ZKPブリッジ新方案の詳細解説：Optimisticをzkの「リクエスター-プロバー」分離モデルに導入する

原文标题：ZKP リクエスター・プロバー分離モデルによるフル ZK とオプティミスティック ZK のサポート

原文作者：0x3d18，ZKPool

編訳：倩雯，ChainCatcher

ゼロ知識証明には、Rollup、ブリッジ、オラクルなど多くのアプリケーションシナリオがあります。これにより、ZK-Rollup、ZK-bridge、ZK-oracleなどのプロジェクトが開発されました。

ハイブリッド（混合）およびオプティミスティック（楽観的）設計は、最近 ZKP 技術に適用されています。例えば、Orbiter Finance はオプティミスティック ZK ブリッジプロトコルを提案し、Taiko は漸進的なハイブリッド Rollup ソリューションを提案しました。

オプティミスティック ZK は、すべての状態遷移が正しいと仮定し、即時の有効性証明を必要としません。しかし、あらかじめ定められたチャレンジウィンドウを設け、その期間中に参加者は有効性証明または詐欺証明を提出することで詐欺行為に異議を唱えることができます。

この設計は、ZKP プロジェクトの総証明コストを削減し、分散型のチャレンジャー監視システムと詐欺行為に対するチャレンジを通じて安全性を確保します。

オプティミスティック ZK ブリッジプロトコル

Orbiter Finance は、比較的知名なクロス Rollup プロジェクトです。彼らは「Orbiter クロス Rollup プロトコル：従順な多数に楽観的、悪意のある少数に厳格な仲裁を行う」と提案しました。

オプティミスティック Rollup クロストランザクションプロセス（Orbiter Finance から）

彼らは、ZKP 技術によって支えられた分散型、安全でコスト効率の良いクロス Rollup 設計を定義しています。

Orbiter の分散型設計

このような設計には、考慮すべきいくつかの重要な要素があります。

まず、過去のブリッジプロジェクトは多くのセキュリティ問題に直面し、ユーザーに重大な損失をもたらしました。中央集権化もセキュリティリスクを引き起こします。したがって、分散型はブリッジにとって重要です。

次に、ソースチェーン/Rollup とターゲットチェーン/Rollup の間のトランザクションフローの正確性を確保するメカニズムが必要です。

さらに、そのような証明を生成するコスト効率の良い方法を見つける必要があります。オンチェーンのマークルツリーと比較して、ZKP は実行可能な選択肢であり、ガス代が少なくて済みます。

特に、クロス Rollup ブリッジにとって、コストは最も重要な考慮事項であり、全体の設計の目標は費用を最小限に抑えることです。これは、オンチェーントランザクションを減らし、可能な限り各オンチェーントランザクションのガス量を低減することが重要であることを意味します。

Orbiter の設計では、ブリッジ支払いスキームに加えて、もう一つのスキームが ZKP を必要とします。このシナリオでは、「サブミッター」という役割がクロス集約されたトランザクション情報を集約し、L1 に送信して、分散型のディーラーが正確な報酬を得られるようにします。

Orbiter の分散型サブミッター設計

Orbiter のプロトコルは、大多数の参加者が間違いを犯さないと仮定し、クロス Rollup イベントを楽観的に処理して、タイムリーな実行を確保します。もし各クロス Rollup トランザクションが証明を必要とするなら、全体のブリッジトランザクションの実行は非常に遅くなります。したがって、悪意のある行動がない場合は証明を生成する必要がなく、コストを節約できます。しかし、製造者（maker）またはサブミッター（submitter）が悪意のある行動を検出した場合、チャレンジャーは証明を生成し、疑問を持たれたサブミッターも証明を提出する必要があります。

Orbiter オプティミスティック zk ブリッジ設計

ZKPool リクエスター・プロバー分離モデル（Requester Prover Separation Model）

ZKP 技術を使用する際には、さまざまなモデルが利用可能です：

1. フル zk：このモデルでは、各変換に ZKP が必要です。これは、ZK-bridge（Polyhedra など）や ZK-Rollup（Scroll など）といったプロジェクトによって実現できます。

2. オプティミスティック zk：このモデルでは、変換が挑戦されたときのみ ZKP が必要です。Taiko と Orbiter は、このモデルの一例です。

フル zk とオプティミスティック zk

抽象モデルを定義する際、ZK-bridge と ZK-Rollup にはいくつかの類似点があることは明らかです。具体的には、この違いは ZKP リクエスターと ZKP プロバーの関係に現れます。以下の図に示すように、ここで ZKP リクエスターは ZKP 生成の要求を持つモジュールを参照します。

シナリオは次のとおりです：

1. ZK-Rollup プロジェクトにおいて：

• フル zk モデルでは、シーケンサーが ZKP リクエスターとして機能します。
• オプティミスティック zk モデルでは、チャレンジャーが ZKP リクエスターとして機能します。

1. ZK-bridge プロジェクトにおいて：

• フル zk モデルでは、マーケットメイカー（maker）が ZKP リクエスターとして機能します。
• オプティミスティック zk モデルでは、チャレンジャーが ZKP リクエスターとして機能します。

ZKP リクエスターと ZKP プロバー

前述のように、オプティミスティック型 zk では、常に証明タスクがあるわけではありません。したがって、ZKP リクエスターと ZKP プロバーを同じモジュールに統合すると、プロバーはアイドル状態になり、その計算能力が十分に活用されない可能性があります。

リクエスター・プロバー分離モデルを設計し、プロバーを共有プールにすることで、プロバーの利用率を向上させることができます。オプティミスティックシナリオが挑戦を受けていない場合、プロバーは他の ZKP プロジェクトの証明タスクを引き受けることができます。これは、ZKPool が zk-bridge プロジェクトで重要な役割を果たすことを意味し、特にオプティミスティックと他の要素を組み合わせる場合においてです。

ZKPool が ZKP リクエスター間で ZKP プロバーの役割を共有

ZKP リクエスター・プロバー分離モデルは、Rollup やブリッジだけでなく、オラクルやその他のすべての ZKP プロジェクトにも適用可能です。

小結

提供された情報に基づいて、以下の結論を得ることができます：

1. ZKP 技術は、Rollup、ブリッジ、オラクル、およびその他の関連プロジェクトを含む ZKP プロジェクトにとって重要です。

2. ZKPool は、ZK-bridge の作成者/サブミッターと ZK-Rollup のシーケンサーを同じ役割として見なすことを可能にし、統一して ZKP リクエスターと呼ぶことができます。

3. ZKPool の ZKP リクエスター・プロバー分離モデルを使用することで、プロバーの利用率を向上させることができます。このモデルは、すべての ZKP プロジェクトの分散化も促進します。