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ゼロ知識証明(英:Zero knowledge proof)とは・・・

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ゼロ知識証明とは、zk-SNARKsに使用されている暗号理論を指す。ある解の数値を公開せず、その解が正しいことを証明するというもので、ブロックチェーンではZcashがはじめて実装した。イーサリアムにおいてゼロ知識証明は今後10年の開発のコア技術に取り込まれる予定となっており、すでにL2ではzk-Rollupとしてメインネットローンチされている。

 

イーサリアムとゼロ知識証明の歴史

イーサリアムでは2017年の”ビザンチウムアップデート”でzk-SNARKsを実装しており、Zcash on Ethereumとして利用することが可能となった。2020年にはZokratesなどでイーサリアム上でゼロ知識証明を活用することができ、匿名送金やコントラクトの難読化などにも活用されている。

2021年に入りL2のコア技術の一つであるRollup(ロールアップ)が注目を集めるようになり、zk-Rollupの開発研究が盛んに行われるようになった。2023年にはzkEVMを導入したStarknet(スタークネット)とzkSync(ジーケーシンク)がイーサリアムメインネットにローンチしており、これまで以上にゼロ知識証明の恩恵をイーサリアムが受けている。

 

イーサリアムとゼロ知識証明の今後

イーサリアムは今後10年の開発ロードマップとしてゼロ知識証明を元にしたzk-SNARKsをイーサリアムL1に組み込むことを予定しており、”バージ(The Verge)”で導入する予定となっている。

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イーサリアムの「Beam Chain」とはDEVCON2024でイーサリアム財団によって発表されたイーサリアム3.0とも言える2029年にかけての開発ロードマップであり、現在のコンセンサスレイヤー(CL)であるBeacon Chainの大幅アップデートバージョンを指す。
Beam Chainでは2022年のThe Mergeから始まったThe Surge, The Purge, The Verge, The SplurgeとThe Scourgeをパッケージとし、さらに追加したものとなる。
Beam Chainのコア技術一覧  
No開発目的実装 1ブロック提案検閲耐性FOCIL 2ブロック提案バリデータ分離APS 3ブロック提案スロット高速化12秒→4秒 4ステーキングバリデータ閾値引き下げ32ETH→1ETH 5ステーキングETH発行数の変更インセンティブ付け 6ステーキングシングルスロットファイナリティ32スロット→1スロット 7暗号法バリデータ要求スペック引き下げSNARKification 8暗号法量子耐性新たな証明の実装 9暗号法Randomness Beacon強化VDFs  
イーサリアムL1で300倍以上のTPSを可能に Beam ChainではFOCILやPBSに似たコンセプトを持つAPSなどを含め、さらにzk-SNARKsなどをブロック検証に応用するSNARKificationによりブロックガスリミットを100倍にし、Beacon Chainで32スロットを1EpochとしたCasper FFGのファイナリティをシングルスロットファイナリティにすることでスロットタイム(ブロック)を2倍に高速化を可能とする。
これによりイーサリアムはブロックチェーンで最も分散されたままスケーリングが可能な次世代ブロックチェーンとなり、3GBのブロックにも対応が可能となる。