)、zkSync Era、Linea、Scroll、Taikoなどの主要なzkEVMソリューションを徹底的に比較し、包括的な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Ethereumメインネットに戻すことでスケーラビリティを実現する二層ネットワークソリューションです。これらはゼロ知識証明(ZK)技術とEVM互換性を利用し、安全性と非中央集権性を犠牲にすることなく、Ethereumメインネットの計算負担を大幅に軽減し、全体的なスケーラビリティを向上させます。

しかし、異なるzkEVMソリューションは、設計理念や技術実装において違いがあります。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類す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(1型)からEVM互換(4型)までのものです。このフレームワークは、各タイプの利点と欠点を明確に示しており、主なトレードオフはEVM互換性とパフォーマンスのバランスにあります。

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主流zkEVMソリューションの比較

ポリゴン 2.0 (zkEVM バリディウム)

Polygon Labsは2023年6月に、Polygon PoSをzkEVM validiumにアップグレードするという重要な計画を発表しました。Polygon PoSは現在、2Bドルを超えるTVL(のオンチェーンロックバリュー)、数万の分散型アプリケーション(dApp)、そして毎日約250万件の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アーキテクチャに移行することで、既存のネットワーク効果と低コストを維持しながら、ユーザーや開発者の体験に影響を与えることなく、パフォーマンスを大幅に向上させることができます。Polygonは、この2.0と呼ばれる新しいバージョンが、より低コストでスループットの高いPolygon zkEVM Rollupの代替ソリューションになると考えています。

validiumモードはrollupに比べて2つの大きな利点があります:

1. 取引手数料が低く、Ethereumメインネットに取引データを保存する必要がないためです。
2. よりスケーラブルである、なぜならイーサリアムメインネットのトランザクションデータ公開制限に制約されないからである。

しかし、validiumモードはオフチェーン取引データの可用性を確保するという課題にも直面しています。しかし、Polygon PoSの既存の100以上のバリデーターネットワークは、データの可用性に対して高度に安全で信頼できる保証を提供できます。

ポリゴン zkEVM

Polygon zkEVMは、EVMとの互換性を実現することを目的とした3型ZK-Rollupソリューションです。これは、EVMのオペコード互換性を維持しながら、より高いスケーラビリティを提供し、既存のEthereumツールやクライアントとのシームレスな協力を促進します。

現在、PolygonエコシステムにはPolygon PoS(2.0)とPolygon zkEVMロールアップの2つの公共ネットワークが同時に存在しています。アップグレード後、これら2つのネットワークは共存し、1つはロールアップとして、もう1つはバリディウムとして、それぞれ独自の利点を発揮します。

Polygon zkEVM(Rollup)は、コストがやや高く、スループットが少し低いものの、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シーン、例えば分散型金融(DeFi)に特に適しています。一方、Polygon 2.0(zkEVM validium)は、最高のスケーラビリティを提供し、大量の取引やコストに敏感なアプリケーション、例えばWeb3ゲームやソーシャルプラットフォームにより適しています。

Polygon zkEVMメインネットは2023年3月に正式にローンチされ、現在ネットワーク上のTVLは約5400万ドルです。

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zkSync時代

zkSync Eraは現在、Matter Labsによって開発された4型zkEVMです。2023年3月にメインネットが立ち上がり、現在のTVL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の目標はEVM互換性を追求することではなく、独自の仮想マシン(VM)を通じて証明生成速度を向上させることです。これはEthereumの暗号プリミティブをネイティブにサポートし、Hardhatプラグインのテストプロセスを簡素化し、ネイティブアカウント抽象技術を通じてユーザー体験を改善します。

zkSync Eraは、自社開発のLLVMコンパイラを使用しており、Solidity、Vyper、YulコードをzkSync VM上の実行可能なコードに変換できます。将来的にはRustやC++のサポートも計画されています。また、強力なL1-L2コントラクトメッセージングシステムを備えており、開発者がEthereumとzkSync上のコントラクト間でデータをやり取りするのを容易にします。

間もなく導入されるzkPorter統合により、ユーザーにより多くの選択肢が提供されます:

• 高い安全性を持つzkRollupアカウント、取引手数料はイーサリアムの約20倍低い
• 安定した取引手数料と柔軟なセキュリティモデルを持つzkPorterアカウント

データの可用性に関して、zkSync Eraは、トランザクション入力ではなく、発行状態の差異を採用することで、データ圧縮を実現し、zkPorterの統合に備えました。

本記事で唯一の4型zkEVMとして、そのカスタム仮想マシンはzkSync Eraに独自の機能と高いスケーラビリティをもたらしました。例えば、zkSync EraはカスタムVMを通じてアカウント抽象をネイティブにサポートし、開発者の体験を向上させています。それに対して、EVM互換チェーンはアカウント抽象をネイティブにサポートすることができず、EthereumのERC-4337規格を通じてのみ実現可能です。

しかし、4型zkEVMの欠点は互換性が低く、開発者はzkSync上でアプリケーションを構築するために既存のプロセスを調整する必要があることです。

リネア

LineaはConsenSys(MetaMask、Truffle、Infuraの開発者)によって作成された3型zkEVMです。MetaMaskウォレットとTruffle開発者ツールキットとのネイティブ統合のおかげで、そのAlphaメインネットは2023年7月にローンチされ、迅速に5000万ドルのTVLを蓄積しました。

Lineaの独自性は、変更されていないEthereum仮想マシンのネイティブバイトコードを直接実行できることにあります。長期的な目標は、Ethereumとほぼ完全に互換性を保ちながら、高度なスケーラビリティを維持する2型zkEVMになることです。

他のソリューションとは異なり、Lineaはトランスパイラーやカスタムコンパイラーを使用しません。これは、Solidityコンパイル後のバイトコードを直接利用してスマートコントラクトのZK証明を生成し、潜在的なエラーやセキュリティの脆弱性のリスクを低減します。ユーザーにとって、これはEthereumに似た安全性を享受できることを意味しますが、取引コストは著しく低下します。

スクロール zkEVM

ScrollはEthereum上のzk-Rollupソリューションであり、現在は3型zkEVMに属し、段階的に2型への移行を計画しています。その長期的な目標は、ZKPの迅速な生成を追求するのではなく、EVMの互換性と非中央集権を優先することです。最終的には1型zkEVMに向かって進む予定です。

1型zkEVMの実現は、EVMの互換性、分散化、スケーラビリティの究極の形態と見なされており、本質的にはLayer 2ネットワーク上でEthereum L1の機能を完全に複製することです。しかし、Ethereum自身の発展の過程が示すように、この目標の実現は非常に困難です。

現在、Scrollのアルファテストネットワークは一般に公開されており、まだ3型zkEVM段階にあります。

タイコ

TaikoはScrollと似ており、どちらも1型原生zkEVMの汎用zk-Rollupソリューションになることを目指しています。しかし、TaikoはScrollとは異なる道を採用しました: 最初から速度よりも分散化を優先しています。

具体的には、Scrollは3型テストネットから開始し、段階的にEVM互換性を強化し、メインネットの立ち上げ時にそのオーダラーと検証者の非中央集権化の程度を高めることを計画しています。これに対して、TaikoはZKP生成速度が遅いものの、最初からこれらのコアコンポーネントの非中央集権化に取り組み、EVM互換性を最大化することに注力しています。

Taikoのタイプ1テストネットワークが現在利用可能です。

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サマリー

Vitalik Buterinが提案した分類フレームワークに基づいて、各zkEVMソリューションの位置付けは以下の通りです:

• Taiko: 1型(テストネットがオンラインになりました)
• Polygon zkEVM: 3型(メインネットが立ち上がりました。2型)への移行を計画しています。
• Linea: 3型(メインネットが開始され、2型)に移行する予定です。
• スクロール: 3型(テストネットがオンラインになりました。1型)への移行を計画しています。
• zkSync Era: 4型(メインネットがライブ)

レイヤー2ネットワークの発展と普及は、イーサリアムの未来にとって重要であり、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でもあります。各種zkEVMソリューションには独自の利点と直面する課題がありますが、それらはすべて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。これらのソリューションが進化し、改善されるにつれて、イーサリアムエコシステムがより繁栄し効率的な未来を迎えることが期待されます。

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