ZK モジュラースター Lumoz を理解するための 1 つの記事

Biteye

特邀专栏作者

2024-04-18 02:33

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Lumoz は ZK-Rollup 分野をリードしており、ZK-RaaS トラックのリーダーになることが期待されています。

AI要約

展開

Lumoz は ZK-Rollup 分野をリードしており、ZK-RaaS トラックのリーダーになることが期待されています。

原作者: Biteye の中心貢献者 Wilson Lee

元の編集者: Biteye のコアコントリビューター Crush

1. はじめに

モジュラーブロックチェーンの L2 への急速な浸透、さまざまな RaaS ツールの成熟、カンクンアップグレードの実装により、L2 構築の敷居は大幅に下がり、テクノロジーはもはやロールアップ構築の主な障害ではなくなりました。

さらに、Base、Manta Pacific、Blast などの新興ロールアップは、既存のツールを使用して低コストでロールアップを構築し、プロジェクトの焦点をエコロジーに移行することで急速に上昇しており、これが市場のベンチマークとなっています。従来のアプリケーションの L2 への変換と、さまざまな軽量 L2 テクノロジーの爆発的な増加は、不可逆的な傾向になっているようです。

Rollup の技術ロードマップに関しては、OP と ZK の間で長い間論争があり、ZK-Rollup にはまだ解決されていない多くの技術的問題があるため、Vitalik は「OP は短期、ZK は長期」という見解を繰り返し表明しています。解決しました。

テクノロジーの進歩に伴い、ZK-Rollup に関連するインフラストラクチャ構築はより成熟しており、ZK ソリューションを使用した Rollup は将来の L2 パンクにおいて重要な市場シェアを占める可能性が非常に高くなります。 Lumoz は、ZK に焦点を当てた RaaS のリーダーとして、近い将来に成功する大きな可能性を秘めています。

2. ZK-Rollupのボトルネック

2.1 モジュールの観点から見たロールアップ

読者はすでに OP-Rollup と ZK-Rollup の基本原理を知っているかもしれませんが、ここではモジュールの観点から Rollup を再度理解します。

ロールアップは基本的に、モジュール型の分業を通じてリソースの最適な割り当てを実現し、さまざまな参加者が 1 つのタスクに集中できるようにすることで、全体の効率を向上させます。

イーサリアムのモジュール構造は、データ可用性層 DA、コンセンサス層 Consensus、決済層 Settlement、および実行層 Execution に単純に分類できます。

実行層

トランザクションを計算し、古い状態を新しい状態に変換し、新しい状態を決済層に送信し、不正/正当性を証明するための実行環境を提供します。

実行層はさらに Sequencer と Prover に分けることができます。Sequencer は状態遷移の計算を担当し、Prover は証明の生成を担当します(証明の生成の計算タイプとオーバーヘッドにはハードウェアに関する特定の要件があるため、特に ZK-Rollup)。

定住層の定住

実行層によって計算された状態遷移の正確性を検証します。通常、これはレイヤー 1 にデプロイされたスマートコントラクトであり、実行レイヤーの計算を検証する役割を果たします。この時点で、ロールアップによって生成されたブロックはファイナリティを取得します。。

ZK-Rollup の場合、コントラクトは、特定の ZK-Rollup によって送信された ZK Proof の検証アルゴリズムを書き込みます。ZK-Rollup が実行を完了すると、ステータスハッシュと ZKP がコントラクトに送信され、検証が成功すると検証トランザクションがトリガーされます。、状態ハッシュが有効であることが証明され、ブロックはファイナリティを受け取ります。

(出典: https://docs.theradius.xyz/overview/introduction-to-radius)

コンセンサス層コンセンサス

ほとんどの場合、コンセンサス層はレイヤ 1 によって想定され、コンセンサス層によって検証されたステータスハッシュがチェーンに記録され、ロールアップ上の対応するトランザクションブロックはレイヤ 1 保護のセキュリティを取得します。

データ可用性層 DA

トランザクションデータをロールアップブロックに保存し、いつでもロールアップトランザクションを再構築できるように誰にでも提供します。 DA レイヤーは、レイヤー 1、Celestia、EigenDA などの専用 DA レイヤー、またはより集中化されたデータ可用性委員会などにすることができます。

2.2 ZK-Rollupの普及が直面する問題点

ZK-Rollup には多くの利点があり、Vitalik は長期的なイーサリアム拡張ソリューションとみなしていますが、現段階での大規模導入を制限する多くの技術的問題に直面しています。

たとえば、ZKP 計算のコストが高すぎる、zkEVM が複雑すぎる、ZKP 計算に必要なハードウェアが高いため集中化につながる可能性がある、などです。

ZKP の計算は高価です

ZKP は計算負荷が高くなります。最も人気のある ZK アルゴリズム zk-SNARKs を例にとると、ZKP の生成により、プログラムの実行プロセスが検証可能な命題に実際に変換されます。

この命題は多項方程式系として抽象化され、プログラム実行の正しさ (多項式解の存在) を証明するには、楕円曲線上でペアリング演算を実行する必要があります。

多項式と楕円曲線のペアの生成には、多数の代数演算の処理が必要なため、非常に多くの計算を要します。

この計算の複雑さにより、ハードウェア要件と実行時間の点でハードウェア要件が高くなります。通常のハードウェアでは、特に多数のトランザクションを処理する場合、これらの計算を適切な時間内に完了することが困難な場合があります。

zk-SNARK 証明を生成する時間は、元のプログラムの実行時間 (証明プロセスを除く) よりもはるかに長くなります。実装とトランザクションの複雑さによっては、証明を生成する時間が元の計算時間の数百倍から数千倍になる場合があります。

ZKP 計算には高いハードウェア要件があり、集中化につながる可能性があります

ZKP の計算コストとハードウェア要件が高いため、小規模なロールアップオペレーターは証明者になるために必要な投資を行うことが難しい場合があります。

この場合、高性能のコンピューティングリソースを備えた少数の参加者のみが効果的にプルーフを生成できるため、ZK-Rollup では集中化の傾向が生じます。この集中化はブロックチェーンの分散化の精神に反する可能性があり、単一障害点や検閲のリスクを招く可能性があります。

zkEVM は複雑すぎます

設計の互換性に関して、EVM は当初、ゼロ知識証明テクノロジと互換性を持たせるように設計されていませんでした。 EVM は、スマートコントラクトを実行するための一連のオペコードをサポートするスタックベースの仮想マシンです。

EVM によって実行されるプログラムが zk-SNARK を通じて有効な証明を生成するには、EVM のオペコードごとに対応する数学的表現と証明ロジックを作成する必要があります。これには複雑な暗号化変換が必要なだけでなく、既存のスマートコントラクトの互換性にも課題が生じます。

zkEVM を実装するには、EVM オペコードの広範な数学的モデリングと、プログラムの実行を zk-SNARK を通じて証明できる形式に変換する必要があります。

これには、EVM 状態遷移、メモリ操作、コントラクト呼び出しのシミュレーションが含まれます。 EVM の柔軟性と複雑さを考慮すると、このタスクは非常に困難です。同時に、zkEVM の効率とセキュリティを維持し、小規模で検証可能な証明を確実に生成できるようにすることも課題です。

3. Lumoz が ZK-Rollup 普及のボトルネックをどのように解決するか

Lumoz は、分散型 ZK-RaaS (ZK-Rollup as a Service) プラットフォームであり、ZKP (Zero Knowledge Proof) マイニングをサポートする PoW (Proof of Work) ネットワークです。

ZK-Rollup が直面する一連の課題を解決するために、Lumoz は ZK-RaaS の概念を導入しました。このサービスを使用すると、開発者は ZK やチェーンノードの詳細な知識を必要とせずに、1 分以内に zkEVM チェーンを起動できます。

Lumoz はまた、ZK-PoW の概念を導入し、マイナーを zkEVM の維持と ZKP の計算に参加するよう招待しました。 Lumoz の目標は、ZK-Rollup の使用を簡素化し、その幅広い採用を促進し、それによって zkEVM ベースのアプリケーションチェーンの大規模な展開を促進することです。

開発者は、ボタンをクリックするだけで ZK-Rollup (zkEVM) を複数のチェーンにデプロイできます。マイナーにとって、Lumoz はマルチチェーン PoW プロトコルとして、さまざまなパブリックチェーンで ZK マイニングをサポートし、ZK-Rollup のゼロ知識証明を生成します。

3.1 ZK-PoW クラウド: ZK のコンピューティング能力と集中化の問題を解決

ZK の計算能力と集中化の間の問題は本質的に、ZKP 計算には高い計算能力が必要であり、ハードウェアのしきい値が集中化の問題を引き起こすということです。

Lumoz は、ZK-PoW メカニズムを使用して、マイナーに ZKP コンピューティング能力を提供し、ZK-Rollup の包括的なハードウェアインフラストラクチャを提供するよう奨励します。これは、Lumoz の中心的なコンセプトの 1 つです。

ユーザー、開発者、マイナーを含むすべての参加者は、Lumoz の経済モデルから恩恵を受け、ZK-Rollup の大規模な適用を促進できます。

Lumoz は既存のハードウェアリソースを活用します

イーサリアム PoW から PoS への移行後、多くのイーサリアムマイニングマシンはアプリケーションシナリオを失いました。これらのマイニングマシンの価値は資本ベースで約 120 億ドルですが、その多くは現在遊休状態です。 ZK-Rollup の大規模な実装では、ZKP を生成するには、演算能力を提供するために CPU、GPU、FPGA などの大量のハードウェアとマイニングマシンが必要になります。

Lumoz の最適化された ZKP アルゴリズムにより、マイナーが参加するためのしきい値が下がり、拡張効率が向上します

マイナーが参加するためのしきい値を下げるために、ZKP 検証のための 2 段階の送信メカニズムを提案する

より多くのマイナーが同時に ZKP コンピューティングタスクに参加することを奨励するために、Lumoz は ZKP 検証のための 2 段階の送信メカニズムを提案しました。

プルーフハッシュを送信する: 特定の時間範囲内で、最初に ZKP を計算したマイナーがすぐに報酬を受け取るのではなく、複数のマイナーが ZKP の計算に参加できます。この設計により、最も計算能力の高いマイナーだけでなく、より広範な参加が可能になります。マイナーは ZKP の計算を完了した後、計算した元のプルーフをすぐに送信するのではなく、最初にこのプルーフと自分のアドレス (プルーフ/アドレス) をハッシュして、プルーフハッシュと呼ばれるハッシュ値を生成します。次に、このプルーフハッシュをブロックチェーン上の特定のコントラクトに送信します。このステップでは、証明の特定の内容を明らかにする必要がないため、送信プロセスの安全性と効率性が確保され、より多くのマイナーが計算に参加できるようになります。

ZKP の送信: 時間範囲の終了後、マイナーは元のプルーフを送信し、検証のために以前に送信されたプルーフハッシュと比較します。このステップにより、送信されたプルーフが最初のステップで宣言されたものであることが保証され、不正行為が防止されます。この検証に合格したマイナーは PoW 報酬を受け取り、最初に ZKP を計算したマイナーだけが報酬を受け取るわけではなく、マイナーの資本に応じて報酬の数が分配されます。

(出典: https://docs.lumoz.org/v/zhong-wen-jian-ti/lumoz-bai-pi-shu-v2)

ZKP生成アルゴリズムを最適化し、証明効率を向上

ロールアップスマートコントラクトが ZKP を検証するときに、オリジナルの証明が送信されると、オンチェーン攻撃が発生する可能性があります。このような攻撃を回避するために、ZK-Rollup は多くの場合、元の証明データを難読化する追加の操作を実行します。 Lumoz の ZKP 用の革新的な 2 ステップ送信アルゴリズムは、証明とアドレスの不必要な集計計算を回避するために、「最初に送信し、後で検証する」アプローチを採用しています。

一部のオープンソース zkEVM では、ZKP の計算と送信が連続して実行されます。 ZK-Rollup が多数のシーケンスを送信すると、マイナーは複数の ZKP を並行して計算できないため、これがボトルネックになる可能性があります。 Lumoz の 2 ステップの送信アルゴリズムは、ZKP の並列計算と逐次送信を実装しており、マイナーが複数の ZKP 生成タスクを同時に実行できるようになり、ZKP 生成効率が大幅に向上します。

Lumoz チームは、ZKP 再帰集約アルゴリズムも改良し、クラスター内のマシンリソースの使用率を大幅に改善し、ZKP 計算をさらに高速化しました。現実の環境でのストレステストでは、それぞれ 128 個の CPU コアと 1 TB のメモリを備えた 20 台のマシンのクラスターを使用すると、1 秒あたり 27.8 トランザクションの速度を約 40 分で維持できることがわかりました。同様の条件下で、Lumoz は平均トランザクション確認時間を約 5 ～ 6 分から約 3 分に短縮することに成功し、ZKP 生成効率を約 80% 向上させました。

参加するZKロールアップとマイナーがますます増えるにつれて、ZKPコンピューティング電力市場の需要と供給の規模は拡大し続け、LumozのPoWアルゴリズムによってもたらされる効率の向上はより重要になります。

3.2 ZK-RaaS: 開発の閾値を解決する

ワンクリックで ZK ロールアップを生成

Lumoz が提供する ZK-RaaS (ZK-Rollup as a Service) は、ワンクリックで ZK-Rollup を生成するサービスをすべてのユーザーに提供します。

Lumoz はユニバーサル ZK-Rollup 起動パッドを提供し、開発者がさまざまなタイプの ZK-Rollup をさまざまな基礎となるチェーンに簡単にデプロイできるようにします。

これらの基本チェーンには、イーサリアム、Lumoz チェーン、BNB チェーン、Polygon PoS、およびその他のパブリックチェーンが含まれます。

ZK ロールアップ (zkEVM) の種類には、zkSync、Polygon zkEVM、Scroll、StarkNet、およびその他の zkEVM、およびその他のさまざまな ZK ロールアップが含まれます。

便利な管理 ZK-Rollup

Lumoz は、各基本チェーンにロールアップシステムコントラクト (RSC) を展開し、登録、一時停止、撤回など、チェーン上のロールアップのライフサイクルを管理します。

開発者は、一定量の MOZ (Lumoz ネイティブトークン) を使用してロールアップスロットをリースすることで、ZK ロールアップを所有できます。

ロールアップスロットの概念は、Polkadot のスロットや Cosmos のアプリケーションチェーンに似ています。ただし、Cosmos アプリケーションチェーンは独自のコンセンサス層とクロスチェーンブリッジを維持する必要があるため、より大きなセキュリティリスクが生じます。それどころか、ZK-Rollup は ZK テクノロジーを適用して、数学的手法を通じてロールアップと基礎となるチェーンの間でコンセンサス層とデータ可用性層を確実に共有します。このアプローチは、より安全で、より分散化されており、維持コストが低くなります。

ロールアップスロットをレンタルした後、開発者は独立した実行環境を取得し、独自の ZK-Rollup チェーンを持つことができます。開発者は ZK-Rollup を完全に制御し、GAS トークンの選択などの経済モデルをカスタマイズできます。 GAS 料金を自由に調整し、ゼロに設定することもできるため、ユーザーは無料になります。

低コスト

開発者はハードウェアのコストを負担する必要がありません。データ可用性、シリアライザー、ZKP コンピューティング能力などのすべてのハードウェアリソースは、Lumoz ZK-PoW クラウドによって提供され、分散化されます。

相互運用性

ローカルのクロスロールアップ通信は、異なる基本チェーン上の異なる ZK-Rollup 間で実現できます。これは、あるロールアップ上のアドレスが別のロールアップ上のコントラクトと直接対話できるようにするメッセージ通信メカニズムです。この機能により、ユーザー資産の断片化の問題が大幅に解決され、アプリケーション間の相互運用性が強化されます。

3.3 Lumoz チェーン: Lumoz 上に構築された ZK-Rollup のさらなる最適化

Lumoz チェーンは、Lumoz がサポートする基本チェーンの 1 つで、PoS と PoW のハイブリッドコンセンサスモデルを採用しています。Lumoz ZK-PoW クラウドをサポートするだけでなく、ZK-Rollup のさらなる最適化も提供します。

ZK-Rollup パフォーマンスの最適化

これらの最適化には、プリコンパイルされたコントラクトを使用して ZKP 検証、データシャーディングのサポート、ETH 2.0 に基づく PoS コンセンサスを高速化することが含まれます。 EIP-4844、DankSharding、その他の完全なシャーディングソリューションのサポートも将来的には拡大され、Rollup の GAS コストがゼロ近くまで削減される可能性があります。

分散型シーケンサーのソリューション

Lumoz チェーンのブロック提案者がロールアップレイヤーのブロックを同時に提案できるようにして、構築者と提案者の役割を効果的に分離します。

ビルダーはパーミッションレス P2P ネットワークを通じてサポートされますが、プロポーザーは Lumoz チェーンのブロックプロポーザーに依存します。このアプローチにより、マイナー抽出可能値 (MEV) や検閲に対する耐性を維持しながら、個々のノードの可用性リスクが排除されます。

Lumoz チェーンは、ブロック提案者もロールアップ用のブロックを提案する、標準化された分散シリアル化メカニズムを提供します。このように、ZK-Rollup は上位層からのセキュリティだけでなく、分散化の程度も継承します。

Lumoz チェーン: Lumoz を使用すると、Lumoz トークンを保持する人は誰でもバリデーターになることができ、バリデーターは Lumoz チェーンからブロック報酬とガス料金を受け取ることができます。

ロールアップレイヤー内:

PoS (シリアライザー): バリデーターは、Lumoz チェーンとロールアップ層 (つまり、データバッチ) のブロックを提案します。したがって、ロールアップ層のシーケンサーとしても機能し、トランザクションから GAS 手数料を獲得できます。

PoW (認証者): ZKP 計算を実行するのに十分な計算能力を持つ個人は、ロールアップレイヤーの証明者になることができます。 PoW ルールに従って、証明者はシリアライザーによって送信されたロールアップ層ブロックから zk 証明を生成します。

ZK-Rollup はコンピュータに似ており、ハードディスクは PoS によって提供されるデータの可用性を表し、CPU は PoW によって付与されたコンピューティング能力を反映します。

Lumoz チェーンの使命は、すべての参加者が貢献と利益を最大化できるように、PoS と PoW のバランスをとり、それによって大規模な ZK-Rollup ネットワークのパフォーマンスとユーザーエクスペリエンスを向上させることです。

4. 市場構造とLumoz独自のエントリーポイント

RaaS やモジュラートラックに目を向けると、現在の市場競争は激化しています。決済層はすでに ETH、Optimism、Arbitrum などの大手企業にとってのゲームとなっています。

相互運用性には、Mini Bridge、Orbiter、Connext などの資産クロスチェーンブリッジや、Layzero や Chainlink CCIP などのクロスチェーン通信プロジェクトが含まれます。

DA レイヤーは Celestia や EigenDA などのプロジェクトによって占められており、ロールアップスタックレベルでは、ほとんどのロールアッププロジェクト、さらには RaaS プロバイダーさえも、Optimism、Arbitrum、Polygon、zkSync などの L2 によって提供される開発キットに大きく依存しています。また、開発ツールを作成する RaaS プロジェクトの純粋な均質化にもつながりました。

分散型ソーターのレベルでは、先行者利益を獲得した Altlayer や Espresso などの最先端のプロジェクトもあります。

均質化と寡占は、RaaS とモジュラートラックのより明らかな特徴です。新しいプロジェクトを開始するには、独自のエントリポイントと将来を見据えたレイアウトが必要です。

Lumoz が発表したコンピューティングパワーモジュールと RaaS の組み合わせにより、ZK-Rollup の一連の問題点をワンストップで解決し、ZK-Rollup の急速な普及を促進できます。

現在、Lumoz はすでに ZK-Rollup RaaS セグメントの主要な「統合」プラットフォームです。ZK-Rollup の普及が進むにつれて、Lumoz は ZK-Rollup セグメントの最大のセグメントに成長する大きな可能性を秘めています。

同等のプロジェクトのレベルでは、Lumoz を ZK トラックの AltLayer と比較するのが合理的です。 AltLayer は Lumoz と同様の位置づけを持っていますが、純粋な RaaS プロジェクトではありませんが、特定の機能を通じて RaaS を強化し、より包括的なサービスを顧客に提供することで、市場で有利な地位を獲得します。

(出典: バイナンスリサーチ)

AltLayer は、EigenLayer に基づく大量の担保シーケンサーを RaaS に提供することで、一定の市場地位を獲得しました。 Lumoz は、ZK コンピューティング能力を共有することで、ZK-Rollup プロジェクトの立ち上げ後のコンピューティング問題の解決を支援します。

(https://docs.altlayer.io/altlayer-documentation)

AltLayerの現在のMCは6億7,000万米ドルに達し、FDVは53億米ドルを超えています。 AltLayer の市場パフォーマンスは、RaaS トラックでの高価値の獲得を示しています。同様に、Lumoz は、ZK RaaS トラックの現在の主要プレーヤーとして、ZK のコンピューティング能力と RaaS サービスを統合することにより、ZK-Rollup が完全に爆発したとき、間違いなく良好な市場パフォーマンスを達成できるでしょう。

5. プロジェクトの背景

Lumoz は以前 Opside であり、その過去の事業も ZK-RaaS プラットフォームでした。今年4月8日、LumozはOKX Ventures、HashKey Capital、KuCoin Venturesなどの参加を得て、評価額1億2,000万米ドルの新たな資金調達ラウンドを完了したことを明らかにした。

これまでに、Lumoz は 1,000 万ドルの資金を調達しました。現在、第 3 ラウンドの資金調達が開始されており、いくつかの機関が参加を確認しています。

(出典: https://www.rootdata.com/Projects/detail/Lumoz?k=NTkxMQ%3D%3D)

Lumoz は、ZK テクノロジーの経験と PoW マイニングリソースの豊富な蓄積により、ZK コンピューティングモジュールの最先端をすぐに獲得し、多くの主要機関からのサポートを得ることができました。

Lumoz を立ち上げる前に、チームは 6 block と zk.Work という 2 つの ZK マイニングプロジェクトにも参加し、ZK マイニングにおける先駆的な立場を実証しました。

(出典: https://6block.com/)

(出典: https://zkp.6block.com/)

6. 進捗状況と計画

Lumoz は、優れたテクノロジーとリソースのサポートにより、ZKFair や Merlin Chain など、いくつかの最先端の ETH L2 および BTC L2 の誕生を促進してきました。

ZKFair: https://zkfair.io/

マーリンチェーン: https://merlinchain.io/

これらのプロジェクトの急速な増加は、Lumoz の確かな技術力が市場に認められたことを示しています。

現在、Lumoz のコアコンポーネントである Lumoz チェーンはアルファテストネット段階にあり、そのメインネットは今年 7 月にオンラインになる予定で、トークン生成は 8 月に行われる予定です。

Lumoz は、環境に優しい構造と初期ユーザーからのフィードバックを非常に重視しています。 Lumoz は昨年 8 月から、インセンティブ付きのテストネットイベントである Gala Event を開始し、4 か月間継続して優れた結果を達成しました。

Gala イベントには 70w 近くのコミュニティユーザーがイベントに参加するよう集まり、2.5w の PoS ノードがネットワーク検証に参加し、145 のマイナーエンティティがハッシュパワーを Lumoz に提供しました。さらに、Lumoz チェーンに基づいて 15 の zkEVM プロジェクトが安定して実行されています。