【後編】「ゼロ知識証明」の基礎理解：プライバシー保護とスケーラビリティ向上
【後編】「ゼロ知識証明」の基礎理解：プライバシー保護とスケーラビリティ向上
2022-03-2 Web3 Topics Newsletter - #6
このニュースレターでは、Web3関連の情報収集を効率化したり、話題のプロジェクトやトピックをやさしく解説していきます。毎週水曜日定期配信（週1本以上）、朝6時に配信しておりますので、ぜひ情報収集にお役立てください。クリプトを楽しみながら一緒に学習していきましょう。
今回は、前回に引き続き「ゼロ知識証明」を扱います。前編をまだご覧いただいていない方は、こちらから。以下、前編のSummaryです。
前編のSummary
ゼロ知識証明とは「明かしたくない情報を隠したまま自分が証明したい情報を相手に証明できる技術」のこと
zk-SNARK = コンピュータがゼロ知識証明を応用して高速にある事象を検証できるよう構築された技術のこと
SNARKの承認プロセスではセットされる情報をユーザーが信頼することを前提としており、共謀されると承認結果を操作できてしまうなどの課題がある
zk-STRAK = zk-SNARK の課題を一部改善した技術のこと
それでは、本日もよろしくお願いします。
1.Main Topic：【後編】「ゼロ知識証明」の基礎理解：プライバシー保護とスケーラビリティ向上
後編では、ゼロ知識証明がどのような課題を解決でき、どのような場面で利用されているのかについて解説していきます。
ゼロ知識証明が解決する課題とユースケース
ゼロ知識証明における課題とそれにまつわるユースケースを紹介していきます。紹介するのは以下の2つです。
プライバシー
スケーラビリティ
それぞれ課題とユースケースに分けてまとめます。
🚫プライバシーの課題
プライバシーの課題とは、かんたんにいうと「自分の財布の中身と送金履歴が丸見えになっている」という問題です。
ブロックチェーンの革命的な特徴として「分散型台帳技術」という仕組みがあります。つまり取引履歴が公開されていることが前提です。しかし、これが逆にデメリットになることがあり得ます。たとえば、貴重なNFTを保有している場合や大金を保有しているウォレットは、トランザクションをScanで見ればすぐにわかります。
企業の事例では、米国決済大手のマスターカードがConsensysと協業して、プライバシーや処理機能を重視した技術の開発を行なっています。
SNSの交流でも当たり前ですが、仮想空間上で親密な関係性を持つようになればなるほど、こうしたプライバシーの問題は、今後一層注意喚起がなされるべき点であり、特にトランザクションの内容を秘匿することはますます需要が増えるでしょう。
🎯プライバシーのユースケース
もしゼロ知識証明の技術を実装することができれば、Ethereumといったパブリックブロックチェーンのように透明性のあるネットワークにおいても、プライバシーを保護した取引を実現できます。
代表的な例としては「Zcash」が挙げられることが多いです。Zcashでは、ユーザーが金額、相手先などを秘匿するプライベートなトランザクションを生成することができます。
Aztecもプライバシーに関するツールを提供しています。
Aztecの特徴的は、DeFiプロトコルの利用を匿名化できるという点です。どいうことかというと、次のような手順です。
☑️AztecでDeFiプロトコルを匿名で利用する方法（Uniswapでの例）
ユーザーは、UniswapでETHと交換するためのDaiをAztecに送信
Aztecのロールアップ（トランザクションの集約）により100のトランザクションが一つにまとめられる
Aztecコントラクトがユーザーの代わりにETHを受け取る
ETHは参加ユーザーに比例分配されたかたちで所有される
ユーザーが匿名性の恩恵とETHのためガス代を支払う
以上のような流れです。
Aztecのコントラクトを信頼することができるならば、DeFiでの資金のやりとりをAztecのロールアップに紛れ込ますことができるわけです。なお、AztecはL2ソリューションとしてスケーラビリティを解決する機能も同時に提供しています。
📦スケーラビリティの課題
スケーラビリティの課題とは、主にブロックチェーンのブロックサイズの大きさが原因で起こるトランザクションの処理遅延とガス代が高騰するというものです。
この課題は、ブロックの中に入れるデータ量に限りがあることが原因で起こります。ゼロ知識証明を活用した技術を利用すれば、ブロックチェーンに保存すべきデータ量を結果的に減らすことができスケーラビリティの改善につながります。
代表的な例では、ゼロ知識証明をレイヤー２ソリューションという仕組みに組み込んだzk Rollup（ズィーケーロールアップ）といわれるものがあります。
🧻zk Rollupとは
Rollup（ロールアップ）とは、トランザクション処理をオフチェーンで処理し、処理結果をまとめてL1へバッチ処理するような仕組みのレイヤー２ソリューションです。こうすることでブロックに保存する情報量をスリム化できます。
zk Rollupで、ゼロ知識証明はどのように活用されているかというと「オフチェーンで処理した実行結果をオンチェーンに保存していなくても内容を証明できること」に活用されます。
しかし、zk Rollupにも課題がありEVM互換性がないので、Ethereumのアプリケーションがすぐに使えないという大きなデメリットがあります。この点は、zk EVMといった技術が開発され解決に向かっていくと思います。
🥡スケーラビリティのユースケース
スケーラビリティのユースケースとしては、Polygonが開発している「Plonky2」を取り上げます。
PolygonはEthereumのスケーリングソリューションを提供するサイドチェーンといわれますが、ゼロ知識証明の技術を開発しているMirを買収し、レイヤー２への事業展開を拡大しています。
Plonky2とは
Plonky2とは、ゼロ知識証明を活用し、Ethereumと互換性がありながら、分散性、高セキュリティ（プライバシー）、高速処理でスケーラビリティを実現するものとうたわれています。zk-SNARKが応用されています。
Plonky2の特徴は「再帰的な証明方法」にあります。「再帰的」とは、プログラムのプロセス自体に自分の処理を呼び出すプログラムを意味します。
具体的には、通常では、1,000件のトランザクションを検証する1つの証明を生成するのにはひとつひとつの計算処理が入るので時間のかかる作業です。一方、Plonky2では、1,000件のトランザクションに対し1,000個の証明を並列に生成し、これらを再帰的に集約して行くプロセスをとります。1,000個のトランザクションを検証する1つの証明が出来上がるまでこのプロセスを繰り返します。
Plonky2は証明のための時間を短縮しつつ、証明データのサイズも最適化できるので、ブロックに保存すべき情報も少なくてすみます。ゆえにブロックに多くのトランザクション保存できるので、スケーラビリティを改善できる、といわれています。
ゼロ知識証明はWeb3時代の必須技術
今回は、ゼロ知識証明について基礎的な部分を前編・後編にまとめました。
ゼロ知識証明が、プライバシー保護、スケーラビリティ、レイヤー2といったこれからより一層話題にされる分野で活躍する技術であることが見えてくれば嬉しい限りです。
Ethereumでは、スケーリングソリューションとしてゼロ知識証明が注目されており、Vitalik氏はzk STARKを開発しているStark Wareに投資していることでも知られています。L1のエコシステムだけでなく、さまざまなチェーンが接続するなか、ゼロ知識証明を組み込んだzk Rollupやzk EVMなどは、有望視されていくと思います。
ゼロ知識証明は、分散性、セキュリティ、スケーラビリティというブロックチェーンのトリレンマを解決する技術につながるのでしょうか。このあたりはニュースを追って行くとワクワクしていけるのではないかと思います。
本日のMain Topicは以上です。
2.Web3 Topics
本日までにあったWeb3に関する記事やニュースをピックアップして、コメントしつつご紹介させていただきます。
Soulbound - 非譲渡性について
Ethereum創設者のヴィタリク氏のブログの和訳＆考察記事です。
金銭的な投機目的のNFTが溢れるなか、POAPなどといった「参加したこと」など、行動の証としてNFTを利用する価値について論じられています。
NFTを証明書として扱うのは今後一般的になると思っています。
日本のブロックチェーン特区構想「DAOヶ島」とは？ | 火炎舌
日本円ステーブルコインを発行しているJPYC株式会社CEO岡部さんのブロックチェーン特区構想を「DAOヶ島」というそうです。
「地方自治体ごとDAOにできないか」という発想のようですが規模がぶっとんでいて非常に興味深いです。
既に現地（東京都伊豆諸島の青ヶ島）に上陸しているそうです。日本の小さな自治体からDAO型の分権統治方式が現れたらかなり面白そうですよね。岡部さんの人柄であれば島民からも受け入れられ、ブロックチェーン特区構想も本当に実現しそうです。
DAOとは何か？を図解しました。｜#HRを図解します｜Kenji Tomita | Runtrip取締役｜note
DAOとはなんなのか？日本語でとてもよくまとまった記事でした。
ただのオンラインサロンではなく、組織のあり方の変化として捉え、組織自体もプロダクトとして成長させて行くビジョンは面白いなと思います。
3.Weekly Podcasts
本日までに配信したポッドキャストを3本ご紹介していきます。音声学習でインプットの効率化にお役立てください。
1．#410 朝の散歩と分散型SNS Lens Protocol - #スタートアップクリプトチャンネル | stand.fm
以前このメルマガで紹介した分散型SNSの「Lens Protocol」について口頭での補足説明をしています。
「分散型」とつけば何でも新しい感じがするのですが、LensはNFTを活用したソーシャルメディアを本気で構築しようとしている感をホワイトペーパーから感じます。よろしければぜひご覧ください。
2．#412 P2Eはポンジスキームなのか？ - #スタートアップクリプトチャンネル | stand.fm
Play To Earnのビジネスモデルを考え、ポンジスキームのような仕組みにあるのかを解説しました。
ぼく自身は、Axieは手数料モデルとして成り立っているというわけで厳密にはポンジではないと結論づけました。
しかし、最初に入っている人が儲かり、後から入った人が損をするモデルという事実には変わりなく、エンジニアの中島聡さんがいうように一部のP2EゲームはパチンコとNFTが組み合わさっただけのビジネスモデルなのかなと思ったりします。
過渡期にはこうした摩擦がつきものなので、どのようにユーザーを守りながらテクノロジーが発展できるのかという点で引き続き注目していきたいと思います。
3．#413 DeFiのトレンドをどうやってキャッチアップしていくか - #スタートアップクリプトチャンネル | stand.fm
DeFiのトレンドなど、クリプトの情報収集にあたり実際に僕が利用しているメディアや情報収集している方法を紹介させていただきました。
検索力があれば無料でも情報収集は捗りますが、時間効率を考え有料レポートを利用してみることをおすすめしています。（PRではありません）
ポッドキャストで紹介はしていませんが、今ゼロからクリプトを学ぶのであれば、PoLがおすすめです。
4.読者のコーナー
このメルマガの読者の声を紹介させていだきます。Twitterでシェアしていただけましたら、通知を確認させていただき次第リツイートさせていただきます🙇♂️
ぜひ、インプットしたことをアウトプットしてクリプトの学習にお役立てください🌟
最後までお読みいただきありがとうございました。
2月はあっというまでしたね。このメルマガを配信し始めて6本目になりました。徐々に軌道に乗り始めたので毎週水曜朝6時の定期配信スタイルにさせていただきました。リサーチの状況によっては、週1本以上にできるかもしれません。
個人的な話ですが、仕事、子育て、転職活動、メルマガ、ポッドキャスト、コミュニティ運営と目まぐるしく毎日が過ぎていき、充実感と焦燥感の両方を毎日感じております。3月は期末ということもあり仕事がさらに忙しくなりそうです。
そうしたなかでも、みなさまにWeb3の世界をより一層楽しんでいただけるコンテンツをお届けできるように毎日リサーチをしていきたいと思います。
ところで、趣味で英語のPodcastを始めようと思うのですが、みなさまが聞いている英語のPodcastでおすすめがありましたらコメントでぜひ教えていただけないでしょうか？
ぜひ参考にさせてください。
それでは、また。
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