zkEVMとは何ですか?イーサリアムのスケーリングにおける zkEVM の重要性
世界のコンピューター。機械は止められない。イーサリアムの心臓部。イーサリアム仮想マシン (EVM) は、イーサリアム ネットワークにとっての重要性を強調するために多くの名前で呼ばれています。これは、ビットコインのような「分散台帳」であるだけでなく、「分散ステートマシン」にもなる中心的な機能です。 EVM を使用すると、開発者は Solidity と呼ばれるプログラミング言語を使用してスマート コントラクトを作成できます。スマート コントラクトの一般的な用途は、トークンの生成と交換を管理することです。多くのアプリケーションとプロトコルは、トークンを使用して、目標にとって重要なアクションに対してユーザーに報酬を与えます。 EVM がなければこれは不可能であるため、イーサリアムを有名にしたテクノロジーである EVM 仮想マシンは、イーサリアム ネットワーク上でスマート コントラクトを実行するのに役立ちます。 zkEVMはどうですか？ EVM 仮想マシンと同じくらい重要ですか?
zkEVM とは何ですか?
zkEVM (ゼロ知識イーサリアム仮想マシン) は、プログラムの入力と出力の妥当性を含む、プログラムの実行の正確さを検証するためのゼロ知識証明 (ZKP) をサポートする仮想マシンです。
簡単に言えば、zkEVM はゼロ知識 (zk) テクノロジーをサポートするスマート コントラクトを実行するように設計されています。
zkEVMの重要性
まず、zkテクノロジーの重要性を確認しましょう。 ZKP (ゼロ知識証明) は、ユーザーが個人情報、企業秘密、専有データなどのプライバシーを守るために、それ以上の情報を明らかにすることなく状態が真であることを証明する方法です。特に Web3 分野では、プライバシーは不可欠です。たとえば、zk のおかげで、個人情報を盗まれることなく Web を使用したり、スマート コントラクトを有効にするための入力として独自のデータを使用したりできます。
zkEVM は、イーサリアムのリソースを活用し、zk-Rollup テクノロジーのスケーラビリティ、有効性、低コスト、資本効率と、zk テクノロジーのプライバシー機能を活用します。
- レイヤ 2 では、zk-Rollup は最初はスマート コントラクトを実行できず、単純なスワップまたは支払いのみを実行できました。しかし、zkEVM の登場により、zk-Rollup はスマート コントラクトをサポートし、開発者が使い慣れた Solidity 言語を使用して dApp を開発しやすくなりました。
- mina のような zk テクノロジーを使用するレイヤー 1 により、zkEVM はイーサリアム上で状態証明を直接証明できるようになり、それによって mina と zk およびイーサリアムテクノロジーの間に架け橋が開きます。
zkEVM は zk テクノロジーの開発における決定要因ですか?答えはいいえだ。たとえば、StarkNet などの一部の非 EVM プロジェクトでは、Warp を使用して Solidity 言語を Cairo にコンパイルしたり、Polygon Miden では MidenVM 仮想マシンを使用したりします。
では、なぜ別の仮想マシンではなく zkEVM を使用するのでしょうか?上で述べたように、次のようなイーサリアムのリソースを活用するのに役立つのは zkEVM です。
- Truffle、Hardhat、Foundry などの開発者にとって使い慣れたツール
- 確立されたセキュリティのベストプラクティス
- OpenZeppelin 経由で既存のモジュラー スマート コントラクトを展開する
- 多くの監査法人はEVMの専門知識を持っています
- 最大の Web3 開発者コミュニティ
- ユーザーは、Etherscan、メタマスク ウォレットなどの EVM ベースのブロックチェーン ユーティリティに精通しています。
zkEVM は、イーサリアム スケーリング ソリューションを強化します。ご存知のとおり、zk-Rollup はイーサリアムの中長期スケーリング ソリューションと言われており、最大 2000TPS (4x Optimistic-Rollup) までのスケーラビリティ、検証の証明、低コストの手数料、効率的な資本 (必要なのはわずかです) などの多くの利点を備えています。 L10 への出金には約 1 分かかりますが、オプティミスティックは 1 週間です)。 zkEVM は、EVM 互換性を通じて zk-Rollup スケーリング ソリューションを強化し、開発者がイーサリアムのリソースを簡単に活用できるようにします。
zkEVM の仕組み
zkEVM がどのように動作するかを理解するために、まず EVM が現在どのように動作するかを確認してみましょう。
EVM 仮想マシンの仕組み
仮想マシンは、ストレージ、メモリ、CPU を備えた物理マシンと同様に動作しますが、完全にコードとして動作します。
- コントラクト バイトコード (ソース コードからコンパイルされた) は EVM のストレージからロードされ、EVM 上のピア ノードによって実行されます。ノードは同じ入力を使用するため、各ノードは確実に同じ結果に到達します (そうでないと合意に達することができません)。
- EVM オペコード (バイトコードに含まれる) は読み取り/書き込み操作を実行します。つまり、状態ストレージから値を読み取り、EVM のメモリに新しい値を書き込みます。
- EVM オペコードは、新しい値を返す前に、状態ストレージから取得した値の計算を実行します。この更新により、EVM は新しい状態に遷移します (このため、トランザクションは「状態遷移」と呼ばれます)。この新しい状態は他のノードによってコピーされ、別のトランザクションがコミットされるまで維持されます。
zkEVM の仕組み
EVM と同様に、zkEVM はプログラムの実行後に状態間を遷移する仮想マシンです。しかし、zkEVM はさらに一歩進んで、各計算のさまざまな要素を検証するゼロ知識証明 (ZKP) を生成します。
- バイトコード アクセス: 適切なプログラム コードが正しいアドレスから適切にロードされていますか?
2. 読み取りおよび書き込み操作:
- プログラムは計算前にスタック/メモリ/ストレージ (スタック/メモリ/ストレージ) から一致する値をフェッチしますか?
- プログラムは実行完了後、正しい出力値をスタック/メモリ/ストレージ (スタック/メモリ/ストレージ) に書き込みますか?
3. 計算: オペコードは正しく実行されていますか?
アーキテクチャ zkEVM
ZkEVM は、実行環境、証明回路、検証者コントラクトの 3 つの部分に分かれています。各コンポーネントは、zkEVM のプログラムの実行、証明の生成、および証明の検証に貢献します。
実行環境
実行環境は、zkEVM でプログラム (スマート コントラクト) が実行される場所です。 zkEVM の実行環境は EVM のように機能します。初期状態と現在のトランザクションを使用して、新しい (最終的な) 状態を作成します。
回路証明
証明回路は、実行環境で計算されたトランザクションの正当性を検証するゼロ知識証明 (ZKP) を生成します。
プルーフの生成は、(1) 前の状態、(2) トランザクションの入力、および (3) 後の状態の情報で構成される入力データを使用して完了します。
次に、検証者は、その特定の状態遷移の有効性の簡単な証明を取得します。
検証者契約
ZK ロールアップは、検証のために L1 (イーサリアム) チェーンにデプロイされたスマート コントラクトに有効な証拠を送信します。
入力 (以前の状態とトランザクション情報) と出力 (最終状態) も検証者コントラクトに送信されます。
次に、検証者は提供された証明に対して計算を実行し、送信された出力が入力から正しく計算されたことを確認します。
zkEVM オペコードとは何ですか?
zkEVM オペコードは、EVM 互換の zk-Rollup でプログラムを実行するために使用される低レベルの機械命令です。
従来の EVM オペコードはゼロ知識証明回路で使用するには効率的ではないため、zkEVM オペコードが必要です。一般に、zkEVM オペコードを生成するには 2 つのアプローチがあります。
オリジナルのEVMオペコード用のZK回路の構築
このアプローチにより、zkEVM は EVM と同等のバイトコード レベルで互換性を持つようになります。これは、開発者が既存のブロックチェーン開発者ツールを使用してスマート コントラクトを作成したり、大きな変更を加えずに既存のイーサリアム コントラクトを ZK ロールアップに移行したりできることを意味します。ただし、これはかなり複雑で時間のかかる技術的な作業です。
ZK 証明計算用の新しい言語を作成する
このアプローチでは、バリデータをサポートするように設計された新しい言語を構築し、カスタム オペコードを開発する必要がありました。開発者は、新しい言語で直接コントラクトを記述するか、Solidity ソース コードをカスタム zkEVM オペコードにコンパイルする必要があります。
この方法は多くの場合、最初のアプローチよりも実装が簡単ですが、制限もあります。たとえば、開発者は既存の Ethereum インフラストラクチャやリソースにアクセスできない場合があります。
評決
zkEVM は、開発者が使い慣れた Solidity 言語を使用して zk テクノロジー プラットフォーム上で dApp を構築/統合するのに役立つ最も重要な要素の 1 つです。
特に zk-Rollup を使用すると、zkEVM は開発者がイーサリアムのリソースを最大限に活用し、zk-Rollup テクノロジーのスケーラビリティ、有効性、低コスト、資本効率と収容力を活用するのに役立ちます zk テクノロジーのプライバシーに戻る。 zkEVM を構築する取り組みが成功すれば、イーサリアム エコシステムは確実に他の代替 L1 に対する競争力を維持し続けるでしょう。
zkSync がメインネット、Scroll、Polygon zkEVM がテストネットを実行するようになり、zkEVM スペースは今後数か月でさらに加熱する可能性があります。
免責事項：このウェブサイト上の情報は、一般的な市場の解説として提供されており、投資アドバイスを構成するものではありません。 投資する前に、独自の調査を行うことをお勧めします。
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ルシアン
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zkEVM とは何ですか?
zkEVM (ゼロ知識イーサリアム仮想マシン) は、プログラムの入力と出力の妥当性を含む、プログラムの実行の正確さを検証するためのゼロ知識証明 (ZKP) をサポートする仮想マシンです。
簡単に言えば、zkEVM はゼロ知識 (zk) テクノロジーをサポートするスマート コントラクトを実行するように設計されています。
zkEVMの重要性
まず、zkテクノロジーの重要性を確認しましょう。 ZKP (ゼロ知識証明) は、ユーザーが個人情報、企業秘密、専有データなどのプライバシーを守るために、それ以上の情報を明らかにすることなく状態が真であることを証明する方法です。特に Web3 分野では、プライバシーは不可欠です。たとえば、zk のおかげで、個人情報を盗まれることなく Web を使用したり、スマート コントラクトを有効にするための入力として独自のデータを使用したりできます。
zkEVM は、イーサリアムのリソースを活用し、zk-Rollup テクノロジーのスケーラビリティ、有効性、低コスト、資本効率と、zk テクノロジーのプライバシー機能を活用します。
- レイヤ 2 では、zk-Rollup は最初はスマート コントラクトを実行できず、単純なスワップまたは支払いのみを実行できました。しかし、zkEVM の登場により、zk-Rollup はスマート コントラクトをサポートし、開発者が使い慣れた Solidity 言語を使用して dApp を開発しやすくなりました。
- mina のような zk テクノロジーを使用するレイヤー 1 により、zkEVM はイーサリアム上で状態証明を直接証明できるようになり、それによって mina と zk およびイーサリアムテクノロジーの間に架け橋が開きます。
zkEVM は zk テクノロジーの開発における決定要因ですか?答えはいいえだ。たとえば、StarkNet などの一部の非 EVM プロジェクトでは、Warp を使用して Solidity 言語を Cairo にコンパイルしたり、Polygon Miden では MidenVM 仮想マシンを使用したりします。
では、なぜ別の仮想マシンではなく zkEVM を使用するのでしょうか?上で述べたように、次のようなイーサリアムのリソースを活用するのに役立つのは zkEVM です。
- Truffle、Hardhat、Foundry などの開発者にとって使い慣れたツール
- 確立されたセキュリティのベストプラクティス
- OpenZeppelin 経由で既存のモジュラー スマート コントラクトを展開する
- 多くの監査法人はEVMの専門知識を持っています
- 最大の Web3 開発者コミュニティ
- ユーザーは、Etherscan、メタマスク ウォレットなどの EVM ベースのブロックチェーン ユーティリティに精通しています。
zkEVM は、イーサリアム スケーリング ソリューションを強化します。ご存知のとおり、zk-Rollup はイーサリアムの中長期スケーリング ソリューションと言われており、最大 2000TPS (4x Optimistic-Rollup) までのスケーラビリティ、検証の証明、低コストの手数料、効率的な資本 (必要なのはわずかです) などの多くの利点を備えています。 L10 への出金には約 1 分かかりますが、オプティミスティックは 1 週間です)。 zkEVM は、EVM 互換性を通じて zk-Rollup スケーリング ソリューションを強化し、開発者がイーサリアムのリソースを簡単に活用できるようにします。
zkEVM の仕組み
zkEVM がどのように動作するかを理解するために、まず EVM が現在どのように動作するかを確認してみましょう。
EVM 仮想マシンの仕組み
仮想マシンは、ストレージ、メモリ、CPU を備えた物理マシンと同様に動作しますが、完全にコードとして動作します。
- コントラクト バイトコード (ソース コードからコンパイルされた) は EVM のストレージからロードされ、EVM 上のピア ノードによって実行されます。ノードは同じ入力を使用するため、各ノードは確実に同じ結果に到達します (そうでないと合意に達することができません)。
- EVM オペコード (バイトコードに含まれる) は読み取り/書き込み操作を実行します。つまり、状態ストレージから値を読み取り、EVM のメモリに新しい値を書き込みます。
- EVM オペコードは、新しい値を返す前に、状態ストレージから取得した値の計算を実行します。この更新により、EVM は新しい状態に遷移します (このため、トランザクションは「状態遷移」と呼ばれます)。この新しい状態は他のノードによってコピーされ、別のトランザクションがコミットされるまで維持されます。
zkEVM の仕組み
EVM と同様に、zkEVM はプログラムの実行後に状態間を遷移する仮想マシンです。しかし、zkEVM はさらに一歩進んで、各計算のさまざまな要素を検証するゼロ知識証明 (ZKP) を生成します。
- バイトコード アクセス: 適切なプログラム コードが正しいアドレスから適切にロードされていますか?
2. 読み取りおよび書き込み操作:
- プログラムは計算前にスタック/メモリ/ストレージ (スタック/メモリ/ストレージ) から一致する値をフェッチしますか?
- プログラムは実行完了後、正しい出力値をスタック/メモリ/ストレージ (スタック/メモリ/ストレージ) に書き込みますか?
3. 計算: オペコードは正しく実行されていますか?
アーキテクチャ zkEVM
ZkEVM は、実行環境、証明回路、検証者コントラクトの 3 つの部分に分かれています。各コンポーネントは、zkEVM のプログラムの実行、証明の生成、および証明の検証に貢献します。
実行環境
実行環境は、zkEVM でプログラム (スマート コントラクト) が実行される場所です。 zkEVM の実行環境は EVM のように機能します。初期状態と現在のトランザクションを使用して、新しい (最終的な) 状態を作成します。
回路証明
証明回路は、実行環境で計算されたトランザクションの正当性を検証するゼロ知識証明 (ZKP) を生成します。
プルーフの生成は、(1) 前の状態、(2) トランザクションの入力、および (3) 後の状態の情報で構成される入力データを使用して完了します。
次に、検証者は、その特定の状態遷移の有効性の簡単な証明を取得します。
検証者契約
ZK ロールアップは、検証のために L1 (イーサリアム) チェーンにデプロイされたスマート コントラクトに有効な証拠を送信します。
入力 (以前の状態とトランザクション情報) と出力 (最終状態) も検証者コントラクトに送信されます。
次に、検証者は提供された証明に対して計算を実行し、送信された出力が入力から正しく計算されたことを確認します。
zkEVM オペコードとは何ですか?
zkEVM オペコードは、EVM 互換の zk-Rollup でプログラムを実行するために使用される低レベルの機械命令です。
従来の EVM オペコードはゼロ知識証明回路で使用するには効率的ではないため、zkEVM オペコードが必要です。一般に、zkEVM オペコードを生成するには 2 つのアプローチがあります。
オリジナルのEVMオペコード用のZK回路の構築
このアプローチにより、zkEVM は EVM と同等のバイトコード レベルで互換性を持つようになります。これは、開発者が既存のブロックチェーン開発者ツールを使用してスマート コントラクトを作成したり、大きな変更を加えずに既存のイーサリアム コントラクトを ZK ロールアップに移行したりできることを意味します。ただし、これはかなり複雑で時間のかかる技術的な作業です。
ZK 証明計算用の新しい言語を作成する
このアプローチでは、バリデータをサポートするように設計された新しい言語を構築し、カスタム オペコードを開発する必要がありました。開発者は、新しい言語で直接コントラクトを記述するか、Solidity ソース コードをカスタム zkEVM オペコードにコンパイルする必要があります。
この方法は多くの場合、最初のアプローチよりも実装が簡単ですが、制限もあります。たとえば、開発者は既存の Ethereum インフラストラクチャやリソースにアクセスできない場合があります。
評決
zkEVM は、開発者が使い慣れた Solidity 言語を使用して zk テクノロジー プラットフォーム上で dApp を構築/統合するのに役立つ最も重要な要素の 1 つです。
特に zk-Rollup を使用すると、zkEVM は開発者がイーサリアムのリソースを最大限に活用し、zk-Rollup テクノロジーのスケーラビリティ、有効性、低コスト、資本効率と収容力を活用するのに役立ちます zk テクノロジーのプライバシーに戻る。 zkEVM を構築する取り組みが成功すれば、イーサリアム エコシステムは確実に他の代替 L1 に対する競争力を維持し続けるでしょう。
zkSync がメインネット、Scroll、Polygon zkEVM がテストネットを実行するようになり、zkEVM スペースは今後数か月でさらに加熱する可能性があります。
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