なぜETH坊が PoW 時代に戻る可能性があると言われているのですか？ZKハードウェアアクセラレーションマイニングの新しいPoWモードについて話しましょう

イーサリアムの経済モデルは最終的にはPoSとPoWが共存し、新しい「混合コンセンサス」モデルを形成する可能性があります。

執筆者:ユエ・シャオユー

Web3Caffの創設者であるGootorは非常に重要な観点を提案しました。以下にさらなる考察を共有いたします:

ETH坊はZK化されており、ZKプルーフはハードウェアアクセラレーションが必要です。BTCマイニングと同様にハードウェアに依存しているため、ZKマイニングは新しいタイプのPoWになる可能性があります。

イーサリアムの経済モデルは最終的に PoS と PoW の両方が存在し、新しい「ハイブリッドコンセンサス」モデルが形成される可能性があります。

次に、上記の考えの基本的なロジックを具体的に見てみましょう。

1、ETH坊がZK化されています

ZK（ゼロ知識証明）の基本原理は、一方が他の方に対してある主張が真実であることを証明する際に、他の情報を提供する必要がないことです。

これは非常に有望な技術です。

ZK技術は現在、ブロックチェーン領域で主にスケーリングに使用されています。

V神は常にZKテクノロジーを推進しており、V神の意向と傾向により、ETH基金会もさまざまなZKプロジェクトに投資しています。

しかし、ZKプロジェクトのようなインフラストラクチャレベルのサイクルは比較的長いため、一般のユーザーが直接感じることができるのは、さまざまなZK Rollup、すなわちZK系のETH坊Layer2ソリューションだけです。

代表的な例としては、zkSync、Starknet、Polygon zkEVM、Scroll、Lineaなどがあります。

これらはすべて、イーサリアムの実行レイヤーでZKテクノロジーを融合しています。

そしてETHプラットフォーム自体も徐々にZK化されています。

（1）コンセンサス層 ZK 化（如 Beam Chain 提案）：コンセンサス操作の検証プロセスを ZK 化することで、コンセンサスプロセスを簡素化し、高速化することができます。

(2)ZKベースのデータレイヤー:すべてのトランザクションデータを保存せずにプルーフのみを保存することで、オンチェーンのストレージ要件を大幅に削減できます。

これらの方法により、ETHは分散化とセキュリティを維持しながら、取引処理速度、コスト、およびプライバシー保護など、ネットワークのパフォーマンスを大幅に向上させることができます。

ZK技術の導入は、ETH坊エコシステムの長期的な拡張戦略の一部と見なされており、より高いユーザー要件とアプリケーションの複雑性に対処できます。

2、ZKはなぜハードウェアと組み合わせる必要があるのですか？

上記のように、ZKには多くの利点がありますが、現在の最大の課題はZKP（Zero-Knowledge Proofs）のパフォーマンスの問題です。

ZK の運作メカニズムは、バリデータが複数の取引を1つの単純な証明に結合し、取引をメインネットに提出してメインネットのスケーリングを実現することで実現されています。

しかし、ZKには制限があります。なぜなら、証明を生成するプロセスは時間とエネルギーの両方で非常にリソースを消費するからです。

多くの複雑な数学演算（べき乗演算、逆数演算、双線形対の演算など）が必要なため、証明の作成は通常遅くなります。

ソフトウェアの最適化だけでは性能をさらに向上させることはできませんので、ハードウェアと組み合わせて専用のハードウェアを使用して加速する必要があります。これにより、証明生成の速度が数時間から数秒に向上することができます。これは大きな向上です。

したがって、ZK にはハードウェア依存があり、専用チップが必要です。

ZKP 技術がプライバシーコンピューティング、ブロックチェーンの拡張などの領域での利用が増加するにつれて、ZKP の生成速度と効率がボトルネックとなり、市場のハードウェア需要もますます高まっています。

3、PoSとZKマイニングはどのように組み合わせるのですか？

ZKハードウェアアクセラレーションを使用すると、ハードウェアマイニングが実現でき、新しい経済モデルが生まれます。

ZKマイニングとは何ですか？

従来のPoW（プルーフオブワーク）マイニングは、複雑な数学問題を解決することに依存していましたが、ZKハードウェアマイニングは、ZKPを迅速に生成する能力に依存しています。

PoWマイニングに類似し、参加者はZKPを生成する速度と効率を競うことができ、最初に有効な証明を生成した参加者が報酬を受け取ります。

PoSとZKを具体的にどのように組み合わせるのですか？

PoSシステムでは、バリデータ（ステーキングされたエージェント）はトランザクションの検証と新しいブロックの提案を担当します。ZKプルーフは、特定のブロックまたは一連のトランザクションの正当性を証明するために使用され、セキュリティを強化し、ドロップ検証コストを削減します。

バリデータは、PoSの職務を実行する一方で、その作業の追加の証明としてZKPを生成します。有効なZKPを生成して提出することに成功したバリデータは、既存のブロック報酬に加えて追加の報酬を受け取ることができます。

これはETHまたはネットワーク内の特定のトークンまたは一部のガス料金などの報酬の形式となることがあります。

メインネットブロック報酬は2つの部分に分けられ、階層的な報酬システムが形成されます：1つは従来のPoS検証に使用され、もう1つはノードのZK証明生成への貢献に基づいて割り当てられます。

このように、ZKはPoS検証の強化として機能し、ZKマイニングはPoSステークの拡張として機能することができます。

ステーク者は、ETHをステークしてPoS報酬を受け取るだけでなく、ZK関連の作業に参加して追加報酬を得ることができます。たとえば、ステーク者はZKプルーフ生成ノードを実行し、ZKテクノロジーの応用を支援するために計算リソースを提供することができます。

しかし、ここでは単なる可能性が提起されているにすぎません。イーサリアムの既存のPoSプロトコルにZKテクノロジーを統合する場合、現行のPoSプロトコルを変更または拡張して、ZKプルーフの役割を受け入れる必要があります。

また、PoSのインセンティブ効果を弱めることなく、ZKテクノロジーの適用を促進するために、公正なインセンティブモデルを設計する必要があります。

4、ZKマイニングは新しい正の外部性を導入しますか？

イーサリアムはPoWからPoSに移行した後、最も批判された点は、この「閉じられた」経済システムに外部効果が導入されていないことです。

PoWは外部性を持ち、エネルギーやハードウェアを必要とするため、ブロックチェーンの経済活動をブロックチェーンの外部に拡大し、現実世界に影響を与えています。

PoSシステムでは、ブロックの検証は主に所有しているトークンの数量（つまりステーク）に基づいています。経済活動は、ステークとネットワーク内の取引に重点が置かれており、広範なマイニングリグの生産や電力市場などの外部産業に関与する必要はありません。

ZKアクセラレーションハードウェアは、PoWマイニングリグと同様に専用ハードウェアが必要ですが、「無効な電力消費」問題はドロップされます。なぜなら、PoWはブロック生成のために数学問題を解決する競争ですが、ZKマイニングはトランザクションを検証するための有効な証明を生成するため、異なるノードが無効な作業を繰り返す必要はありません。

5、AI と ZK 共有コンピューティングパワー

さらに、ZKコンピューティングパワーマーケットが現れ、AIコンピューティングパワーとZKコンピューティングパワーの共有が実現できるかもしれません。

市場には、AIとZKタスクをサポートする総合計算サービス統合プラットフォームが登場する可能性があります。

ユーザーは、高性能な計算を必要とする AI タスクと ZK 証明生成が必要なタスクを同じプラットフォームで処理することができます。

プロトコル層面でも統合することができます：スマートコントラクトやプロトコルを作成し、AIコンピューティングパワープロバイダーがZKプルーフの生成に参加したり、ZKテクノロジーを使用してAI計算の結果を検証したりすることができます。

コンピューティングパワーは動的に割り当てることもできます：タスクの要件に応じて、コンピューティングパワーのリソースを動的に割り当てます。たとえば、AIのタスクの要件が低い場合、これらのリソースはZK証明の生成に使用され、その逆も同様です。

6、ZKハードウェアアクセラレーションのトッププレーヤー

現在、ZKハードウェアアクセラレーションのトッププロジェクトはCysicです。

Cysicは、特定用途向け集積回路（ASIC）、FPGA（現場プログラム可能性門配列）およびGPUアクセラレーションソリューションの設計と製造に特化し、ZKPの生成プロセスを加速します。

Cysicは2つのハードウェア製品を設計しました:

（1）ZK Air: 軽量なZKデバイスで、サイズはノートパソコンの電源アダプタに近く、計算能力は10枚のRTX 4090 GPUに相当し、個人ユーザーに適しています。

（2）ZK Pro: より強力なデバイスで、50枚のRTX 4090 GPUに相当する性能を持ち、zkRollupやzkMLなどの大規模なZKプロジェクト向けに設計されています。

ハードウェアに加えて、Cysicは、Plonky2、Gnark、Halo2、RapidSnarkなどのさまざまなZKPシステムをサポートするCUDAライブラリも提供します。 これらのライブラリは、オープンソースのフレームワークよりも少なくとも50%優れた、大幅なパフォーマンスの向上を提供します。

同時に、CysicにはエコシステムであるCysic Networkがあり、主にコミュニティの計算リソースを統合・管理し、ZKプロジェクト、計算力プロバイダー、そしてコミュニティバリデータを接続して、信頼性の高い計算力ネットワークを形成しています。

簡単に言えば、Cysic Network は ZK マイニングプールとSaaS プラットフォームです。

現在、Cysicは複数のzkRollupプロジェクトと協力し、その製品の実用性と市場需要を示しています。

Cysicに加えて、もう一つ非常に特徴的なプロジェクトがあります。

意外にも、「众叛亲离」、「臭名昭著」な Scroll が ZK ハードウェアアクセラレーションにおいて非常に優れていることは考えられなかった。

他のZK Rollupプロジェクトと比較して、Scrollはユニークなアプローチを取っており、ハードウェアを中心に開発し、専用のZKアクセラレーションハードウェアGUPを開発して、独自の競争上の優位性を形成しています。これがScrollの最大の差別化競争優位性です。

この点だけ見ると、Scroll は本当に硬核なプロジェクトです。

ただし、ScrollとCysicの位置付けは異なります。Scrollにとって、ハードウェアアクセラレーションは、Layer2全体のソリューションの一部です。一方、CysicはZKPエコシステム全体にハードウェアアクセラレーションサービスを提供することに専念しています。

7. まとめ

最後に、この記事の内容をまとめると、次のようになります。

（1）ETH坊はZK化されています：ETH坊は、スケーリングとプライバシーの向上を実現するためにゼロ知識証明（ZK）技術を導入し、すでにコンセンサス層とデータレイヤーにZK技術を適用して、ネットワークの性能を向上させています。

（2）ZKはハードウェアアクセラレーションが必要です：ゼロ知識証明を生成するには、大量の計算リソースが必要であり、ハードウェアアクセラレーション（ASIC、FPGAなど）が効率を向上させるために必要とされています。

（3）PoS とZKマイニングの組み合わせ：ZKマイニングをPoSの拡張として位置付け、ステーキング参加者はZK計算能力を提供することで追加の報酬を受け取り、PoSとPoWが併存するモデルを形成する新しい経済モデルが提案されました。

（4）ZK マイニングは新しい正の外部性を導入します：PoWと比較して、ZK マイニングは無効なエネルギー消費を減らす可能性がありますが、専用ハードウェアが必要であり、ハードウェアの製造と技術革新を促進します。

（5）AI 与 ZK コンピューティングパワー共享：AI 和 ZK 計算タスクはハードウェアリソースを共有し、総合的な計算サービス市場を形成する可能性があります。

（6）市場リーディングプロジェクト：CysicとScrollは、ZKハードウェアアクセラレーション領域のリーディングカンパニーであり、前者はZKエコシステムにハードウェアを提供することに特化し、後者はそれをLayer2ソリューションの一部として活用しています。

最後に、ZKハードウェアアクセラレーションのトレンドが始まっています。イーサリアムのさらなるZK化に伴い、ZKハードウェアアクセラレーションはさらに重要になり、イーサリアムの経済モデルをリバースさせる可能性さえあります。このトレンドを継続的にフォローする価値があります。