Plasma + ZK-SNARKs：イーサリアムのスケーラビリティに対する新しいアプローチ
TechFlow厳選深潮セレクト
Plasma + ZK-SNARKs：イーサリアムのスケーラビリティに対する新しいアプローチ
Vitalikの最新作を解説し、イーサリアムの新たな動向を明らかにする。PlasmaとZK-SNARKsの融合がどのようにゲームを変えるのか？
Web3業界の深掘り報道に専念し潮流を洞察執筆：dt、DODO Research；0xNing0x、EMC Fund 上級研究員
先週、イーサリアム創設者であるVitalik（以下、本文ではV神）がTwitter上で「Exit games for EVM validiums: the return of Plasma」と題する最新記事を発表しました。この記事はPlasmaのスケーリング技術について詳しく紹介しており、現在徐々に周縁化しつつあるPlasmaスケーリングソリューションとZK（ゼロ知識証明）技術との統合を促す内容となっています。この投稿を受けて、Plasma関連プロジェクトの多くが価格を急騰させ、かつてRollupに取って代わられ視界から遠のいていたPlasma技術が、再びイーサリアムのスケーリング競争に戻ってきたのです。
今週のCryptoSnapでは、DODO Research X NingNing（@0xNing0x）が、Plasmaについて誰にでも分かりやすく解説するとともに、V神の最新記事が何を伝えようとしているのかを丁寧に説明します！
Plasmaとは何か？
スケーラビリティ問題は、ブロックチェーン分野における開発者の重要な研究テーマです。分散型の世界コンピュータを実現し、安価で高速なブロックチェーンを構築するため、イーサリアムメインネットを中心にさまざまなスケーリングソリューションが登場してきました。その中で、Plasmaはかつて主流のスケーリング手法の一つでした。
Plasmaは、簡単に言えばイーサリアムメインチェーン上に構築されたチェーンであり、スマートコントラクトを通じてメインチェーンとPlasmaチェーン間の資金の入出金を管理します。サイドチェーン（BNB Chain、Gnosis Chainなど）との違いは、Plasmaチェーンが定期的にその最終状態をイーサリアムメインチェーンに報告しなければならない点にあります。一方、Rollupとの違いは、Plasmaチェーンがトランザクションデータ全体ではなく、Merkleツリーのルート（つまりPlasmaチェーンの状態）のみをメインチェーンに記録する点です。
Exit Game（安全な「退出」メカニズム）
計算処理がメインチェーン上で行われないため、Plasmaチェーンはネットワークのスケーラビリティを大幅に向上させることが可能です。また、悪意のある行動を防ぐための比較的安全な検証メカニズムも備えています。ここで安全性という観点から、V神がタイトルで言及している「Exit game（退出ゲーム）」、すなわちPlasmaチェーンの安全な資産引き出しメカニズムについて触れます。
Plasmaフレームワークの設計では、セキュリティはその「退出」メカニズムによって保証されています。ユーザーがメインチェーンに戻りたい場合、あるいはPlasmaチェーンが攻撃を受けていると判断した場合、ユーザーはメインチェーン上のPlasmaコントラクトに対して「退出」を要求し、証明を提出できます。この要求に対し、7日間のチャレンジ期間中に反証がなければ、ユーザーはメインチェーン上で資産を取り戻せます。逆に、成功裏にチャレンジされた場合は「退出」が失敗し、悪意あるユーザーは罰金を支払うことになります。
よくある攻撃のパターンは以下の3つです：
-
取引後すぐに退出（Not latest owner）：ユーザーが送金取引を行った直後に、チャレンジ期間中に資産の退出を行う行為です。これは無効です。なぜなら、最新の資産所有者は取引の受取人であるべきだからです。ネットワークはこの退出をチャレンジし、資産がすでに他者に移転したことを証明できます。
-
二重使用攻撃（Double spend）：同一の資産が2回以上不正に使用されるケースです。例えば、AliceがBobに1トークンを送金した後、同じトークンをCharlieにも送金するような場合です。ネットワークはこのトークンが二重に使われたことを検出し、不正な取引をチャレンジできます。
-
無効な取引履歴（Invalid history）：資産の取引履歴に無効な状態遷移が含まれている場合です。たとえば、対応する消費がないまま取引出力が存在するようなケースです。ユーザーは適切な消費証明を提出することで、このチャレンジに応答できます。
Plasma Cash
次に、V神はこの記事の中でPlasmaフレームワークを利用したプロジェクト「Plasma Cash」について紹介しています。Plasma Cashでは、ユーザーが預け入れた各トークンがNFTとして扱われ、それぞれのNFTには取引履歴がMerkleツリー形式で記録されます。しかし、NFTは分割不可能な唯一無二の性質を持つため、Plasma Cashの利用シーンは限定的となり、特定の送金用途にしか使えませんでした。そこで、UTXOモデルを用いた改良版が登場します。UTXO帳簿方式により、Plasma CashのNFT送金設計における分割不能の課題を解決でき、再支払い領域の発展に寄与します。ただし、これによりスマートコントラクトとの相互運用が難しくなるという新たな課題も生じます。
Plasmaの技術的課題
現在のPlasmaの技術的ボトルネックは、EVM（イーサリアム仮想マシン）との互換性です。EVMのスマートコントラクト内には、「所有者（Owner）」が明確でない多くの状態オブジェクトが存在します。これはPlasmaのセキュリティモデルと矛盾します。Plasmaの退出メカニズムでは、すべての状態オブジェクトが明確な所有者を持ち、所有者がそのデータを監視し、必要に応じて資産を保護するために退出を行う必要があります。しかし、Uniswapの流動性プールやMakerDAOのCDPポジションなど、EVMコントラクトの中には単一の所有者がいない状態オブジェクトが多く存在します。このような場合、Plasmaチェーンに問題が発生すると以下の状況が生じます：
-
所有者が退出を行わず、状態が永久にPlasmaチェーン上にロックされてしまう。
-
外部者が退出を開始できたとしても、Exit Gameによる攻撃のリスクが非常に高くなる。
-
複雑な状態を持つコントラクトの検証が困難になる。
Plasma ＋ ZK-SNARKs
Plasmaが直面しているこれらの技術的課題に対して、V神は既に成熟した有効性証明技術（zk-SNARKs）との統合が一部の制約を克服できると提言しています。具体的には以下の5点が挙げられます：
-
zk-SNARKsを使用することで、メインチェーン上でPlasmaブロックの正当性を証明でき、退出メカニズムへの依存を軽減できる。
-
Plasmaチェーン上の資産を即時に出金可能にし、7日の詐欺証明チャレンジ期間を不要にすることで、チェーンの再編成問題を緩和できる。
-
EVMの状態を表現する並列UTXO構造を構築し、zk-SNARKsでその等価性を証明することで、EVMの一部の問題を回避できる。
-
zk-SNARKsの導入により、ユーザーが検証・保存すべき状態データ量が大幅に削減され、ユーザーエクスペリエンスが最適化される。
-
所有者が明確でないスマートコントラクトについても、キーパートが検証可能なオブジェクトに分割できるならば、部分的な安全性を確保できる。
これらは依然としてすべての複雑なEVMコントラクトをカバーできるわけではありませんが、ZK技術の進展とともに、Plasmaの設計空間の探求が進めば、安全性・スケーラビリティ・ユーザーエクスペリエンスのバランスがより良く取れた新しいソリューションが見つかる可能性があります。
筆者見解
DT @19971122：
V神のこの記事を読む前、筆者はPlasmaの技術アーキテクチャについてあまり熟知していませんでした。というのも、現在のイーサリアムスケーリングソリューションは事実上Rollup技術が支配しており、各チームが次々とRollupベースのL2ネットワークをリリースしているからです。また、データ可用性層（DA層）を他のチェーン（Celestia、EigenLayer、Availなど）に構築するモジュラー型アーキテクチャも登場しています。そのため、イーサリアム財団の研究員であるDankrad FeistがTwitterで述べた「ETH以外をDA層とするモジュラー型ブロックチェーンはRollupでもなく、イーサリアムL2でもない」という主張も生まれました。どちらがイーサリアムの正統な発展方向かは、議論の絶えないテーマです。そんな中でV神のこの記事は、まるでPlasmaに活を入れるようなもので、イーサリアムコミュニティに「スケーリングの選択肢はRollupだけではない。ZK＋Plasmaという新たな方向性もある」と伝えるメッセージといえるでしょう。
筆者は、分散型の世界において多様な発展は自然なプロセスだと考えます。しかし、資本効率を考慮すると、モジュラー化・均質化された開発の方が経済的であるため、OP StackやPolygon zkEVM CDKのような標準化フレームワークが登場し、各資本が自らのL2ネットワークを構築できるようになりました。しかし、その一方で多様性が失われつつあります。V神の今回の動きは、イーサリアムのスケーリングソリューションの発展が偏りすぎていると感じ、方向性を修正しようとする意図があるのかもしれません。今後、どのチームが実際にこれを実装するかは注目すべきポイントです。筆者は長年のイーサリアムユーザー・支持者として、スケーリング技術の均衡ある発展を歓迎します。
NingNing @0xNing0x：
Plasmaは、ブロックチェーンのスケーラビリティを高めるために、大部分のデータと計算をオンチェーンからオフチェーンに移すことで実現するソリューションです。2017年に登場し、Plasma Cash、Plasma Cashflowなどいくつかのバージョンを経て進化してきました。しかし、支払いを超えるアプリケーションへの拡張時に生じる根本的な制限（無主状態問題やインセンティブフロー問題）により、Plasma L2ソリューションは次第に周縁化されていきました。
一方で、RollupがL2の主流ソリューションとなりました。その主な利点は設計の簡潔さと開発者への親和性です。しかし、ZkEVM技術の実現と成熟により、Plasmaは新たな設計の余地を得ました。これにより、開発者体験の簡素化とユーザー資産の保護に新たな可能性が広がっています。
Vitalikが今回Plasma L2を再び推奨した目的は、L2パラダイムの多様化と革新の重要性を強調することにあると考えられます。これは、新パラダイムのPlasma L2がRollup L2の主流的地位を脅かすと考えているわけではありません。現時点でRollup L2はTVL規模やユーザー数において圧倒的リードを保っており、マシュー効果により、この地位は可視範囲の将来においてさらに強化されると予想されます。
ここ数日、ParadigmとBlurチームが共同開発した新パラダイムL2「Blast」が別の探索の道を示しました。そのアーキテクチャはVitalikのL2定義に厳密には合致しませんが、市場とコミュニティでは大きな成功を収め、迅速に注目と大量の資金を集めました。これは、市場とコミュニティがL2の設計に多様性を求めていること、単一または少数の標準設計に満足していないことを示しています。
結論として、Plasma L2ソリューションには一定の潜在力と革新性がありますが、L2の発展は頂点に立つ合理的な設計者によって計画されるものではなく、むしろ複雑で非線形な市場競争の中から自然に育っていくべきものです。
TechFlow公式コミュニティへようこそ
Telegram購読グループ：https://t.me/TechFlowDaily
Twitter公式アカウント：https://x.com/TechFlowPost
Twitter英語アカウント：https://x.com/BlockFlow_News
Dr.DODO
