ZKオラクル:ブロックチェーンセキュリティの新たなベンチマークを解き放つ

著者: ScalingX

ブロックチェーン分野では、オラクルは外部データへの架け橋として重要な役割を果たしますが、従来のモデルは信頼性とセキュリティの課題に直面しています。 ZKオラクルの導入は、ゼロ知識証明技術を駆使することで、データプライバシーの向上を保証するだけでなく、信頼性の問題を正面から解決します。

ブロックチェーン技術はあらゆる分野に革命をもたらし、仲介者なしで安全で透明性の高い取引を可能にしました。 その変革的な意味合いにもかかわらず、現実世界のデータをブロックチェーンシステムに統合することは、依然として永続的な課題です。 オラクルは、このプロセスにおいて重要な仲介者の役割を担い、ブロックチェーンを外部データソースとシームレスに接続します。 しかし、従来のオラクルは信頼できる第三者に依存することが多く、信頼性とセキュリティに関する懸念が生じます。

その結果、ZKオラクルという新しい有望なソリューションが登場しました。 ゼロ知識証明(ZKP)の力を活用して、これらの課題に対処します。 この革新的なアプローチは、ZKPとオラクルの強みを巧みに組み合わせて、ブロックチェーン空間におけるより高いレベルのデータプライバシーを確保します。

オラクルとは?

オラクルは、外部ソースからの信頼関連情報のプロバイダーとして機能し、トークン価格、トランザクションアクティビティ、ウォレット残高など、複数のデータベースからの情報をチェーンに提供します。 オラクルは、実際のイベントとデータに基づいて計算を実行できるようにするアプリケーション・プログラミング・インタフェース(API)を提供します。 簡単に言えば、オラクルは複数のソースからデータを収集、クエリ、検証、検証し、スマートコントラクトに渡します。

しかし、ChainlinkやThe Graphなどの従来のオラクルネットワークは、参加するためにノードが資産をステーキングする必要があるステーキングメカニズムに依存していることがよくあります。 このアプローチには、特に信頼性と操作に対する感受性の点で、固有の制限があります。

ここでZKオラクルの出番であり、ZKPを革新することで、オラクルの効率性と信頼性に革命を起こすことを約束します。

では、ZKオラクルとは何でしょうか?

ZKオラクルは、ゼロ知識オラクルの略で、ZKPとスマートコントラクトを巧みに統合し、柔軟なオンチェーン/オフチェーンソリューションを構築します。 この革新的なアプローチにより、ブロックチェーンエコシステムにおけるオラクルの効率とセキュリティが向上し、費用対効果の高いオフチェーンの計算とストレージが可能になります。

従来のオラクルの課題に対応するために、ZKオラクルはいくつかのソリューションを提供します。

1.自律ネットワークを確立します。

2.ベースレイヤーのセキュリティを向上させます。

3. 1-of-N 信頼モデルを採用して、少なくとも 1 つのノードが期待どおりに動作している限り、システムの機能を保証できるようにします。

4. 地方分権の強化

5.無駄を最小限に抑えるように設計されたコンピューティングパワーの効率的な割り当て。

ZKオラクルの大きな利点は、送信される情報の完全性と信頼性を確保しながら、データのプライバシーを保護することです。 ZKオラクルは、データをブロックチェーンに公開する従来のオラクルとは異なり、データ自体を公開することなくデータの証拠を提供することで、独自の利点を提供します。 これは、透明性とプライバシーの慎重なバランスが必要なユースケースで特に適しています。

ZK Oracleアーキテクチャ

画像提供:Gu and Nawab

Gu氏とNawab氏によると、ZKオラクルのアーキテクチャには、以下のユニークなコンポーネントが含まれている。

1. データ ソース: これらのエンティティは、IoT デバイスなどのさまざまなソースから生データを収集または生成し、計算プロセスの開始点として機能します。

2. オフチェーン証明者:これらのエンティティは、データソースから生データを受信し、計算を実行します。 zk-SNARK(zero-knowledge concise non-interactive knowledge proofs)計算を用いることで、計算を証明するための証拠を生成します。

3.消費者:スマートコントラクトを介してブロックチェーンと対話し、消費者は読み取りおよび書き込み要求を送信します。 彼らは、オフチェーンの証明者が提供するデータと証拠に依存して、情報に基づいた意思決定を行います。

4.スマートコントラクト:計算結果とZKプルーフデータに関連するダイジェストの検証と維持を担当するスマートコントラクトは、ZKプルーフの整合性を保証します。 また、無効な構成証明が見つかった場合のペナルティポリシーも適用されます。

高度なバッチアルゴリズムでZKプルーフ生成を高速化

GuとNawabは、水平と垂直の両方のバッチ処理技術を利用したZKプルーフの生成を高速化するように設計されたバッチ処理アルゴリズムを提案しました。 水平バッチ処理では、複数の証明が 1 つの証明にマージされますが、垂直バッチ処理では、同様の計算が統合された証明に結合されます。 これらの戦略により、ZKプルーフ生成の効率が大幅に向上し、標準的な方法と比較して最大550倍の性能向上が見られます。

実用的な応用分野

ZKオラクルは、以下のような様々な用途でその汎用性を実証しています。

1. 価格フィード:DeFiアプリケーションでは、ZKオラクルは価格フィードの操作を簡素化し、継続的な更新やブロックチェーン上の高価なストレージの必要性を排除します。

2.安全なデータソース:ZKオラクルは、パートナー以外からデータソースを取得するための安全な方法を提供します。 たとえば、ユーザーは機密情報を明らかにすることなく、銀行残高のゼロ知識証明を生成できます。 これは、分散型金融セクターで融資を受けるための担保として使用され、金融取引への信頼を高めます。

3.機密投票システム:ZKオラクルを機密投票システムに適用して、個々の投票を公開することなく検証可能な結果を得ることができます。

4.認証:認証シナリオでは、ZKオラクルは認証のための貴重なサポートを提供します。 記録の複雑な詳細を明らかにすることなくユーザーの身元を検証し、セキュリティとプライバシーに重点を置いたアプローチを保証します。

5.サプライチェーンシステム:ZKオラクルは、専有情報を開示することなく、製品の真正性の検証を容易にします。 このアプリケーションは、サプライチェーンプロセスの信頼性と透明性を確保します。

ZK Oracleプロジェクトのビルドの概要

ハイパーオラクル

Hyper Oracleは、ETHブロックチェーン用の独自のZKオラクルネットワークの構築に重点を置いています。 このシステムは、各ETHブロックからデータを効率的に抽出し、検索にzkPoSを使用し、データ処理にzkWASMを搭載したプログラム可能なzkGraphを活用します。 採用されたアプローチは、ZKテクノロジーを通じて安全で信頼性を最小限に抑えたオフチェーン計算を保証します。 この革新的なアプローチは、スマートコントラクトETHスケーリングの可能性を開くだけでなく、自動化や機械学習などの複雑なタスクを処理する能力も提供します。

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画像提供:Hyper Oracle

2023年1月、Hyper Oracleは、Sequoia ChinaのインキュベーションファンドであるDao5とその他の有名な機関やエンジェル投資家が共同で主導し、総額300万米ドルの資金調達ラウンドを成功裏に完了しました。 この資金は、ZKオラクルとブロックチェーンインフラストラクチャのさらなる研究開発に焦点を当てます。

ミナプロトコル

(0) 1Labsは、Mina Protocolエコシステムのパートナーとして、ZKオラクルを積極的に構築しています。 MinaのZKオラクルは、zkAppsによって調整された独自の2ステップ実行モデルを備えているという点でユニークです。 最初のステップでは、オフチェーン検証を行い、特定の情報の存在と完了した計算を確認します。 このオフチェーン検証により、個々のマシンで局所的な計算を実行することができます。

価格フィードを例にとると、ユーザーは複数の信頼できるAPIをクエリしたり、平均価格を計算したり、複雑なオフチェーン操作を実行したりできる柔軟性があります。 ZKオラクルを使用すると、ユーザーは望ましい結果が達成されるまで、手数料を発生させることなく価格を照会できます。 オンチェーン実行は、望ましい結果が得られた後にのみ実行されるため、より簡素化され、費用対効果の高いアーキテクチャ設計が可能になります。 MinaのZKオラクルに固有のこのユニークな2ステップ実行モデルは、オフチェーンデータを安全かつ効率的に操作するための強力な方法を提供します。

ニル・ファウンデーション

2023年8月、リキッドステーキング分野のパイオニアであるLido Financeは、大規模な取り組みを発表しました。 同社は、ZKオラクルを開発するために、ETHワークショップの研究開発会社であるNil Foundationに資金を提供するためにLido助成金を使用することを明らかにしました。 この戦略的パートナーシップの明確な目的は、Lido Financeの会計報告のための信頼を最小限に抑えた健全性チェックを確立し、最終的にLido Financeの流動性を高めることです。 特に、ZKオラクル計算のプルーフは、すべてのEVMアプリケーションに対して証明可能な計算コンポーザビリティを保証する、最近導入されたゲートウェイ・インターフェイスであるProof Marketを使用して、ETH Workshop Virtual Machine(EVM)から直接署名され、この分野での重要な前進となります。

ZKオラクルの今後の展望

ZKオラクルがオラクルの分野でその地位を確立するにつれ、対処すべき課題がまだいくつかあります。 ソース、ノード、およびユーザー間の3ウェイハンドシェイクプロトコルには複雑さが伴うため、システムを最適化するためにさらなる研究開発が必要です。 Mina などの一部のチームは、これらの課題に対処するために積極的に取り組んでいますが、それには時間がかかります。

ZKオラクルは、独自の利点と幅広いアプリケーションシナリオにより、ブロックチェーンシステムに革命を起こす最前線に立っています。 これらは、正確で検証可能なオフチェーンデータに依存し、トラストレスで分散型のアプリケーションをサポートする可能性を秘めており、ブロックチェーン技術の分野で大きな飛躍を遂げています。 ZKオラクルの開発は、イノベーションだけでなく、ブロックチェーンシステムの認識と相互作用の方法を再定義することでもあります。

ソース: Golden Finance