ZKsync (ZK) のコンセンサスメカニズムとは何ですか?

ZKsync のコンセンサスメカニズムは、ゼロ知識証明、ロールアップ、コンセンサスノード、インセンティブ、紛争解決を採用することでオフチェーントランザクションを保護し、イーサリアムのセキュリティを維持しながら有効性と完全性を保証します。

2024/12/04 09:43

ZKsync (ZK) のコンセンサスメカニズムとは何ですか?

ZKsync はイーサリアム用のレイヤー 2 スケーリングソリューションで、ゼロ知識証明 (ZKP) を利用してオフチェーンでトランザクションを処理し、基礎となるブロックチェーンのセキュリティを維持しながらトランザクションのスループットを大幅に向上させます。 ZKsync はその中核として、Proof of Work や Proof of Stake などの従来のコンセンサスプロトコルに依存することなく、トランザクションの整合性と有効性を保証する独自のコンセンサスメカニズムを採用しています。

ZKsync のコンセンサスメカニズムをさらに詳しく調べるために、その主要なコンポーネントを分析してみましょう。

1. ゼロ知識証明 (ZKP)

ZKP は、基礎となる情報を明らかにすることなく、一方の当事者 (証明者) が別の当事者 (検証者) にステートメントの真実性を納得させることを可能にする暗号技術です。 ZKsync のコンテキストでは、ZKP はオフチェーントランザクションの有効性を効率的に検証するために利用されます。

ZKsync は、次の 2 つの主要なタイプの ZKP を活用します。

ZK-SNARK (ゼロ知識簡潔な非対話型知識引数):これらの ZKP を使用すると、証明者は、知識そのものを開示することなく、特定の知識 (アドレスに関連付けられた秘密キーなど) を所有していることを証明できます。
ZK-STARK (Zero-Knowledge Scalable Transparent Argument of Knowledge): ZK-SNARK と同様に、ZK-STARK は非対話型証明システムを提供しますが、透明性とスケーラビリティが強化されているため、大規模なアプリケーションに適しています。

2. オフチェーンのロールアップ

ZKsync は、ロールアップメカニズムを採用して、複数のトランザクションを 1 つのバッチにバンドルし、オフチェーンで処理します。これにより、オンチェーン処理に関連する計算オーバーヘッドとガスコストが大幅に削減されます。

トランザクション集約: ZKsync プロトコルは複数のトランザクションを単一のマークルツリーに集約し、単一の ZKP を使用してバッチ全体を効率的に検証できるようにします。
有効性証明:ロールアップバッチごとに、ZKsync は ZKP を使用して有効性証明を生成します。この証明は、バッチ内のすべてのトランザクションが有効であり、イーサリアム仮想マシン (EVM) ルールに準拠していることを暗号的に証明します。

3. コンセンサスノード

ZKsync は、ロールアップバッチの検証と承認を担当するコンセンサスノードのネットワークを利用します。これらのノードは集合的にシステムの整合性を維持します。

ノードの選択:コンセンサスノードは評判ベースのシステムを通じて選択され、評判が良く信頼できるノードのみがコンセンサスプロセスに参加することが保証されます。
ブロック検証:コンセンサスノードは、ロールアップバッチごとに生成された妥当性証明を検証します。バッチが検証に合格した場合、バッチは完成したとみなされ、イーサリアムのメインチェーンに追加されます。

4. インセンティブとペナルティ

参加を奨励し、誠実な行動を確保するために、ZKsync は報酬と罰則のシステムを採用しています。

報酬:コンセンサスノードは、ブロックを検証し、ネットワーク全体のセキュリティに貢献することで報酬を受け取ります。
ペナルティ:悪意のある活動または不正な活動に関与したノードはペナルティを科せられ、コンセンサスメカニズムから削除される可能性があります。

5. 紛争の解決

万が一紛争が発生した場合に備えて、ZKsync には紛争解決メカニズムが組み込まれています。

異議申し立て期間:ロールアップバッチが完成した後は、バッチが無効であると思われる場合に誰でも異議を申し立てることができる異議申し立て期間が設けられます。
紛争の解決:紛争が提起された場合、コンセンサスノードはその異議を調査し、バッチの有効性について投票します。コンセンサスによる決定が下され、バッチは確認されるか、無効であることが判明した場合は取り消されます。

6. セキュリティに関する考慮事項

ZKsync が採用するコンセンサスメカニズムでは、セキュリティが優先されます。

不正証明: ZKsync は不正証明を利用しており、ロールアップバッチ内の特定のトランザクションが無効であることを誰でも証明できます。これにより、悪意のあるトランザクションの特定と削除が可能になります。
データの可用性: ZKsync は、すべてのロールアップバッチの公的に利用可能な記録を維持し、データの透明性と監査可能性を確保します。
稼働性と可用性:コンセンサスノードのネットワークは、可用性と耐障害性が高く、ダウンタイムや中断のリスクを最小限に抑えるように設計されています。

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