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What might an “enshrined ZK-EVM” look like? 日本語訳

この記事は@VitalikButerinによる「What might an “enshrined ZK-EVM” look like?」を日本語に機械翻訳したものです。 オプティミスティックロールアップやZKロールアップを含むイーサリアム上のレイヤー2 EVMプロトコルは、EVMの証明に依存しています。しかし、これには大規模なコードベースを信頼する必要があり、そのコードベースにバグがあれば、これらのVMはハッキングされるリスクがあります。さらに、L1 EVMと完全互換でありたいZK-EVMでさえ、L1 EVMの変更を自身のEVM実装にコピーするために、何らかのガバナンスが必要であることを意味します。 なぜなら、これらのプロジェクトはイーサリアムのプロトコルにすでに存在する機能を複製しており、イーサリアムのガバナンスがすでにアップグレードやバグの修正に責任を負っているからです!さらに、今後数年間で、ライトクライアントはますます強力になり、L1 EVMの実行を完全に検証するためにZK-SNARKを使用できるようになる日も近いと予想されます。その時点で、イーサリアムネットワークは事実上ZK-EVMを内蔵することになります。そこで、このZK-EVMをロールアップでもネイティブに利用できるようにしたらどうかという疑問が生じます。 この投稿では、実装可能な "enshrined ZK-EVM "のいくつかのバージョンを説明し、トレードオフや設計上の課題、特定の方向に進化しない理由を説明します。プロトコルの機能を実装することの利点と、エコシステムに任せて基本プロトコルをシンプルに保つことの利点を比較検討する必要があります。 ZK-EVMに求められている重要な特性とは? 基本機能としてイーサリアムブロックを検証すること。プロトコル機能(今のところ、それがオペコード*1であるか、プリコンパイル*2であるか、あるいは他のメカニズムであるかはオープンなまま)は、入力として(少なくとも)プリステート・ルート、ブロック、ポストステート・ルートを受け入れ、ポストステート・ルートが実際にプリステート・ルートの上でブロックを実行した結果であることを検証する必要があります。 *1オペコード

ゼロ知識証明によるビットコインの条件付き支払い

ゼロ知識証明は昨今のブロックチェーンのバズワードとなっており、興味を持つ方も多いと思います。イーサリアムではZK-SNARKなどゼロ知識証明を使ったアプリケーションの開発が進んでいます。ビットコインでもゼロ知識証明を活用したアプリケーションの提案も少しずつ出てきています(OP_ZKPやValidity rollups)。イーサリアムにはゼロ知識証明の検証をするためのプレコンパイルされたコントラクトが導入されています(EIP196, EIP197)が、ビットコインにはこのようなOPコードは存在しないので、ソフトフォークによる導入が必要になってきます。しかし、ビットコインでもゼロ知識証明をブロックチェーン外で行うことで、任意のプログラムを実行させて、その結果に対して支払をすることができます。今回紹介するのはゼロ知識証明による条件付き支払い(Zero-Knowledge Contingent Payment, ZKCP)で、これはGMaxwellによって2011年に提案され2016年に実際にビットコイン上で証明されました。なんと10年以上前からビットコイン上でのゼロ知識証明の活用が提案されていたのです。このZKCPの引用元は以下になります。https://en.bitcoin.it/wiki/Zero_Knowledge_Contingent_Payment 以下の図は数読パズルの正解をBuyerがSellerから購入するというシナリオになっています。本例ではトラストセットアップのZKSNARKを使っていますが、Buyerがゼロ知識証明の検証をするため、自身でそのセットアップをすることに問題はありません。 Buyerは数読パズルの正解が正しいかを判定する数読チェッカーを作成し、トラストセットアップをします。 Sellerは数読パズルの正解Xを見つけ、ランダムな値Kを選び、KでXを暗号化してExを得ます。そして下図のProgram(K, Ex, H())をプルーフへ変換してBuyerへ送付します。 Buyerはプルーフを検証して問題なければ、下図のP2SHアドレスへ支払いをします。このアドレスは、Sellerが数読パズルの正解Xを公開することでSellerは支払いを回収できると同時にBuyerは正解Xを復号するためのKを得ることができる、ようなアトミックスワップに使われるスクリプトと同類のものです。 SellerはKを公開することで支払を回収し、BuyerはKからXを復号し数読パズルの正解を得ることができます。 <img src="https://s3-ap-northeast-1.amazonaws.com/spotlight-s3-001/article/20230710045144mceu_68066159621688

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