ZKコプロセッサ:ブロックチェーンアプリケーションの未来のインフラ

コプロセッサの歴史的背景

コプロセッサはコンピュータ分野において、CPUが特定のタスクを処理するのを補助する役割を果たしています。Appleが2013年に発売したM7モーションコプロセッサから、Nvidiaが2007年に提案したGPUまで、コプロセッサは計算集約型タスクを分担することによって全体的な性能を向上させています。このような"異種"または"ハイブリッド"計算アーキテクチャにより、CPUはより柔軟な処理に集中でき、複雑または高性能が要求されるタスクはコプロセッサに任せることができます。

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イーサリアムネットワークでは、高騰するGas料金と限られたデータアクセス能力がアプリケーション開発を深刻に制約しています。通常の送金には21000 Gasが必要であり、複雑な操作にはさらに大量のGasが必要で、これがチェーン上のアプリケーションの普及を妨げています。同時に、スマートコントラクトは最近の256ブロックのデータにしかアクセスできず、将来的にはデータストレージがさらに減少する可能性があり、これが歴史的データに基づく革新的アプリケーションの出現を制限しています。

これらの問題を解決するために、コプロセッサの概念の導入が可能な解決策となります。イーサリアムチェーン自体はCPUのように機能し、コプロセッサはGPUのように、計算およびデータ集約型タスクを処理します。ゼロ知識証明技術と組み合わせることで、オフチェーンで安全かつ信頼できる計算とデータ処理が実現できます。これにより、ソーシャル、ゲーム、DeFiなどの幅広いアプリケーションシナリオの可能性が提供され、さらにはWeb2アプリケーションのオンチェーン移行を実現することも可能です。

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主要コプロセッサープロジェクトの概要

現在、業界で知られているコプロセッサープロジェクトは主に3つの大きなカテゴリに分かれています: チェーン上データインデックス、オラクル、そしてZKML。その中で汎用型ZKコプロセッサープロジェクトであるRisc Zero、Delphinusなどは、異なるチェーン外仮想マシンアーキテクチャを採用しています。

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協処理器技術アーキテクチャ分析

リスクゼロ

Risc ZeroのBonsaiコプロセッサはRISC-V命令セットに基づいており、さまざまなプログラミング言語をサポートしています。主なコンポーネントは次のとおりです:

• プルーフネットワーク: ZK証明を受け取り生成する
• Request Pool:ストレージ証明リクエスト
• Rollupエンジン:証明結果をメインネットに提出する
• 画像ハブ:呼び出し可能なオフチェーンプログラムを保存する
• State Store:オフチェーン状態ストレージ
• プルービングマーケットプレイス:算力市場

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ラグランジュ

Lagrangeは、協調プロセッサと検証可能なデータベースの構築に取り組んでおり、チェーン上の履歴データのシームレスな使用を実現しています。その特徴には、次のものが含まれます:

• 検証可能なデータベース:チェーン上のデータをインデックスし、保存する
• zkMRアーキテクチャ:並列計算をサポート

データベース構造は、契約ストレージ、アカウントステータス、およびブロックデータを含みます。計算プロセスは、MapとReduceの2つのステップに分かれており、分散並列処理を実現しています。

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サキント

Succinct Networkは、プログラム可能な事実をブロックチェーン開発の各段階に統合することを目的としています。その特徴には、

• 様々なプログラミング言語の入力をサポート
• 多様な証明システムに対応
• SP(サクシントプロセッサ)はRustなどの言語をサポートしています
• STARKsテクノロジーによる再帰的証明

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プロジェクト比較

データインデックス、技術路線、再帰サポート、証明システム、エコシステムの協力、資金調達状況などの面で、3つのプロジェクトは類似の技術パスを示しています。現在、チームの実力とリソースの優位性に依存して市場シェアを競っています。

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コプロセッサとLayer2の違い

コプロセッサはアプリケーションを対象とし、Layer2はユーザーを対象としています。コプロセッサはLayer2のオフチェーン仮想マシンコンポーネントとして機能することも、パブリックチェーンアプリケーションにオフチェーン計算やクロスチェーンデータなどのサービスを提供することもできます。これはブロックチェーンのさまざまなミドルウェアを再構築する可能性があります。

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コプロセッサが直面する課題

1. 開発のハードルが高く、特定の言語やツールを習得する必要があります
2. トラックの初期段階では、各プロジェクトの状況はまだ明確ではない。
3. ハードウェアなどの基盤インフラはまだ成熟していない
4. 技術的なパスは類似しており、絶対的な優位性を形成することが難しい

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まとめと展望

ZK協処理器は、ブロックチェーン基盤のインフラを再構築するための重要な技術になることが期待されており、Web3アプリケーションに全チェーンリアルタイムデータと低コストのオフチェーン計算能力を提供します。現在、多くの課題に直面していますが、技術の継続的な進展と改善に伴い、ZK協処理器は次のサイクルで商業化され、ブロックチェーンの大規模な応用の基盤を築くことが期待されています。

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