イーサリアムのスケーリング・ソリューション「Taiko」（タイコ）とは－仮想通貨エアドロップの噂でも話題

Taiko（タイコ）公式ブログ日本語訳

画像引用元：Taiko（タイコ）公式サイト

下記の内容は、Taiko（タイコ）運営元からの依頼/承諾に基づき、公開されているTaiko（タイコ）の公式ブログ等の一部、ないしは全部の日本語訳を試みたものです。
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https://taiko.mirror.xyz/

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Taiko（タイコ）とは

画像引用元：Taiko（タイコ）公式サイト

Taikoは、技術的にも非技術的にも可能な限りイーサリアムをエミュレートする方法でイーサリアムをスケールします。
より具体的には、Taikoはイーサリアムと同等のZK-Rollupであり、分散化され、パーミッションレスでセキュアなレイヤー2アーキテクチャで全てのEVMオペコードをサポートすることでイーサリアムをスケーリングします。

イーサリアムは、人間の協調と個人の自由のために利用可能なメカニズムにおいて、大きな飛躍を意味します。

グローバルで信頼できる中立的な決済レイヤーとして、イーサリアムは強力なデジタル所有権を提供し、誰もが好きな時に好きな場所で価値を移動できる能力を提供します。
イーサリアムは価値のインターネットを支えるプロトコルであり、これほど流動的な移動が可能なネットワークはインターネット以来のものです。

移動以上に、価値の創造も同様に流動的で無制限です。
スマートコントラクトやアプリケーションを常時オン、常時アクセス可能、ボーダーレスなコンピュータに展開する開発者の創造力には目を見張るものがあります。

上記のことを実現するために、イーサリアムは（当然ながら）特定のブロックチェーンの特性を他のものよりも優先させなければなりませんでした。
パブリック・ブロックチェーンが非中央集権的でセキュアでなければ、信頼に足る中立的なものにはならず、価値の高い、極めてクリティカルな機能を格納する魅力はありません。
しかし、パブリック・ブロックチェーンがスケーラブルでなければ、法外に高い取引手数料と低いスループットのために、開発者、ユーザー、ユースケースの大部分がネットワークを活用できません。

イーサリアムが可能なインパクトを完全に達成するためには、イーサリアムは参加したい人を必ずサポートしなければなりません。
イーサリアムは人類の人口に対してスケーラブルでなければならないのです。
そこでイーサリアムは最も有望なスケーリングソリューションとしてロールアップに注目し、最も有望なロールアップのタイプはイーサリアムと同等のZKロールアップです。

Taikoは完全にイーサリアムと同等のZK-Rollupを目指しています。
私たちは、技術レベルでも原理レベルでもイーサリアムそのものをエミュレートする方法でイーサリアムをスケールさせることを目指しています。

Taikoの技術概要

画像引用元：Taiko（タイコ）公式サイト

ZK-Rollupsは、オフチェーンでトランザクションの実行、集約、証明を行い、データの可用性と有効性の証明検証をイーサリアムに依存することで計算をスケールさせます。
現在製品化されているZK-Rollupsの最大の欠点は、EVMの一般化された計算を正確にサポートできないことであり、その代わりにほとんどがアプリケーション固有です。
このため、既存のイーサリアムL1スマートコントラクトやDappsとの互換性が損なわれ、さらに、同じタイプのコンポーザブルで表現力豊かなエクスペリエンスを提供する新しいものを構築することが難しくなっています。

イーサリアムと同等のZK-Rollups（ZK-EVMと呼ばれることもある）は、セキュリティや互換性に妥協しないという点で、レイヤー2のスケーリング・ソリューションの聖杯です。
最近の言い回しでは、Taikoはタイプ1のZK-EVMを目指しており、ZK-proofの生成速度よりも完全なEVM/イーサリアム同等性を優先しています。

Taikoは、ZK-EVM回路（証明生成用）、L2ロールアップ・ノード（ロールアップ・チェーン管理用）、L1プロトコル（ロールアップ・プロトコル検証のためにこれら2つの部分を接続用）の3つの主要部分から構成されています。

ZK-EVMの仕組みとは

画像引用元：Taiko（タイコ）公式サイト

ZK-EVMは、ロールアップ上のEVM計算の正しさを有効性証明で証明します。

TaikoはEthereumスマート・コントラクトのコードをそのまま実行でき、変更は必要ありません。
開発者は既存のEthereumスマートコントラクトやフルDappsを些細な作業でTaikoに移行できますし、もちろん新しいsolidityコードを最初/唯一の環境としてTaikoに実装することもできます。
Taikoは全てのEVMオペコードをサポートするZK-EVMを実装し、ZK-EVM回路の有効性証明を生成します。
イーサリアムL1スマートコントラクトやDappsとの完璧な互換性に加え、これは全てのイーサリアムとsolidityツールがTaikoでシームレスに動作することを意味し、開発者のワークフローを混乱させる必要は一切ありません。

この結果は2つあります。

• 開発者のエクスペリエンスは、まさにsolidityスマートコントラクト開発者がすでに慣れ親しんでいるものであり、無駄な時間や摩擦はありません。EVM開発者とイーサリアムのスマートコントラクトの勢いはとどまるところを知らず、その勢いをそいだり減速させたりする必要はありません。
• イーサリアム上で実行されてきたスマートコントラクト（およびスマートコントラクト／アプリのシステム）は、多くの場合、何年も、何十億ドルもの価値があり、戦いに慣れており、異なる言語にコンパイルしたり、フレームワークに手を加えたりするリスクを冒すことなく、Taikoに移植することができます。つまり、正確なDappsやスマート・コントラクトのビルディング・ブロックや開発パターンを移植するということです。

EVMと同等であることの利点は、主にアプリケーション層で現れますが、TaikoはEthereumと同等であることを目指しており、実行クライアントのような既存のEthereumインフラを利用し、Taikoノードとして簡単に再利用することができます。
例えば、Taikoクライアントは現在、戦闘力のあるGo-Ethereumクライアントをベースにしています。
つまり、VMが完全に互換性があるだけでなく、Taikoノードがイーサリアムと同じハッシュ・アルゴリズム、署名スキーム、ストレージ・データ構造を使用していることから、「周辺組織」も同様に互換性があります。
重要なことは、Taikoは将来的にもイーサリアムと同等であることを目指していることです。
イーサリアムのプロトコルのアップデートがあれば、TaikoはそれをzkEVMに実装して同期を維持します。
最後に、Taikoが独自の研究開発から魅力的な新しい方向性を生み出した場合、我々はそれをイーサリアムに実装するよう努力し、L1を支援することができます。

互換性という点では、Taikoのロールアップでスムーズな時間を過ごせるのは、開発者やインフラ・プロバイダーだけでなく、ユーザーも同様です。
Taikoでは、ユーザーエクスペリエンス、使用パターン、製品はすべて、ユーザーにとって完全になじみのあるものとなります。

なぜ上記のことが重要なのか、メタ的な考察をするために立ち止まる価値があります。
汎用L2として、Taikoの目標は、最終的にユーザーに力を与えるビルダーに力を与えることです。
私たちが作るものは、他の人ができるようにするためのものなのです。

Taikoは、他の人々がこの世界に変化をもたらす手助けをしてこそ、この世界に変化をもたらすのです。
イーサリアム、EVM、明確に定義されたインフラとツール、スマート・コントラクトのクリティカル・マス、開発者の暗黙知の力を活用することが、タイプ1のZK-EVMである主な理由です。

Taiko（タイコ）のL2ロールアップ・ノード

画像引用元：Taiko（タイコ）公式サイト

Taikoノードはイーサリアムからトランザクションデータを取得し、L2上でトランザクションを実行します。
このように、これらのノードはロールアップチェーンを管理します。
現在、TaikoノードはイーサリアムのGethフォークです。

Taiko（タイコ）プロトコルとは

Taikoプロトコルは、ロールアップのルールを定義し、実施し、潜在的な参加者を定義します。
この設計は、セキュリティ、分散化、パーミッションレスという基本原則を支持しています。

イーサリアムL1上にデプロイされたスマートコントラクトは、データ可用性メカニズムとZK-SNARK証明の検証者として機能します。
Taiko L2にデプロイされたスマートコントラクトは、ホワイトペーパーで説明した特定の重要なプロトコル機能を実行します。

ネットワーク参加者に関しては、上記のアーキテクチャに適合する3つの役割を観察することができます。

提案者

ユーザーのL2トランザクションからロールアップブロックを構築し、L1に提案する。

証明者

前述の提案されたブロックから、L2トランザクションとブロックの有効性を主張するZK-SNARK証明を生成する。

ノードランナー

オンチェーンデータからトランザクションを実行し、チェーンの状態と同期を保つ。
提案者と証明者はそれぞれの役割を果たすためにノードを実行する必要があるが、ブロックエクスプローラーのようなサービスを提供する者やノードインフラストラクチャのプロバイダーなど、他のアクターもノードを実行することになる。
意欲的な参加者であれば誰でもTaikoノードを運営することができる。

Taiko L2ブロックチェーンのブロックは、順次実行されるトランザクションの集まりで構成されています。
新しいブロックをチェーンに追加して状態を更新することができ、これはトランザクションの実行に関するプロトコルの規則に従って計算することができます。

ブロックの提出は2つの部分に分かれます。

ブロックの提案

ブロックが提案され、ブロックデータがイーサリアム上で公開され、ブロックがTaikoL1コントラクトの提案ブロックリストに追加されます。
プロトコルはこの時点でブロックが不変であることを保証し、ブロックの実行が決定論的であることを意味するため、誰でも実行後のチェーンの状態を計算することができます。
このような時点におけるブロックと、その中に含まれるすべてのトランザクションをfinalizedと呼びます。
L1上で提案されたブロックの際立った特徴は、Taiko L2ノードによってスキップされる無効なトランザクションが存在する可能性があることです。
この特徴により、複数のブロックが同時に提案されている間のフォールトトレランスが可能になります。

ブロック検証

提案されたブロックはすべて決定論的であるため、ブロック間の中間状態はすべて既知であるため、ブロックの証明は並行して行うことができます。
ブロックの証明が検証され、正しくリンクされた親ブロックがオンチェーン確定されると、そのブロックをオンチェーン確定としてマークします。

このプロトコルの基本的な要件は、現在の状態を再構築するために必要な、つまり新しいブロックを作成し追加するために必要なすべてのデータが、イーサリアム上で公開されていることです。
さらに、証明者はイーサリアム上の公開データのみを使用してブロックの証明を生成することができます。
イーサリアムの公開データに依存し、すべての参加希望者に公平な競争の場を与えるというこれらの事実が、TaikoのL2を非中央集権的なものにしているのです。

一般的な真実として、EVMはZK-circuitで動作するようには意図されておらず、EVMの計算やイーサリアムのデータ構造、組み込み暗号には、ZK-SNARKに不親切で証明するのに非効率（遅い）な面がたくさんあります。
これらの課題を克服することが、EFのPSEなど、この分野の多くの人々による熱心な研究の目的でした。
それでもなお、EVM計算のためのZK証明の生成には時間がかかることに変わりはありません。
これは、異なるタイプのZK-EVMにおける互換性と対立する主なトレードオフであり、タイプ1は証明生成に最も時間がかかりますが、完全な互換性と将来の証明性を持っています。
他のタイプはプルーフ生成が非常に高速ですが、EVM/イーサリアム互換性と将来のプルーフ性はそれぞれ異なります。

非中央集権、パーミッションレス、セキュアであること、そして完全なEVM等価性を優先することは譲れませんが、Taikoロールアップの明確な目標は、プロトコル設計によって証明時間の遅さという欠点を軽減することです。
つまり、このプロトコルはZKPが生成される前に、最終的な結論に素早く到達することを目指しています。
我々はこのような目標を念頭に置いてプロトコルを設計し続けますが、証明に時間がかかることでチェーンのユーザー体験が極端に低下する場合には、VMの調整/最適化も受け入れるつもりです。

技術的な概要を簡単に説明したところで、Taikoとイーサリアムの互換性についての人間的、コミュニティ的な側面に移りましょう。
というのも、結局のところ、ブロックチェーンはコードによって強制される社会契約だからです。
プロトコルを動かすのは、最終的には人間とその価値観システムなのです。

Taiko（タイコ）の基礎となる考え方

画像引用元：Taiko（タイコ）公式サイト

レイヤー1の下にはレイヤー0、つまり人々がいます。
ブロックチェーンは人々によって構築され、これらの人々が気にかけることが社会契約やコード、包括的なデザインに組み込まれます。
前述したように、私たちはここでもイーサリアムとの最強の互換性を追求しています。

私たちがイーサリアムの例と仕様に忠実であることには十分な理由があります。
それは、単にイーサリアムのプロトコルと人々を愛しているからだけではありません。
それは、イーサリアムが私たちが関心を寄せるものを与えてくれる唯一のエコシステムであり、特にそれを最も必要とする人々のために世界をより良く変えるチャンスを与えてくれるからです。
これは高尚に聞こえますが、これがイーサリアムコミュニティ、そしてTaikoの目的なのです。

以下に、私たちを導く3つの基本原則である「Taiko Tenets」をご紹介します。

アクセスしやすいこと

Taikoを使用、構築、参加したい人は誰でも可能です。
これは、取引手数料が安くスループットが高いこと、開発者のエクスペリエンスが堅牢でイーサリアムのダップ移行がシームレスであること、ネットワークがパーミッションレスでイーサリアムのインフラを最大限に再利用していることなどが理由です。
アクセスなくして自由は得られません。

包括的であること

Taikoは検閲に強く、グループや個人を排除することはできません。
このロールアップは分散型であり、データの可用性とセキュリティのためにイーサリアムに依存し、パーミッションレスであり、ネットワーク参加者、ユーザー、構築者であれば誰でもオプトインできます。
ユーザー／アプリケーション／トランザクションを検閲するような特別なロールは存在しません。
私たちは、信頼できる中立で公正なシステムを構築することだけに関心があります。

オープンソースであること

Taikoは完全にオープンソースであり、コミュニティ中心です。
私たちは巨人の肩の上に立ち、イーサリアムの技術的進歩とコミュニティに貢献することを大切にしています。
私たちはプロジェクトへのコミュニティーの貢献に価値を置き、この分野に関心を持つ最高の頭脳とアイデアを活用します。
Taikoが実行し、確保する活動のタイプは、透明性を義務付けています。

ここまでお読みいただき、ありがとうございます。
私たちは2022年第1四半期からTaikoに取り組んでおり、2021年からは特定のチームメイトがZK-EVMの研究開発に貢献し、2018年からは多くのチームメイトがスケーラビリティとZK-Rollupの分野で働いています。
イーサリアムを何十億もの人々に安全に提供するために働くことは、私たちの最大の情熱であり名誉であるため、私たちはこの旅を続けることに非常に興奮しています。

私たちは、イーサリアム財団PSE、Vitalik、Zcash、Aztec、Scroll、その他数名を含む、ZK-EVMと関連技術に関する驚異的な仕事をしてくれた多くのチームと研究者に感謝したいと思います。

さらなる投稿では、Taikoの技術的なアーキテクチャをより深く掘り下げ、タイムラインを含むロードマップを共有する予定です。
Taikoのロールアップ・プロトコルについてもっと知りたい方は、ホワイトペーパーをご覧ください。

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原文URL：
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