Lagrangeプロトコル：ZKを用いた信頼不要なチェーン間相互運用性の実現
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Lagrangeプロトコル：ZKを用いた信頼不要なチェーン間相互運用性の実現
従来のメッセージ伝達プロトコルはノードに依存して情報を転送するが、Lagrangeは異なるアプローチを採用している。IBCが軽量クライアントに依存してクロスチェーン検証を行うのと同様に、誰でも暗号的に検証可能な形でメッセージの提出ができるようにしている。
Web3業界の深掘り報道に専念し潮流を洞察執筆：Maven 11
編集：TechFlow
クロスチェーンの相互運用性とセキュリティは、現在のブロックチェーン技術における課題となっている。ZKスタートアップLagrange Labsがその解決策を提示している。投資参加した機関Maven11は、Lagrangeの重要性について論じた記事を執筆しており、本稿ではLagrangeプロトコルの核心概念、検証プロセス、およびゼロ知識証明（ZKP）技術を用いた信頼不要なクロスチェーン操作の実現方法について詳しく紹介する。
マルチチェーン世界におけるアプリケーションにとって、クロスチェーン状態証明は極めて重要である。これにより、アプリケーションは信頼できないユーザーが提出したチェーン上の状態に関する検証可能な主張を利用できるようになる。応用例としては、マルチチェーンDEXの価格付け、リターンアグリゲータ、レンディングの価格決定などが挙げられる。
簡単に言えば、状態（ストレージ）証明とは、任意のチェーン上で特定のオンチェーン状態が存在することを証明する（ゼロ知識の）証明である。ゼロ知識証明（ZKP）の力によって、オラクルネットワークを信頼することなく、効率的かつ信頼不要にこれを実現できる。
従来のメッセージ伝達プロトコルはノードに情報の転送を依存しているが、Lagrangeは異なるアプローチを採用している。IBCがライトクライアントに依存してクロスチェーン検証を行うのと同様に、誰でも暗号学的に検証可能な情報を提出できるようにする。
Lagrangeでは、任意のクロスチェーントランスポート層や信頼されていないユーザーが、オンチェーンで検証可能な非対話型証明を提出できる。これらの証明はバリデータセットや署名に依存せず、データを直接オンチェーンで取得し、チェーン間で効率的に集約できるようにする。
Lagrangeの状態証明の検証には、以下の複数のステップが含まれる：
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状態ルート検証：Lagrange状態委員会が生成した簡潔なゼロ知識証明を検証し、特定の状態ルート（ブロックヘッダー）の真正性を示す。
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バッチストレージ証明：一連の宣言された状態が特定チェーンの状態ルート内に実際に存在することを検証する。
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ゼロ知識分散計算：オンチェーン状態上で実行された任意の分散計算を検証する。
Lagrangeの状態証明はモジュール化されているため、プロトコルはアプリケーションに応じて状態、ストレージ、計算の一部の証明を選択し、証明システムをカスタマイズできる。既存のクロスチェーンアプリケーションも、容易にそのツールのセキュリティまたは表現力を向上させることができる。
Lagrangeのゼロ知識ビッグデータフレームワークは、Verkle木構造に類似した動的データ構造を活用しており、アプリケーションが効率的なストレージ包含証明と任意の分散計算（MapReduceや分散SQLなど）を組み合わせることを可能にする。
LagrangeJS SDKを使えば、開発者は任意のチェーンに対して簡単に状態証明を要求でき、ストレージ状態のサブセット上で実行される任意の計算を指定できる。これにより、開発者はユーザーフレンドリーなインターフェース内で安全なクロスチェーン状態およびストレージ証明を活用できる。
Lagrange SDKは、複数のチェーンにまたがる状態証明を同時に生成するプロセスも簡素化している。これらの証明により、Lagrangeプロトコルと統合されたDAppは、複数の状態検証を単一のオンチェーン取引に統合できる。
Lagrangeプロトコルは、主要ブロックチェーンを統合することでクロスチェーン状態検証を促進する。当初はすべてのEVM L1、L2およびrollupと互換性を持つ。今後は、Solana、Sui、Aptos、Cosmos SDKベースのチェーンなどの非EVMチェーンのサポートも予定している。
さらに、Lagrangeは経済的ボンドによる宣言を活用することで、既存のクロスチェーンブリッジおよびメッセージ伝達プロトコルのセキュリティ改善にも取り組んでいる。Optimistic Rollupに対して強固な経済的シングルスロット最終性保証を提供することで、イーサリアム上での分断されたRollup間の相互運用性を大幅に高めることができる。
その仕組みは本質的に、現在イーサリアム上で実装されている「ライトクライアント」である同期委員会ではなく、Optimistic Rollup向けにZKライトクライアント証明を生成することにある。
現在のイーサリアム同期委員会は、毎日高い報酬を得るために選ばれた512人のランダムなバリデータのみから構成されており、ライトクライアント機能を提供している。
Lagrangeのクロスチェーン状態委員会のセキュリティは、経済的ボンドを持つ、成長し続ける動的サイズのノード群に由来する。これらのノードはEigenLayerでリステーキングされるか、Rocket Poolなどの流動性ステーキング派生商品を通じてステーキングされる。
各ノードは、自身が証明するチェーン上で最終確定した新しいブロックごとに署名を実行しなければならない。イーサリアムのライトクライアント同期委員会が最大512ノードに制限されているのに対し、クロスチェーン状態委員会は無制限のノードをサポートしている。このため、各証明の背後にあるステーク量は必要に応じて動的に拡張可能であり、それぞれのチェーンまたはRollupに対して安全な証明を生成できる。
状態証明は、共有ソーターなどのプロトコルにおいて重要なユースケースを持ち、Rollup間通信の改善や、SUAVEなどの実装におけるオラクル問題の解決に貢献する。
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Maven 11
