ZKインフラストラクチャの未来

zkWASM、PetraVM、および汎用証明

ZKインフラの次の開発の波は、ゼロ知識計算をよりアクセスしやすく、柔軟にすることに焦点を当てています。大きな進展の一つはzkWASMで、これはZK回路にWebAssembly（WASM）互換性をもたらします。WebAssemblyは、多くの現代のウェブおよびブロックチェーンアプリケーションで使用される広く採用された低レベルのランタイムです。WASMプログラムをzkVM内で実行できるようにすることで、開発者は既存のツールを再利用し、Rust、C、またはTypeScriptのような馴染みのある言語でゼロ知識ロジックを書くことができます。

zkWASMやPetraVMのようなプロジェクトは、パフォーマンスに優れ、開発者に優しいzkVMを作成しています。たとえば、PetraVMは再帰的証明を最適化するように設計されており、1つの証明が別の証明を検証します。これは、証明の集約や再帰的ロールアップに応用され、小さな計算を1つの効率的な証明にまとめることができます。これらの進展は、ゼロ知識での構築の複雑さを軽減し、多層dAppや検証可能なコンピュート市場など、より幅広いユースケースへの扉を開きます。

汎用証明環境への移行は、開発者がもはや手動で制約システムや回路を記述する必要がないことを意味します。代わりに、彼らは通常のコードとしてアプリケーションロジックを記述し、インフラストラクチャが内部で証明生成と検証を処理します。これにより、ZK技術を使用するための参入障壁が大幅に低下します。

合成証明層と普遍的検証者

ZKアプリケーションが増加する中、コンポーザビリティの必要性がますます重要になっています。現在、ほとんどのゼロ知識システムは孤立しています：各回路、アプリケーション、またはロールアップには独自の検証者と証明フォーマットがあります。この分断はコストを増加させ、複数の種類の検証済みデータに依存する複雑なアプリケーションを構築することを困難にしています。

ユニバーサルバリファイアは、単一のスマートコントラクトが複数のソースやシステムからの証明を検証できるようにすることによって、この問題を解決することを目的としています。これらのバリファイアは、異なる証明構造に適応できる再帰的またはプログラム可能な検証キーに依存しています。ユニバーサルバリファイアが設置されることで、開発者はカスタムロジックを再デプロイすることなく、さまざまな証明ネットワーク、ZKコプロセッサ、およびzkVMからの入力を受け入れるコントラクトを構築できます。

このコンポーザビリティは、証明レイヤーにも拡張されます。モジュール式の証明レイヤーは、複数のアプリケーションが共通の証明インフラストラクチャを共有できるようにします。例えば、ロールアップのネットワークは、取引の有効性、オラクルの応答、またはクロスチェーンの相互作用を検証するために同じ証明ネットワークを使用するかもしれません。これにより、重複が減少し、セキュリティの更新、最適化、または新しい証明システムが多くのアプリケーションに同時に利益をもたらすことができます。

異なるソースからの証明を統一された論理フローにまとめる能力は、分散型AI、オンチェーンDAO、そしてインターチェーンレピュテーションプロトコルのような高度なシステムを構築するために重要です。

分散型証明市場とオークション

ZKインフラストラクチャのスケーリングにおける最も有望な方向の一つは、分散型証明市場の出現です。今日、ほとんどの証明インフラストラクチャは中央集権的または半信頼的です。ZK計算の需要が高まるにつれて、計算リソースをアプリケーションのニーズに合わせるために、許可のない証明生成のマーケットプレイスが必要となるでしょう。

分散型証明市場は、誰もが証明サービスを提供できるオープンプラットフォームとして機能します。通常はzkVMやハードウェアアクセラレータを運用することにより、有効な提出に対して報酬を受け取ります。これらの市場は、整合性を確保するためにステーキングやスラッシングメカニズムを使用することがあり、一貫したパフォーマンスに対して報酬を与えるためのレピュテーションシステムを組み込むことがあります。

オークションは、証明者と証明リクエストをマッチさせるためにも使用できます。アプリケーションは、定義されたパラメータを持つジョブを提出し、最も低コストの有効な証明を受け入れることができます。これにより、ZKコンピュートのオープンエコノミーが生まれ、供給と需要が中央集権的な調整を必要とせずに均衡を見つけることができます。

ZeroGravityやSuccinctのような証明ネットワークは、すでにこれらのモデルを実験しています。より多くのアプリケーションがゼロ知識論理を採用するにつれて、参加者の分散ネットワークに証明作業を外注する能力は、コスト効率と検閲耐性の両方にとって不可欠となるでしょう。

開発者ツール、レイテンシ、及びUXの課題

ゼロ知識インフラストラクチャでの進展にもかかわらず、いくつかの課題が残っています。開発者ツールはまだ初期段階にあります。ZK回路の作成、デバッグ、テストには、まだ広まっていない知識が必要です。zkVMはこのギャップを埋める手助けをしていますが、エコシステムには他のソフトウェア開発分野で一般的な標準ライブラリ、パッケージマネージャー、形式検証ツールがまだ不足しています。

レイテンシーはもう一つの制限です。特に大規模な計算や複雑なプログラムに対してZK証明を生成するには、数秒から数分かかることがあります。これは状態クエリやバッチ更新のような非同期ワークフローには許容されますが、ゲームや低レイテンシーの取引のようなリアルタイムアプリケーションには障害となる可能性があります。この遅延を減らすために、ハードウェアアクセラレーションや証明集約が検討されています。

ユーザーエクスペリエンスの観点から、ZKシステムとのインタラクションはしばしば直感的ではありません。ユーザーは追加のステップを承認する必要があるか、オフチェーン証明が生成されるのを待つ必要があるか、馴染みのないウォレットやインターフェースとやり取りする必要があります。これらのインタラクションを簡素化することは、主流の採用にとって重要です。ウォレット統合、通知システム、および抽象化された証明提供メカニズムは、使いやすさを向上させる上で重要な役割を果たします。

ビジョン：ウェブ規模での信頼不要のコンピューティング

ZKコプロセッサーと証明ネットワークの長期的なビジョンは、インターネットのスケールで信頼のない計算を可能にすることです。クラウドコンピューティングがハードウェアを所有せずに大規模なアプリケーションを実行できるようにしたように、ZKインフラストラクチャは開発者にプライベートで検証可能な計算をどこでも実行させ、任意のブロックチェーン、アプリケーション、またはユーザーに信頼のない結果を提供することを可能にします。

このモデルでは、計算がモジュラー層になります。アプリケーションはロジックを定義し、ユーザーは入力を提出し、分散型の証明者ネットワークが実行を処理します。その結果は証明となり、誰でも検証可能です。これにより、信頼モデルが逆転します：計算を繰り返して検証するのではなく、暗号技術を使用して正しく実行されたことを確認します。

このアーキテクチャは金融アプリケーションに限らず、機械学習、ソーシャルグラフ、科学研究、デジタルアイデンティティ、さらにはDAOのような調整システムにも適用されます。正確性、プライバシー、または監査可能性が重要な場所では、ゼロ知識インフラストラクチャが価値を加えることができます。

標準が成熟し、パフォーマンスが向上するにつれて、ZKコプロセッサーと証明ネットワークはWeb3スタックの基盤層となる位置づけにあります。これにより、強力かつ原則に基づいたアプリケーションが可能になり、中央集権なしでスケーラブルであり、孤立なしでプライベートであり、妥協なしで相互運用可能になります。