zkSyncのGas手数料が高くなる理由を検証方式から分析する：zk-RollupとOP-Rollupの比較

2023.04.26

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zkSyncのGas手数料が高くなる理由を検証方式から分析する：zk-RollupとOP-Rollupの比較

zk-Rollup と Op-Rollup の違いは何ですか？また、なぜ zkSync のガス代は現在高いのですか？

2023.04.26 - 07:53:29

zkSyncGaszkop

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zk-Rollup と Op-Rollup の違いは何ですか？また、なぜ zkSync のガス代は現在高いのですか？

執筆：暗号村長

皆さんはARBやOPのガス代が1回あたり0.7米ドルと、異常に高いことにすでに慣れてしまっているかもしれませんが、これではL2本来の「低コスト」という特徴とは程遠い状況です。本気で解説する立場から、zk-rollupとop-rollupの違い、そして現在zkSyncのガス代が高い理由について分析してみます。

ZK関連の話題といえば、多くの人がすぐに「ゼロ知識証明」を思い浮かべ、プライバシー保護の機能と結びつけがちです。

しかし、主流で議論されているzk-rollupは、実際にはスケーラビリティの問題を解決するためにあり、SNARKsおよびSTARKsの証明技術を利用して「バリデータープルーフ（検証者による証明）」を実現することを目的としています。

ゼロ知識証明によるプライバシー保護機能は、zk-rollupにおいてはあまり重要視されておらず、ここでは一旦プライバシーの概念を脇に置いて、「検証者による証明」という観点からその技術的背景を考察しましょう。

簡単に言えば、zk-rollupではすべての取引がサイドチェーン上で行われ、これらの取引をzk技術のアルゴリズムを用いて複数まとめて処理し、一括でSNARKs証明を生成してメインチェーンに提出します。メインチェーン上のスマートコントラクトは、このzkアルゴリズムを使って、その一括取引がすべてのルールに準拠しているかを検証した後、最終的にメインチェーンに記録されます。

こうすることで、メインチェーンの取引処理能力と速度が大幅に向上し、かつメインチェーンよりもガスコストを削減できます。

op-rollupの仕組みはより理解しやすいでしょう。大量の取引がサイドチェーンに送られ、そこで計算・集計され、その後その帳簿の結果が一つのブロックとしてまとめられ、メインチェーンのスマートコントラクトに同期されます。

悪意ある検証者を防ぐため、「フロードプルーフ（詐欺証明）」という技術が採用されています。つまり、7日間の猶予期間中に誰かが不審な取引を報告し、それが実際に成立していた場合、そのブロック全体が巻き戻され、取引の安全性と完全性が保証されるのです。

つまり、zk-rollupとop-rollupの本質的な違いは、「バリデーションプルーフ」と「フロードプルーフ」という二種類の検証方式にあると言えます。

バリデーションプルーフ方式では、取引の検証に多くの計算資源が必要ですが、ブロック生成周期内で結果の正確性を保証できるため、取引処理速度が高まります。
一方、op-rollupはフロードプルーフ方式を採用しており、リソース消費は抑えられますが、検証のために一定の待機時間が発生します。

ちなみに、op-rollupは時間を使ってリソースコストを下げていますが、サイドチェーンのサーバーに中心化のリスクが残っています（例えば、sequenceの順序決定装置など）。

一方、zk-rollupは短期間の計算資源の消費を犠牲にして、安全確認までの時間を短縮しており、アカウント抽象化や分散型検証などの技術により、中心化のリスクも回避しています。

したがって、zk-rollupのガス代が高いのは当然であり、両者を単純に比較することはできません。

現在のzkSyncにおける取引手数料は、以下の3つの要素によって決まっています。

（1）検証者がSNARK証明を生成・検証するために必要なリソースコスト（ストレージや計算など）。この固定コストは比較的高めです。

（2）検証者がSNARK証明をイーサリアムメインネットに提出する際のガス代。これはメインネットの混雑状況に応じて変動します。

（3）ユーザーが検証者に支払うサービス料金（取引確認、メッセージブロードキャストなど）。上記の費用をすべてカバーする必要があります。

つまり、L2ユーザーのガス代＝zkシステムの計算・ストレージリソース費＋各バッチのメインネット提出ガス費＋検証者ノードインセンティブ費＋その他？

メインネットのガス代とノードインセンティブについては特に説明不要でしょう。計算リソースのコストは比較的固定されており、利用者が増えるほど一人当たりの負担は薄まります。つまり、zkSyncがさらに大規模に普及すれば、ガス代は低下するということです。つまり、今のガス代が高いのは「競争が激しすぎる」からではなく、「まだ十分に普及していない」からなのです！！

@DuneAnalyticsのデータによると、現在のzkSyncの1日の取引量は平均して10万～40万件程度です。多くのユーザーが積極的に使い続けていますが、zk-rollupが目指す広大な将来像に比べれば、zkSyncエコシステムはまだ「アルファ段階の赤ちゃん」にすぎません。ガス代が高いことばかり文句を言うのではなく、ともに構築を続けましょう。