Vitalikの新しい論文が「ZK+Plasma」という新しい方向性を提案し、L2の構図が再び変わるのか？

著者：Haotian

編者按： 11月14日、Vitalik ButerinはイスタンブールのL2DAYSで「EVMバリディウムのための退出ゲーム：プラズマの帰還」というタイトルの講演を行い、その後同名のブログ記事を更新しました。 2017年8月、Vitalik ButerinとJoseph Poonは「プラズマ：自主的なスマートコントラクト」という論文を発表し、プラズマをイーサリアムの新しいスケーリングソリューションとして発表しました。しかし、その後技術は進展せず、プラズマは資金の退出などの問題が非常に複雑で、実際に機能するスケーラビリティソリューションになることは困難でした。しかし、プラズマの失敗は無駄ではなく、zk-Rollupの誕生はレイヤー2の拡張の可能性を示し、プラズマのデータ可用性問題や退出の複雑性問題を解決することができます。 L2の状況がますます中央集権化する中、Vitalikは再びプラズマの提案を持ち出し、zk-SNARK証明と組み合わせてイーサリアムのスケーリングの可能性を探求しています。暗号研究者のHaotianは、プラズマの応用シナリオやZK+プラズマなどの観点からVitalikの新しい記事を解読しました。

Vitalik Buterinのプラズマ回帰に関する新作を拝読し、プラズマに基づく類UTXOの帳簿「退出ゲーム」メカニズムに深く魅了されました。また、Vitalikは市場をZK+プラズマの方向に導こうとしているようで、市場がRollup段階での内輪揉めに留まることを避けようとしています。次に、詳細に解説します。

前回のVitalikの記事の解説で述べたように、イーサリアムの2層スケーリングソリューションには、プラズマ、ロールアップ、バリディウム、パラレルなどのさまざまな選択肢があり、Vitalikが期待するスケーリングの方向性は均衡の取れた発展であり、さまざまなアプリケーションシナリオに適応した多様なレイヤー2の構築です。しかし、現実の市場状況は、ロールアップソリューションが独占的であり、ますます内輪揉めが進んでいます。

ただし、ロールアップは安全性が高いものの、データ可用性への依存度が高すぎます。また、純粋なイーサリアムDAは性能とコストの問題に制約されているため、現在の市場では、ロールアップ陣営に位置づけられながらも第三者DAに依存するソリューションが生まれています。これはロールアップを歪めるものであり、Vitalikが望む状況ではありません。

したがって、Vitalikの新しい記事は再びプラズマを持ち出し、ZK+プラズマのスケーリングソリューションを導入しました。これは明らかにレイヤー2の政治的な旗振りです。

なぜプラズマは現在支払いシーンに制限されているのか？

プラズマはサイドチェーンソリューションに相当し、定期的にメインネットにマークル状態データを同期します。これは、データと計算がメインネットに依存するスケーリングソリューションです。このように、2層は非常に中央集権的な方法で、かつ非常に複雑な帳簿モデルを設計して効率的に拡張でき、メインネットのバリデーターなどのシステム能力を再利用できます。

全体的に見て、プラズマは支払いシーンで帳簿の状態が効果的に追跡され、記録されることを保証できます。なぜでしょうか？

1）支払いシーンでは、ユーザーは残高状態のみを保持すればよく、他のシーンではすべてのオフチェーン状態データを保持する必要があるため、ストレージスペースの圧力が生じます。

2）プラズマの安全性は「退出ゲーム」メカニズムに依存しており、運営者が悪事を働いた場合、ユーザーは自分の資産を主張するために挑戦を開始できますが、資産状態が複雑であれば非常に面倒です。

3）現在、プラズマはEVMの多くの無主状態と互換性がなく、ユーザーはプラズマのマークル状態ツリー帳簿を使用して多くの非取引状態（例えばLP、CDP）に対応することが困難です。

プラズマの支払いシーンはどのように機能するのか？

Vitalikの記事にあるように、簡単に言えば：

プラズマキャッシュは各トークンをNFTとして扱い、ユニークな番号を持ちます。あるユーザーが転送を行うと、運営者はマークルツリーの葉に状態更新を記録します。各ユーザーは自分のグローバルなマークルツリー状態を保存できるため、帳簿の追跡が混乱することはありません。

もし本来同質のトークンであれば、ユーザーは消費時に複数回の分割と統合が発生する可能性があります。例えば、小王が1 ETHを持っていて、最初に3つに分割し、その後2つを統合した場合、それぞれが不規則な値（例えば0.001、0.1、0.3など）になります。大量に分割すると、マークルデータの冗長性が生じ、退出ゲームメカニズムを発動する際に問題が発生する可能性があります（挑戦と検証のコストが高くなる）。例えば、過去1週間の帳簿を遡っても一致しないことがあるかもしれません。どう解決するか？各資産の分割または統合状態に類UTXO IDをマッチングさせることで、どのように分割しても即座に対応する取引の葉を特定できます。

安全な「退出ゲーム」メカニズムをどう確保するか？

プラズマはロールアップのように独立したチェーンシステムを持たないため、常に自分のサイドチェーンの記帳とメインネットを同期させる必要があります。これにより、意図的に分散化を追求する必要はなく、効率的に記帳できる運営主体があれば十分です。

しかし問題が発生します。運営者が無効なブロックを発行し、偽の記帳を行い、ユーザーの資産を盗んだ場合、どうすればよいのでしょうか？ユーザーはいつでも「退出ゲーム」メカニズムを発動し、2層の資産を1層に引き出す必要があります。これはロールアップのエスケープポッドの安全メカニズムに似ています。

どうすればよいのでしょうか？ユーザーは自分のマークルツリー状態証明を提示し、資産移転プロセスを証明し、7日間の挑戦期間を開始します。メインネットの検証ノードは、ユーザーが最終的な資産の所有者であるかどうか、またユーザーに二重支払いの問題がないかを検査します。（メインネットノードはより多くのマークルツリー状態を保存しているため、ユーザーの証明が悪意のある退出の疑いがあるかどうかを確認できます）。

「退出ゲーム」を通じて2層の運営者の悪事を制約し、挑戦期間の存在はユーザーの悪意のある退出を防ぎ、これによりプラズマチェーンの正常な運営が確保されます。

EVMの「無主状態」との互換性の難しさは？

前述のように、プラズマは現在、主に支払い取引シーンを対象に設計された2層ソリューションであり、UTXOモデルに類似した記帳方式です。一方、EVM自体はアカウントモデルです。UTXOは各残高状態の更新を記録できますが、EVM状態機械の多くの「無所有者」シーンはプラズマのソリューションで実現するのが難しいです。

例えば、Uniswapプールに預けたUSDCや、MakerDAOのCDPにある資産も同様です。ユーザーはどの資産が自分のものであるかを証明するのが難しく、運営者がダウンした場合、契約がロックされ、ユーザーは正常に「退出ゲーム」を行うことができません。

ユーザーが契約内に資金があることを証明できないからです。プラズマのデータ特性の影響を受け、メインネットは契約の残高を監視することしかできません。運営者が契約に資金を追加発行した場合、ユーザーはどの資金が自分のもので、どの資金が悪意のある追加発行であるかを証明できないのです。

さらに、レイヤー2のサイドチェーンが支払いの転送取引しか実現できない場合、アプリケーションやエコシステムをどのように構築するかは明らかにプラズマの使用シーンを大きく制限します。

ZK+プラズマが解放する想像の余地

もしプラズマの基盤が完全にZK化されれば、ユーザーの操作はzk-SNARK証明の形式で存在し、多くのEVMの状態機械シーンを解放できます：

例えば、ユーザーがプラズマのある契約に資産を預けると、zkSNARKs証明を構築できます。この証明はメインネットに「退出ゲーム」を発動することができ、プールが安全上の脅威で凍結されても、ユーザーは自分の合法的な資産を引き出すことができます。

また、プライバシーDEXの取引シーンにおいて、ユーザーはzkSNARKsを使用して特定の資産を所有していることを証明でき、プライバシーを暴露する必要がありません。さらに、プラズマのスマートコントラクトが複雑なアップグレードを行う際にも、zkSNARKsの形式でその状態のアップグレードの正当性を証明でき、詳細を暴露する必要がなく、契約の悪用の難易度を高めることができます。

以上です。

全体的に、Vitalikはプラズマの現状と存在する問題、将来的なZK化の可能性を明確に説明しています。私の見解では、プラズマは新しいものではなく、過去数年間にわたり支払いシーンで自分の位置を見つけてきました。この瞬間にVitalikがZK+プラズマの新しい方向性を提案することは、方向性の指導であり、政治的な旗振りでもあります。市場がVitalikの意向に沿って進むかどうかについて、私はあまり楽観的ではありません：

1）ロールアップは市場が投入コスト、開発難易度、エコシステムの互換性などを総合的に考慮した最適解であり、ZK+プラズマは確かにより高度なZK-Rollupですが、現在のZK-Rollupの発展も楽観的ではなく、直接プラズマに飛びつくのは急すぎます。

2）バリディウムは独立したチェーンのスケーリングソリューションとして、ZKの適用度が相対的に高いですが、完全にオフチェーンDAに依存しています。それに対してZK+プラズマはイーサリアムメインネットとの親和性が高いようですが、Vitalikの呼びかけは理解できます。ZKの成熟した開発者たちがバリディウムを放棄してZK+プラズマに移行する動機は不足しているかもしれません。