インタビュー: ジャック、ブロックビーツ
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コンピレーション: Laughing、BlockBeats
モンテネグロのEDCON以来、ZKのことがみんなで話題になっているようです。しかし実際には、今年初めの Arbitrum エアドロップ以来、ZK トラックの人気は衰えていません。 zkSync Eraの開始により、「ZK Airdrop」への期待も新たな最高点に押し上げられ、zkSyncやStarknetに加えて、ScrollやLineaなどのzkEVMプロジェクトも「Wool Party」の主要なターゲットとなっています。 。
ZK 拡張開発に投資する最初のチームとして、Polygon は自社製品の多くの反復を経験しており、ZK ロールアップに対する深い理解と洞察を持っています。Polygon zkEVM は、発売された数少ない zkEVM の 1 つでもあります。この目的を達成するために、BlockBeats は最近、Polygon zkEVM のテクニカル ディレクターである Jordi Baylina にインタビューし、「技術オタク」に ZK トラックの開発状況と機会、および Polygon zkEVM の将来の展望について尋ねました。
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ZK ロールアップと zkEVM について
Jordi Baylina：BlockBeats: まず、Jordi が ZK Rollups と zkEVM の違いについて読者に簡単に説明していただけますか?そして、なぜ ZK で実証された EVM が必要なのでしょうか?
ユーザーの観点から見ると、OP ロールアップと ZK ロールアップの最大の違いは、資金の出金にかかる時間です。たとえば、Optimism または Arbitrum に 1 ETH を投資した場合、お金が戻ってくるまでに少なくとも 1 週間かかります。そこに資金を保管しておきたいのであれば、それはそれほど大きな問題ではありません。ただし、資金が複数のロールアップ システムにある場合、問題はさらに複雑になり、資金の転送が困難になります。資金を別のロールアップに転送する場合は、1 ～ 2 週間かかります。これが OP ロールアップの最大の問題です。
ZK ロールアップの場合、検証証明を生成した後にロールアップを終了できます。現在、Polygon zkEVM では、この時間は約 1 時間ですが、30 秒ほど短くなる場合もあります。そして、30秒と2週間は大きな違いです。実際には 30 秒あれば、別のロールアップに移動して取引し、その後同じロールアップに戻ることができます。したがって、自分の資金を全世界に結び付けたい場合、ここで資金を送金できるため、この方が利便性が高くなります。つまり、移動できない資金を抱え込まないことが重要です。
Jordi Baylina：BlockBeats: Starknet や zkSync などの ZK Rollups と比較して、Polygon zkEVM の違いは何ですか?
Polygon zkEVM の最大の違いは、EVM であることです。これは、イーサリアムと完全な互換性があることを意味します。ユーザーはMetaMaskに接続するだけでイーサリアムと同じことができます。スマート コントラクトのデプロイ、スマート コントラクトの操作、トークンの作成、送金、マルチ署名の作成など、やりたいことを何でも行うことができます。特別なツールは必要ありません。MetaMask などのイーサリアムと同じツールを使用するだけです。 、etherscan、HardHat など、イーサリアムで利用可能なすべてのツールを使用でき、他の特定のツールは必要ありません。
Jordi Baylina：BlockBeats: コミュニティでは「ZK と EVM には互換性がない」という意見がよくありますが、なぜそのような意見があるのでしょうか?
EVM は当初、ZK 証明を念頭に置いて設計されたわけではありません。 EVM の設計は 2014 ～ 2015 年頃に完了し、関連する ZK プルーフ概念は 2018 ～ 2019 年頃に登場したため、EVM 設計では ZK プルーフ係数は考慮されていませんでした。しかし、Polygon では、独自の設計により zkEVM の構築に成功しました。つまり、あらゆるイーサリアム トランザクションを検証できる証明システム、zkProver (ゼロ知識証明ジェネレーター) の構築に成功しました。
他のイーサリアムクライアントと同じ方法で検証できます。これは、イーサリアムとの完全な互換性を達成していることを意味します。したがって、Ethereum での開発方法を知っている場合は、zkEVM での開発方法も知っておく必要があります。他に特別なものは何も必要ありません。開発者の視点から見ると、ガス価格とスループットの違いを除けば、ほとんど違いを感じません。
Jordi Baylina：BlockBeats: Polygon 自体はすでに EVM 互換のサイドチェーンですが、なぜ別のレイヤー 2 スケーリング ソリューションを構築する必要があるのですか?
ポリゴンには 2 つの部分があります。 1 つは独自の Polygon ネットワークである Polygon PoS で、もう 1 つは Polygon zkEVM です。これらは 2 つの別個のネットワークであり、現在は相互に接続されていません。 Polygon PoS は、Gnosis、Avalanche、または他のレイヤー 1 サイドチェーンと同様、レイヤー 1 サイドチェーンです。 Polygon zkEVM は ZK ロールアップおよび EVM であり、イーサリアムと互換性があります。最終的には、すべてが統合され、非常にスケーラブルになることがわかります。
実際、これは Polygon が取り組んできたことであり、よりスケーリングの優れたレイヤー 1 となるように PoS を作成しました。ただし、すべてのレイヤー 1 には、コンセンサス メカニズムといういくつかの制限があります。セキュリティを少し犠牲にすることはできますが、イーサリアムなどのセキュリティを同時に得ることはできません。 Polygon PoS は、非常に高速かつ安価なトランザクションを提供できるトレードオフであり、セキュリティ上の妥協点がいくつかありますが、それは安全でないという意味ではなく、イーサリアムと同じレベルのセキュリティと分散化を備えていないというだけです。この「不可能な三角形」にはさまざまなバランスがあり、多くのアプリケーションではこれで十分な場合があります。しかし、レイヤー 1 の場合、コンセンサスレイヤーには常に何らかの制限がありました。
実際のブロックチェーンの拡張はレイヤー 2 テクノロジーを通じて実現する必要があるため、Polygon はレイヤー 2 テクノロジー、特に ZK Rollup テクノロジーの構築に多額の資金を投資してきました。もちろん、ポリゴン PoS スケーリングの試みではスーパーネットを実行しましたが、これはレイヤー 1 エコシステムで開発する方法です。ブロックチェーン全体のスケーリングに関して、Polygon は ZK ロールアップに非常に重点を置いています。
Jordi Baylina：BlockBeats: 多くの ZK ロールアップは zk-SNARK を使用しますが、Polygon zkEVM は zk-SNARK と zk-STARK を組み合わせます。最近この2つについてよく議論されていますが、zk-SNARKとSTARKについてはどう思いますか？
STARK は現在、私たちが知る限り最速の証明システムです。また、もう 1 つの重要な要素は、STARK の上に完全な再帰を実装するのが非常に簡単であるということです。これにより、多くのブロックを 1 つのトランザクションに集約できるため、非常に便利です。また、StarWare とは異なる、通常の Stark よりも 10 倍も高速な小さな素数フィールド STARK と呼ばれるものも使用しています。"Rhythm BlockBeats 注: 数学では、"小さな素体
小さな素数によって特徴付けられる有限体 (有限素体またはガロア体とも呼ばれる) を指します。このフィールドでは、すべての演算がこの素数を法として実行されます。小さな素数のフィールドは、優れたグループ化効果や可逆性などの重要な特性を備えているため、暗号化やコーディング理論などの分野でよく使用されます。
Jordi Baylina：BlockBeats: ZK Rollup の分野では、誰もが EVM 互換性または同等のレベルを達成しようと努力しているようですが、リーダーである Starknet は EVM 互換性を持っていません。
Starknet はイーサリアムの上に構築されているため、イーサリアムのレイヤー 2 であると言えます。しかし実際にはイーサリアムと互換性・同等かどうかが一つの違いであり、Starknetは互換性がありません。 MetaMask をこのポートに直接接続して使用を開始した場合と同等です。または、Remix を使用してスマート コントラクトを作成し、そこにデプロイすると、イーサリアムとまったく同じように動作するはずです。
しかし、Starknet は別の言語を使用し、別のチェーンなど、別のものと比較します。 Remix (イーサリアム開発環境) にアクセスしてスマート コントラクトを生成し、カイロにデプロイすることはできません。独自のツールを使用する必要があります。
Jordi Baylina：BlockBeats: Kakarot のような zkEVM プロジェクトは、Starknet 上に zkEVM を構築することを選択していますが、このテクノロジー実装パスについてどう思いますか? Polygon zkEVM と技術的にどう違うのですか?
Kakarot チームの場合、イーサリアムとの互換性を達成しようとしましたが、この目標を達成するために、少し遅い技術スタックを採用しました。特定の状況についてはさらに観察する必要がありますが、あまり効率的ではない可能性があると思います。現時点での問題は、このプロジェクトが zkEVM の構築方法に大きく依存していることです。そして、Kakarot はカイロ上に構築されていますが、カイロは比較的遅く、EVM は非常に複雑なので、カイロをベースに構築すると非常に非効率になります。これは 2 層の技術スタックであり、おそらく機能する可能性がありますが、規模は小さいと思います。
Cairo のような汎用仮想マシンを使用する代わりに、カスタム仮想マシンを構築しました。これは、特定のプログラムを実行する専用のプロセッサを構築するようなものです。 Cairo 言語を使用する代わりに、仮想マシンをカスタマイズしました。この仮想マシンは、単一プログラムのみを実行できるコンピューターを設計するのと同じように、zkEVM を構築するために特別に設計されています。
Jordi Baylina：Polygon は EVM を使用するため、Ethereum と同じ基盤テクノロジーを使用します。つまり、Solidity で開発でき、Solidity で開発すると、同じプロセッサである Ethereum 仮想マシンを使用するため、Ethereum だけでなく zkEVM にもデプロイできるようになります。 StarNet は Cairo を使用していますが、EVM だけを使用しているわけではありません。
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OP ロールアップと zkEVM トラックについて
Jordi Baylina：BlockBeats: 1 ～ 2 年前は、OP ロールアップが短期的な容量拡張の主流のソリューションであると誰もが考えていました。しかし現在、いくつかの主流の ZK ロールアップがメインネット上で次々とリリースされています。 OP ロールアップはイーサリアムの拡張にとって依然として大きな価値があると思いますか?
OP ロールアップは、ZK ロールアップの準備がまだ整っていない場合に最適なソリューションです。しかし、ZK ロールアップが準備できた今、OP ロールアップを使用する意味はもうあまりないと思います。 2 年前、zkEVM がまだ構築中だったとき、誰もが 5 年ほどの作業がかかるだろうと考えていました。そのため、OP Rollups はその 5 年間で非常に合理的な選択である可能性があります。しかし、わずか 2 年で zkEVM は非常に順調に開発され、予定より早くその目標に到達しました。
OP Rollups、Starknet、および Polygon zkEVM を比較すると、大きな違いの 1 つは、Polygon zkEVM が 3 つの中で実際に実装されている唯一の zkEVM であり、イーサリアムと完全に互換性がある唯一の zkEVM であることです。 zkSync は Solidity レベルで互換性がありますが、コンパイルには特定のツールを使用する必要があり、EVM ではありません。スターネットはイーサリアムと互換性がありません。
Jordi Baylina：BlockBeats: ZK Rollups の開発プロセスを加速した主な要因は何だと思いますか?
重要なことは、すべてのツールとテクノロジーを組み合わせる場合、それらの組み合わせが重要な役割を果たすということです。これは、多くの既知の部品を組み合わせるようなエンジニアリング プロセスです。私たちはこれが可能であることをある程度実証し、その過程で多くの課題を解決しました。
たとえば、当初は証明時間の点で数時間必要であり、証明の計算にはデータセンターが必要でした。現在、証明の構築には大きなマシンでわずか 1 分しかかかりません。つまり、この 2 年間の進歩がわかります。前に述べたように、これは単一の要素ではありません。たとえば、大きな素体から小さな素体に移行し、STARKS を採用し、そこで使用されるハッシュ関数を高速化し、算術演算の方法と効率的な関数の使用方法を学びました。 keccak 256 などを回路に実装する方法。私たちは、さまざまなチームが並行して作業できる、非常に優れた構造を作成しました。制限層、暗号化層、実際にテスト層を実装する ROM (読み取り専用メモリ) 層があります。これらの異なるレイヤーにより、効率的に並行して作業できるため、このシステムを迅速に構築できました。
Jordi Baylina：BlockBeats: しかし、コミュニティからの多くの声は依然として、イーサリアムとレイヤー 2 の間で資産を転送したり、レイヤー 2 でやり取りしたりするのに時間がかかり、ガス料金もそれほど安くならないと不満を抱いています。何故ですか？
L1 と L2 の間の資産の転送という点では、これはイーサリアムの zkEVM には当てはまりません。レイヤ 1 からレイヤ 2 まで、2 つのレイヤの処理が必要です。したがって、トランザクションを最終的にするにはレイヤー 1 で完了する必要があり、これには約 12 分かかります。
彼らが正しくやっていなかったという以外の理由はないと思います。現在、Polygon zkEVM への資金の入金には 12 分かかり、資金の出金には 1 時間ごとに証拠が生成されるため、変動する可能性がありますが、プロセス全体に 1 時間半以上かかることはありません。とはいえ、所要時間は長くても 1 時間程度であり、それより短い場合もあります。
データの可用性に対して支払う必要があるため、現在のガス料金はレイヤー 1 ガス料金の 10% です。しかし、私が言えるのは、来年初めの約半年以内に、現在の 10 倍に加えて 50 倍に再び増加する計画だということです。この 50 倍の改善は主にデータ圧縮によるもので、現在取り組んでいる分野です。残りの 10x は EIP-4844 からのものです。
Rhythm BlockBeats 注: EIP-4844 (プロトダンクシャーディング提案としても知られています) は、Vitalik Buterin とイーサリアム エコシステムの他のプログラマーによって共同作成されました。 EIP-4844 の主な目的は、分散化を犠牲にすることなく、特にロールアップ ソリューションのネットワーク上のガス コストを削減することです。 Arbitrum や Optimism などのロールアップ ソリューションを使用すると、ガスコストを 100 ～ 1000 分の 1 に削減できます。
Jordi Baylina：BlockBeats: 現在、zkEVM トラックの競争は非常に熾烈です。 Polygon zkEVM、Consensys、scroll はすべて L2 ユーザーを争っていますが、多くのユーザーは依然としてそれらと Starknet および zkSync の違いを見分けることができません。 Polygon zkEVM と他の zkEVM プロジェクトの類似点と相違点は何だと思いますか?
Scroll には私たちと多くの類似点があり、Scroll は zkEVM であり、私たちも zkEVM です。そして、zkSync はそうではなく、zkSolidity であり、技術的な実装のプロセスに EVM はありません。そして、Starknet は EVM ですらない、むしろサイドチェーンです。しかし、それはどちらが良いとか悪いということではなく、別物です。
その中でもコンセンシスは、エンドユーザーがEVMとの違いを感じないよう、アーキテクチャ設計に細心の注意を払っています。もちろん、メインネットはまだオンラインになっていないため、実際のパフォーマンスを観察するには、メインネットがオンラインになるまで待つ必要があります。しかし、ユーザーの観点からは、大きな違いはないはずです。
画像の説明
主流の ZK ロールアップと zkEVM 技術アーキテクチャの比較、出典: Dewhales Research (注: Polygon Hermez は現在の Polygon zkEVM です)
Consensys アーキテクチャは Polygon zkEVM に非常に似ていると思います。どちらも非常に状態に重点を置いており、両者の違いは暗号化部分です。彼らが取っているラティスベースのアプローチは興味深いと思います、そして私たちは彼らがそれをどのように行うかを観察することができます、おそらくそれは利点です。しかし、アーキテクチャの観点から見ると、私たちは非常に似ています。 Scroll は少し異なります。Scroll にはそれほど多くの階層はなく、より単純化され、まとまりがあります。
Rhythm BlockBeats 注: 暗号化において、格子ベースの暗号化は格子理論に基づく暗号化の一分野であり、格子構造の数学的特性を使用して安全な暗号化システムを構築します。格子は、多次元ベクトル空間内の線形に独立したベクトルのセットです。格子ベースの暗号化は、格子問題の難解さを利用します。格子問題の中で最も有名なものは、最短ベクトル問題 (略して SVP) と最短ベクトル問題 (略して CVP) です。これらの問題は高次元空間では解決できないことが多く、現代のコンピューターでも膨大な計算リソースと時間を必要とします。数論や楕円曲線に基づく従来の暗号と比較して、格子ベースの暗号には、量子コンピューティング攻撃に対抗する点で一定の利点があります。現在、格子問題を解決できる効率的な量子アルゴリズムが知られていないため、格子ベースの暗号化は量子コンピューティング攻撃に対抗する実行可能な選択肢とみなされ、広く研究され、応用されています。
Jordi Baylina：BlockBeats: EDCON でのスピーチの中で、Polygon zkEVM チームが Scroll などの「敵チーム」と頻繁に通信していると共有しました。どのようなトピックについてコミュニケーションを取りますか?お互いの競争関係をどう見ていますか？
私の考えでは、正確に言うと、少なくとも技術的なレベルでは競争していませんが、競争を避けようとしている、これがパネルディスカッションで話した内容です。私たちは誰とも競争せず、協調的な姿勢を追求します。これは非常に複雑なテクニックであり、自分自身をより高いレベルに引き上げることになります。私は他の人から多くのことを学び、また他の人に知識を伝え、それが私たちが前進する方法です。もちろん、製品レベル、マーケティング、チューニングでの競争はあるかもしれませんが、それはユーザーにとって悪いことではありません。
最初のレベルのタイトル
ZKアクセラレーションについて
Jordi Baylina：BlockBeats: zkEVM にもソーターが必要ですよね?
現在、zkEVM は集中型ソーターを使用しています。他のサイドチェーンと同様に、サイドチェーンにはソーターが必要ですが、ソーターは集中型または分散型です。現在、ほとんどのサイドチェーンは集中型ソーターを使用していますが、同時にすべてのサイドチェーンが分散型ソーターを構築することを計画しています。 Polygon には「Proof of Efficiency」という仕組みがありますが、現在は集中型のソーターであり、より良いソリューションを開発中です。
Jordi Baylina：BlockBeats: ソーターを分散化するために、新しいトークンを起動しますか?
すでにトークン (MATIC) を持っているため、新しいトークンを発行する必要はありません。私たちはすでに優れた、強力で価値のあるトークンを持っています。このトークンは、PoS などのコンセンサス レイヤーや分散型ソーターなどに使用できます。これは多くの点で非常に便利であり、このインフラストラクチャを維持するための非常に重要なトークンになります。
Jordi Baylina：BlockBeats: ソーターが完全に分散化されるまでどのくらい時間がかかりますか?
私は Polygon でこれについては責任を負いません。Polygon では他のチームがこれに取り組んでいます。できるだけ早く実現することを願っていますが、半年か1年かかるかわかりません。それはすぐには起こらないでしょう、来月中には起こらないと思います。しかし、少なくとも Polygon ではチーム全体がその方向に取り組んでいます。
Jordi Baylina：BlockBeats: さらに、多くの人が「ZK マイニング」の可能性について研究しています。この件についてどう思いますか？
現在、プルーフ ジェネレーターは非常に集中化されていますが、将来的には分散型プルーフ ジェネレーターが実装される予定です。可能です。しばらく時間がかかるかもしれませんが、必ずそうなります。具体的には「仕分け」と「検証」の2つが必要ですが、どちらも分散化する必要があり、その鍵を握るのが仕分け機です。ジェネレーターは単なる計算を行う機械であり、それ以上のものではないことの証明です。
Jordi Baylina：BlockBeats: ということは、ここにチャンスがあるということでしょうか？
そのとおり。今はその時ではありませんが、将来的にはチャンスがあるでしょう。
Jordi Baylina：BlockBeats: 最後に、Polygon は全体として zkEVM をどのように見ていますか?
