ブロックチェーン業界におけるプライバシー技術の役割は過小評価されることがよくあります。プライバシーは、機密性の高い個人情報を、汚職を犯しやすい悪意のある人物や権威者から保護するという文脈で見られることがよくあります。
ブロックチェーン業界でプライバシーを強制する最初のアプリケーションは、Zcash や Monero などのプロジェクトから生まれました。どちらも、ユーザーがブレッドクラムの痕跡を残さずに取引できるようにする暗号通貨を開発しました。これは、すべてのパブリック ブロックチェーンの機能であり、デフォルト設定です。
Zcash は、zk-SNARK と呼ばれるゼロ知識証明の形式を最初に使用したもので、特別な暗号化を使用して、トランザクションの詳細を知っているノードを検証することなく、Zcash ブロックチェーン上で発生するトランザクションを確認します。
Horizen はその後、プライバシーを重視した暗号通貨 ZEN でこのテクノロジーを採用しました。
プライバシー技術は依然として暗号空間の主要な要素ですが、ブロックチェーンは、価値を保存および交換するための分散型ネットワークから複雑な dapp エコシステムへの進化により、ゼロ知識証明の適用方法が変化しました。
現在、プライバシー テクノロジの力は、ユーザーのデータを保護することだけでなく、ノードの通信方法を簡素化し、ネットワークがより効率的にトランザクションを確認し、よりスケーラブルになることを可能にすることにもあります。
Horizen は業界とともに進化し、ゼロ知識を活用したブロックチェーン ネットワークになります。これは、Horizen がプライバシー テクノロジーを利用してトランザクション データを隠すだけでなく、サイドチェーンとメインチェーンの間で発生するトランザクションの検証に必要な時間と計算レベルを削減することを意味します。
Horizen アーキテクチャの概要
ビットコインのような標準的なプルーフ・オブ・ワーク・ブロックチェーンでは、マイナーは次のブロックを検証する権利をめぐって競争します。これには、コンピューティング能力を使用して、ブロック ヘッダーのノンス値を正しく推測するために必要な数十億回の計算を実行することが含まれます。これにより、ノードがブロックを検証してブロック報酬を獲得できるようになります。
Horizen ネットワークでは、パブリック メイン チェーンは、ビットコイン ブロックチェーンと同様に動作するプルーフ オブ ワーク ブロックチェーンです。メインチェーンから分離し、独自のブロックチェーンとして独立して実行されるサイドチェーンもあります。
これらのチェーンは独自のコンセンサス メカニズムで実行でき、独自のプライバシーとトランザクション速度パラメータを設定でき、多くの場合高度にカスタマイズ可能です。
サイドチェーンは、Horizen がクロスチェーン転送プロトコル (CCTP) と呼ぶものを使用して、相互にトークンを通信および転送できます。
Horizen メインチェーンは、サイドチェーンからメインチェーンへのトークンの引き出しなど、ネットワーク上のサイドチェーンの状態を検証するための最終チェックポイントとして機能します。
Horizen で zk-SNARKs を使用してスケーラビリティを実現するにはどうすればよいですか?
zk-SNARK がブロックチェーンのスケーラビリティをどのように向上させるかを理解するには、まずデータがどのようにブロックチェーンに送信され、保存されるかを理解する必要があります。
ブロックチェーン上でトランザクションが発生すると、次のブロックで確認される前に、ネットワーク全体にブロードキャストされ、特定のノードによって検証される必要があります (ブロックは基本的にトランザクションのバッチです)。ブロックチェーン上のブロックにはデータを保存できるスペースが限られていますが、交換されたトランザクション値、タイムスタンプ、前のブロックのハッシュなどの重要な情報を保存する責任があります。
ビットコインのブロックチェーン上のブロックサイズは1MBですが、ブロックごと約を収容できます。1,500 件のトランザクション。イーサリアムの最新のブロックサイズはおよそ0.07MB、各ブロックには約160-200取引。
zk-SNARK が行うことは、トランザクションを次のブロックに確認する前に、トランザクションが正しいことを検証するためにノードが処理する必要があるデータ量を圧縮することです。
Horizen では、zk-SNARK を使用して証明者 (サイドチェーン) が検証者 (メインチェーン) に対してトランザクションが有効であることを証明できますが、メインチェーンのノードはトランザクションの詳細 (つまり、転送されたアドレスや値) を知りません。
サイドチェーンはまず、通常どおりブロックチェーン内のトランザクションを検証し、次に「証明」を構築します。これは基本的に、サイドチェーン内のトランザクションがメインチェーンによって承認された標準プロセスに従って正しく検証されたことを示す証明書です。
この証明書は、サイドチェーンの状態 (つまり、各サイドチェーンのアカウント残高と合計値) を正確に表すために使用されますが、含まれるデータは、証明書が表す数万のトランザクションよりもはるかに少ないです。
メインチェーン上のノードは、他のトランザクションの場合と同様に、特別なアルゴリズムを使用してこの証明書を検証します。アルゴリズムによって証明書/証明が正しいことが確認された場合、メイン チェーン ノードは、自身で検証プロセスを実行することなく、これをサイド チェーン内のトランザクションが正しく検証されたことの証明として使用します。
言い換えれば、メインチェーンノードがすべてのサイドチェーントランザクションを検証するのではなく、メインチェーンは単一ブロック内の数万から数十万のサイドチェーントランザクションの「計算の証明」を単純に検証できます。
ビットコインのブロックあたり 1,500 トランザクションの制限や、イーサリアムのブロックあたり 200 トランザクションの制限と比較すると、zk-SNARK がセキュリティや分散化を損なうことなく、ブロックチェーンが処理できるトランザクションの数を大幅に拡大できることは明らかです。
プライバシーベースのスケーラビリティを実現するためのさまざまなアプローチ
さらに他のブロックチェーンは、ゼロ知識証明がプライバシーを通じたスケーラビリティのツールになり得ることを認識しています。これらのネットワークは、ZK-Rollups と呼ばれる一般的な zk-proof のバージョンを採用しています。
ZK-Rollups は、もともとイーサリアムに導入されたイノベーションで、イーサリアム ノードが各トランザクションの詳細を知ることなく、レイヤー 2 トランザクションをイーサリアム ネットワークで送信および検証できるようにします。これは、イーサリアムノードにトランザクションデータそのものではなく計算の証明のみを要求することで、イーサリアムネットワークに優れたスケーラビリティを提供することを目的としています。
Loopering のような L2 は ZK ロールアップを利用してイーサリアム ネットワーク上でスケーラビリティを実現しますが、L2 ネットワークはスタンドアロンの L1 ブロックチェーンと同じ柔軟性で動作する能力に限界があります。
L2 対サイドチェーン
LoopRing、Polygon、Optimism などの L2 は、L1 Dapp をスケーリングするように設計されています。
開発者は L2 で Dapps を起動できますが、最終的にはすべての L2 トランザクションはイーサリアム ネットワーク上で決済される必要があります。これは、分離にもかかわらず、ネットワークの輻輳期間やイーサリアムネットワーク上の潜在的なセキュリティ侵害が依然として、L2 からイーサリアム L1 への資金の引出しおよび決済の能力に悪影響を与える可能性があることを意味します。
Horizen では、サイドチェーンは完全に独立したカスタマイズ可能なブロックチェーンであり、独自のコンセンサス メカニズムで実行でき、最終決済ではメインチェーンに依存しません。メイン チェーンの役割は、サイド チェーンのメンテナからの暗号的に認証された証明書と呼ばれるものを観察することによって、すべてのサイド チェーンの状態を単純に検証することです。
Horizen は ZK-Rollups を実装することもでき、サイドチェーンをイーサリアム上の L2 のように動作させます。ただし、現在の実装では、開発者が独自のコンセンサスに依存しないサイドチェーンを実行できるため、より優れた柔軟性とセキュリティが提供されると考えています。
結論として、Horizen のゼロ知識対応ブロックチェーン ネットワークは、業界におけるプライバシー保護テクノロジーの適用方法を変えています。
独自のサイドチェーン構造を通じて、事実上無制限の量のサイドチェーン トランザクション データを検証に最小限の計算で済むコンパクトな証明に圧縮することで、zk-SNARK を単に情報を保護するための技術からセキュリティのソリューションに変換します。
全体として、これにより、Horizen は、ここ数年で暗号空間から出現した最もユニークで多用途なプロジェクトの 1 つになりました。
