対話 Polygon zkEVM：MATIC 1つのトークンで十分です

インタビュー：Jack、BlockBeats

編訳：Laughing、BlockBeats

黒山EDCON以降、ZKがすべての人々の議論の中心になったようです。しかし実際には、ZKトラックの熱気は年初のArbitrumエアドロップ以降、減少することはありませんでした。zkSync Eraのローンチに伴い、「ZKエアドロップ」の期待も新たな高みに引き上げられ、zkSyncやStarknetに加えて、Scroll、LineaなどのzkEVMプロジェクトも「羊毛党」の重点的な対象となっています。

興味深いことに、ZKトラックのエアドロップ期待が前例のない高まりを見せているにもかかわらず、この分野の細分化された概念については多くの人々がまだ相対的に曖昧です。ZK Rollup、zkEVM、zk-SNARK、zk-STARKなど、どれも重要そうですが、どれもあまり理解されていません。ZKトラックの強い技術的特性は、多くの人々がこの分野を理解する上での難しさを増しています。

Polygonは、ZKスケーリング開発に最初に取り組んだチームとして、製品は何度もイテレーションを経ており、ZK Rollupに対する深い理解と洞察を持っています。また、Polygon zkEVMも現在稼働している数少ないzkEVMの一つです。そのため、BlockBeatsは最近、Polygon zkEVMの技術責任者であるJordi Baylinaにインタビューを行い、この「技術オタク」にZKトラックの現状、機会、Polygon zkEVMの将来展望について尋ねました。

ZK RollupとzkEVMについて

BlockBeats：まず、Jordiさん、読者にZK RollupsとzkEVMの違いを簡単に説明していただけますか？また、なぜZK検証されたEVMが必要なのでしょうか？

Jordi Baylina：ユーザーの観点から見ると、OP RollupsとZK Rollupsの最大の違いは、資金を引き出すのにかかる時間です。たとえば、OptimismやArbitrumに1 ETHを入れた場合、そのお金を取り戻すには少なくとも1週間かかります。資金をそこに留めておくつもりなら、それほど問題ではありません。しかし、資金が複数のRollupシステムにある場合、問題はさらに複雑になり、資金の移動が難しくなります。別のRollupに資金を移動したい場合、やはり1週間または2週間かかります。これがOP Rollupsが直面している最大の問題です。

ZK Rollupの場合、検証証明が生成された後にRollupから退出できます。現在、Polygon zkEVMでは、この時間は約1時間ですが、最短で30秒に達することも可能です。30秒と2週間では大きな違いがあります。30秒であれば、別のRollupで取引を行い、その後同じRollupに戻ることができます。したがって、資金を世界中と接続し、ここで資金を移動できることは、より高い可用性を意味します。つまり、資金が移動できない状況に陥ることはありません。これは非常に重要です。

BlockBeats：StarknetやzkSyncなどのZK Rollupsと比較して、Polygon zkEVMの違いは何ですか？

Jordi Baylina：Polygon zkEVMの最大の違いは、それがEVMであることです。つまり、Ethereumと完全に互換性があります。ユーザーはMetaMaskを接続するだけで、Ethereum上で行うのと同じことができます。スマートコントラクトをデプロイしたり、スマートコントラクトと対話したり、トークンを作成したり、送金したり、マルチシグを作成したり、何をしたいかに応じて、特別なツールは必要ありません。Ethereum上で使用するのと同じツール、たとえばMetaMask、etherscan、HardHatなどを使用するだけで、Ethereumで利用可能なすべてのツールを使用できます。特定の他のツールは必要ありません。

BlockBeats：コミュニティでは「ZKとEVMは互換性がない」という意見がよくありますが、なぜそのようなことが言われるのでしょうか？

Jordi Baylina：EVMは最初に設計されたとき、ZK証明を考慮していませんでした。EVMの設計は2014〜2015年頃に完了し、関連するZK証明の概念は2018〜2019年頃に登場したため、EVMの設計時にはZK証明の要素は考慮されていませんでした。しかし、Polygonでは、独自の設計を通じてzkEVMを成功裏に構築しました。つまり、Ethereumの取引を検証できるzkProver（ゼロ知識証明生成器）を構築しました。

それは、任意のEthereumクライアントと同じ方法で検証を行うことができ、つまりEthereumと完全に互換性を持つことを意味します。したがって、Ethereumでの開発方法を知っているなら、zkEVMでの開発方法も知っているはずです。他に特別なものは必要ありません。開発者の観点から見ると、ガス価格やスループットの違いを除いて、ほとんど違いを感じることはありません。

BlockBeats：Polygon自体はすでにEVM互換のサイドチェーンですが、なぜ別のLayer 2スケーリングソリューションを構築する必要があるのでしょうか？

Jordi Baylina：Polygonには2つの部分があります。1つはPolygon PoS、つまり元のPolygonネットワークで、もう1つはPolygon zkEVMです。これらは2つの独立したネットワークで、現在は接続されていません。Polygon PoSはLayer 1のサイドチェーンで、Gnosis、Avalanche、または他のLayer 1サイドチェーンのようなものです。一方、Polygon zkEVMはZK Rollupであり、EVMで、Ethereumと互換性があります。最終的には、これらが融合することになります。それは非常にスケーラブルです。

実際、これがPolygonが常に努力している方向性であり、私たちはPoSを作成しました。これにより、より良いスケーリングLayer 1になることができます。しかし、すべてのLayer 1には、コンセンサスメカニズムという制限があります。セキュリティに関しては少し妥協することができますが、Ethereumのセキュリティを同時に得ることはできません。Polygon PoSは、非常に迅速で安価な取引を提供できるトレードオフであり、セキュリティに関しては妥協がありますが、それは安全でないという意味ではなく、Ethereumと同じレベルのセキュリティと分散化がないということです。この「不可能な三角形」にはさまざまなバランスが存在し、多くのアプリケーションにとってはそれで十分かもしれません。しかし、Layer 1にとっては、コンセンサス層には常に何らかの制限があります。

真のブロックチェーンのスケーリングはLayer 2技術を通じて実現される必要があるため、PolygonはLayer 2技術の構築に多額の資金を投入しています。具体的には、ZK Rollup技術です。もちろん、Polygon PoSのスケーリング試みの中でSupernetsを行ったこともありますが、これはLayer 1エコシステム内で発展する方法です。ブロックチェーン全体のスケーリングに関しては、Polygonは確かにZK Rollupsに非常に注力しています。

BlockBeats：多くのZK Rollupsはzk-SNARKを採用していますが、Polygon zkEVMはzk-SNARKとzk-STARKを組み合わせています。最近、両者についての議論も多いですが、zk-SNARKとSTARKについてどう思いますか？

Jordi Baylina：現在、STARKは私たちが知っている中で最も速い証明システムです。また、重要な要素は、STARKsの上で完全な再帰を実現するのが非常に簡単であることです。これにより、単一の取引内で多くのブロックを集約することが非常に便利になります。また、私たちはStarWareとは異なるものを使用しており、小素数域（small prime field）のSTARKと呼んでいます。これは通常のStarkよりも10倍速いです。

律動 BlockBeats 注：数学において、「小素数域（small prime field）」は、小さな素数を特徴とする有限体（有限素体またはガロア体とも呼ばれる）を指します。この体では、すべての演算はこの素数でモジュロ演算されます。小素数域は、暗号学や符号理論などの分野で頻繁に使用され、重要な特性を持っています。

BlockBeats：ZK Rollupの分野では、皆がEVM互換または等価性を実現しようとしていますが、リーダーであるStarknetは非EVM互換です。

Jordi Baylina：StarknetはEthereumのLayer 2であると言えます。なぜなら、Ethereumの上に構築されているからです。しかし、実際には、Ethereumとの互換性と等価性の違いがありますが、Starknetは互換性がありません。MetaMaskを直接このポートに接続して使用を開始すると、それは等価です。あるいは、Remixを使用してスマートコントラクトを作成し、それをデプロイすれば、Ethereumとまったく同じように動作するはずです。

しかし、Starknetは異なる言語を使用しており、異なるものと比較されます。まるで異なるチェーンのようです。Remix（Ethereum開発環境）でスマートコントラクトを生成してCairoにデプロイすることはできません。彼ら自身のツールを使用する必要があります。

BlockBeats：KakarotのようなzkEVMプロジェクトがStarknetの上にzkEVMを構築することを選択していますが、この技術実現の道筋についてどう思いますか？Polygon zkEVMとの技術的な違いは何ですか？

Jordi Baylina：KakarotチームはEthereum互換を実現しようとしていますが、その目標を達成するために採用した技術スタックは少し遅れています。具体的な状況はさらに観察が必要ですが、彼らの効率はあまり高くないかもしれません。現在の問題は、このプロジェクトがzkEVMの構築方法に非常に依存していることです。KakarotはCairoに基づいて構築されており、Cairoは比較的遅く、EVMは非常に複雑です。Cairoの上に構築することは非常に非効率的です。これは二層の技術スタックであり、うまくいくかもしれませんが、規模は非常に小さいと思います。

Cairoのような汎用仮想マシンを使用する代わりに、私たちはカスタム仮想マシンを構築しました。特定のプログラムを実行するための専用プロセッサを構築するようなものです。私たちはCairo言語を使用するのではなく、仮想マシンをカスタマイズしました。この仮想マシンは、zkEVMを構築するために特別に設計されています。まるで単一のプログラムしか実行できないコンピュータを設計するようなものです。

BlockBeats：つまり、Polygon zkEVMは最初からSolidityを使用して開発されるのですか？

Jordi Baylina：PolygonはEVMを使用しているため、Ethereumと同じ基盤技術を使用しています。つまり、Solidityを使用して開発でき、Solidityで開発した場合、Ethereum上でもzkEVM上でもデプロイできます。なぜなら、両者は同じプロセッサ、つまりEthereum仮想マシンを使用しているからです。一方、StarNetはCairoを使用しており、EVMを単に使用しているわけではありません。

OP RollupとzkEVMトラックについて

BlockBeats：一、二年前、皆はOP Rollupsが短期的にスケーリングの主流解決策であると考えていました。しかし現在、主要なZK Rollupsが次々とメインネットにローンチされています。今、OP RollupsはEthereumのスケーリングに重要な価値があると思いますか？

Jordi Baylina：OP RollupsはZK Rollupが完全に準備されていない場合には良い解決策でした。しかし、今やZK Rollupは準備が整ったので、OP Rollupsを使用する意味はあまりないと思います。2年前、zkEVMが構築中の時、皆は約5年の作業時間が必要だと考えていましたので、その5年間の間、OP Rollupsは非常に合理的な選択かもしれません。しかし、わずか2年でzkEVMは非常に良い進展を遂げ、その目標を前倒しで達成しました。

OP Rollups、Starknet、Polygon zkEVMを比較すると、1つの大きな違いは、Polygon zkEVMが3者の中で唯一実際に実現されたzkEVMであり、Ethereumと完全に互換性のあるzkEVMであることです。zkSyncはSolidityレベルで互換性がありますが、特定のツールを使用してコンパイルする必要があり、EVMではありません。一方、StarnetはEthereumと互換性がありません。

BlockBeats：あなたの見解では、ZK Rollupsの開発プロセスを加速させた重要な要素は何ですか？

Jordi Baylina：最も重要なのは、すべてのツールと技術を組み合わせたときの相乗効果です。これはエンジニアリングプロセスであり、多くの既知の部分を組み合わせるようなものです。私たちはある程度、これが可能であることを証明し、その過程で多くの課題を解決しました。

たとえば、証明時間や証明に必要なデータセンターに関して、最初は数時間かかりました。しかし、現在では、大型のマシンで証明を構築するのに1分しかかかりません。したがって、この2年間の進歩が見て取れます。これは単一の要因ではなく、前述のように、大素数域から小素数域に移行し、STARKSを採用し、使用されるハッシュ関数を加速させ、算術処理を行う方法や、回路内でkeccak256を効率的に実装する方法を学びました。私たちは非常に優れたアーキテクチャを作成し、異なるチームが並行して作業できるようにしました。制限層、暗号層、ROM（読み取り専用メモリ）層があり、これは実際にテスト層を実現しています。これらの異なる層により、効率的に並行作業が可能になり、これがこのシステムを迅速に構築できた理由です。

BlockBeats：しかし、コミュニティからの多くの声は、EthereumとLayer 2間で資産を移動する際や、Layer 2上での相互作用に長い時間がかかり、ガス料金もあまり安くないと不満を述べています。これはなぜですか？

Jordi Baylina：L1とL2間で資産を移動する場合、EthereumのzkEVMではそのようなことはありません。Layer 1からLayer 2に移動するには、2層の処理を経る必要があります。したがって、Layer 1で取引を完了させて最終確認を得る必要があり、これには約12分かかります。

私は、彼らが正しく操作を実行していない以外に理由はないと思います。現在、Polygon zkEVMに資金を預けるには12分かかります。私たちは毎時1つの証明を生成して資金を引き出すので、全体のプロセスは1時間半を超えることはないはずです。もちろん、これは変動する可能性があります。つまり、私たちは最大で1時間しかかからないことを知っており、さらに短くなる可能性もあります。

現在のガス料金はLayer 1のガス料金の10%です。なぜなら、データ可用性料金を支払う必要があるからです。しかし、約6ヶ月後、つまり来年の初めには、再び引き上げる予定で、現在の10倍の基礎の上にさらに50倍を追加する予定です。この50倍の引き上げは主にデータ圧縮から来ており、これは現在私たちが研究している分野です。残りの10倍はEIP-4844から来ています。

律動 BlockBeats 注：EIP-4844（プロトダンクシャーディング提案とも呼ばれる）は、Vitalik ButerinとEthereumエコシステムの他のプログラマーによって共同で作成されました。EIP-4844の主な目的は、分散化を犠牲にすることなく、ネットワーク上のガス料金を低下させること、特にRollupソリューションに対してです。ArbitrumやOptimismなどのRollupソリューションは、ガス料金を100倍から1000倍に低下させることができます。

BlockBeats：現在、zkEVMトラックの競争は非常に激しいです。Polygon zkEVM、Consensys、ScrollがL2ユーザーを争っており、多くのユーザーはそれらとStarknetやzkSyncの違いをまだ理解していません。あなたの見解では、Polygon zkEVMと他のzkEVMプロジェクトの違いは何ですか？

Jordi Baylina：Scrollは私たちと多くの類似点があります。ScrollはzkEVMであり、私たちもzkEVMです。一方、zkSyncはそうではなく、zkSolidityであり、技術的な実現プロセスにはEVMがありません。また、StarknetはEVMではなく、むしろサイドチェーンのようです。しかし、これは良し悪しの違いではなく、異なるものです。

zkEVMはEVMを実現しているということです。つまり、ゼロ知識証明EVMを使用できるということです。これは互換性があり、Ethereumとまったく同じ方法で使用できるはずです。zkEVMの分野では、Scroll、Consensys（Linea）、Polygon zkEVMについて議論する必要があります。これらは現在最も先進的な3つのzkEVMプロジェクトであり、各々に長所と短所があります。もちろん、Taikoもありますが、それはType 1のzkEVMです。

その中で、Consensysはアーキテクチャ設計にもっと焦点を当てており、エンドユーザーがEVMとの違いを感じないようにしています。もちろん、彼らのメインネットはまだローンチされていないので、実際のパフォーマンスを観察する必要があります。しかし、ユーザーの観点から見ると、大きな違いはないはずです。

主流のZK RollupsとzkEVM技術アーキテクチャの比較、画像出典：Dewhales Research（注：Polygon Hermezは現在のPolygon zkEVMです）

私はConsensysのアーキテクチャがPolygon zkEVMに非常に似ていると思います。どちらも状態に非常に焦点を当てています。彼らの違いは暗号部分にあります。彼らが採用している格ベースのソリューションは非常に興味深いと思います。彼らの実現方法に注目することができるかもしれません。これは利点かもしれません。しかし、アーキテクチャの観点から見ると、非常に似ています。一方、Scrollは少し異なり、Scrollはそれほど多くの階層構造を持っておらず、より簡素化され、内的に統合されています。

律動 BlockBeats 注：暗号学において、格ベースの暗号学は、格理論に基づく暗号学の一分野であり、格構造の数学的特性を利用して安全な暗号システムを構築します。格は多次元ベクトル空間内の線形独立なベクトルの集合です。格ベースの暗号学は、格問題の難解性を利用しており、最も有名な問題は「最短ベクトル問題」（Shortest Vector Problem、SVP）と「最近ベクトル問題」（Closest Vector Problem、CVP）です。これらの問題は通常、高次元空間で難解であり、現代のコンピュータを使用しても膨大な計算資源と時間を要します。従来の数論や楕円曲線に基づく暗号学と比較して、格ベースの暗号学は量子計算攻撃に対する抵抗力を持つとされ、広く研究され、応用されています。

BlockBeats：EDCONの講演で、Polygon zkEVMチームはScrollなどの「競合チーム」と頻繁に交流しているとお話しされました。皆さんの交流は主にどのような話題に関するものでしょうか？お互いの競争関係についてどう考えていますか？

Jordi Baylina：私たちは通常、非常に技術的な話題について議論します。たとえば、あなたのプロジェクトはどのように取引を処理し、どのように順序付け、特定のコードをどのように実装し、この問題をどのように解決するか、あの問題をどのように解決するかについて、多くの洞察を共有しています。

私の見解では、私たちは競争しているわけではありません。正確には、少なくとも技術的な面では競争関係ではなく、競争を避けようとしています。これは私が座談会で話したことです。私たちは誰とも競争しているわけではなく、協力の姿勢を追求しています。これは非常に複雑な技術であり、より高いレベルに自分を置く必要があります。他の人から多くのことを学び、同時に他の人に知識を伝えることが、私たちの前進の方法です。もちろん、製品レベル、マーケティング、調整の面では競争があるかもしれませんが、ユーザーにとってはそれも悪いことではありません。

ZK加速について

BlockBeats：zkEVMもソーターが必要ですよね？

Jordi Baylina：現在、zkEVMは中央集権的なソーターを採用しています。他のサイドチェーンと同様に、サイドチェーンにはソーターが必要であり、ソーターは中央集権的または分散型である可能性があります。現在、大多数のサイドチェーンは中央集権的なソーターを採用していますが、同時に分散型のソーターを構築する計画もあります。Polygonには「効率証明（Proof of Efficiency）」と呼ばれるメカニズムがありますが、現在は中央集権的なソーターであり、より良い解決策を模索しています。

BlockBeats：ソーターを完全に分散化するために、新しいトークンを導入する予定ですか？

Jordi Baylina：私たちはすでにMATICというトークンを持っており、新しいトークンを導入する必要はありません。私たちは優れた、強力で価値のあるトークンを持っています。このトークンは、Polygon PoSのようなコンセンサス層や、分散型ソーターなど、さまざまな面で非常に役立ちます。このインフラを維持するために非常に重要なトークンとなります。

BlockBeats：ソーターが完全に分散化されるまで、どのくらいの時間がかかると思いますか？

Jordi Baylina：私はPolygonのこの部分を担当していないので、Polygonにはこの問題に取り組んでいる他のチームの人々がいます。できるだけ早く実現したいと思っていますが、確信は持てません。おそらく6ヶ月または1年かかるでしょう。これは迅速なプロセスではなく、来月実現するとは思いません。しかし、少なくともPolygonにはこの方向に向かって取り組んでいる完全なチームがあります。

BlockBeats：また、多くの人々が「ZKマイニング」の機会を研究しています。これについてどう思いますか？

Jordi Baylina：現在、証明生成器は非常に中央集権的ですが、将来的には分散型の証明生成器が実現されるでしょう。これは可能です。時間がかかるかもしれませんが、これは起こるでしょう。正確には、参加する必要がある2つのことがあります。1つはソート、もう1つは検証です。この2つのプロセスは分散化する必要があり、その中で重要なのはソーターです。証明生成器は計算を行うマシンに過ぎません。

BlockBeats：つまり、ここには確かに機会が存在するのですね？

Jordi Baylina：はい、絶対に。今はまだ時期尚早ですが、将来的には機会があるでしょう。

BlockBeats：最後に、Polygon全体としてzkEVMをどのように考えていますか？

Jordi Baylina：ZKはコア部分になるでしょう。私たちはZKに基づくLayer 2エコシステムを見ており、多くのサイドチェーンが相互に接続できるようになります。証明生成器やEthereumの規制などの問題については心配していません。私がもっと心配しているのはソーターです。私たちは分散型ソーターが必要です。