ビットコインエコシステムのマイルストーン：ZuluがBitcoin Scriptを利用してZKP検証を実現

執筆：日月小楚

最近、ビットコインエコシステムにおける重要なマイルストーンとして、ZuluがBitcoin Scriptを用いた初のzk-SNARK検証（ZKP）の実現を発表しました。これはGroth16/FFlonkといった主流アルゴリズムに関わるものであり、コードはBitVMリポジトリに寄稿されています。

ビットコインスクリプトによるZKPの実現は、つまりビットコインネットワークがLayer2の検証を行うことが可能になったことを意味する。これは真の意味でのLayer2であり、ビットコインネットワークの安全性、すなわちPoWメカニズムから得られる安全性を継承するものである。これこそがブロックチェーンの中で最も安全なネットワークと言えるだろう。

しかし、ビットコインネットワークのプログラミング制限により、ZKPの実装は極めて困難でした。現在存在する多くのビットコインL2は、実際には真の意味でのL2ではなく、そのチェーン上のステートはビットコインネットワーク上で直接検証できないのが現状です。彼らが行っているのは、zk proofを生成し、それをBTCネットワーク上に投稿するという方法ですが、この証明はビットコインネットワーク自体が検証しているわけではなく、あくまで自身のネットワーク内でのみ検証されているため、L2のチェーンステートとビットコインネットワークは分離した状態にあるのです。

これはイーサリアムのLayer2とは明確な違いがあります。zk-rollupでもop-rollupでも、データはパッケージ化され、イーサリアムメインネットによって検証されます。そして、他のパブリックチェーンと比べてイーサリアムLayer2が最大の優位性を持つ点は、Layer2のセキュリティをイーサリアムが保証していることにあります。

ビットコインネットワークによって検証されるLayer2になる最大の利点は、ビットコインネットワークのセキュリティを継承できる点にある。ビットコインネットワークの安全性は明らかにイーサリアムを上回ります。現在、その安全性を真正に継承できる方法は2つあります。1つはBabylonが代表するもので、ネイティブBTCをステーキングし、自らPoSネットワークを形成して管理を行い、悪意ある行為に対してペナルティを与える方式です。ステーキングされたBTCの価値が十分に高ければ、悪意行為のコストも非常に高くなり、これによりセキュリティが確保されます。ただし、この方式の前提は大量のBTCがまずステーキングされることにあります。

もう1つは、ビットコイン自身のPoWネットワークを利用する方法です。世界初かつ時価総額トップのネットワークとして、BTCはすでに14年間にわたり安全に稼働しており、全ネットワーク中で最高のハッシュレートを有しています。そのセキュリティレベルは言うまでもありません。したがって、ビットコインネットワークのセキュリティを継承する上で重要な一環が、BTCが検証を実行できるようになることです。まさに今回Zuluが達成したZKPの意義がここにあります。以前Zulu Networkに注目したのは、それがビットコイン初の二層アーキテクチャを採用していたからでしたが、今回のzk-SNARK検証（ZKP）を通じて、Zuluの背後にある技術力の強さを改めて認識しました。

zk-SNARKの重要性

SNARK（succinct non-interactive argument of knowledge：簡潔非対話型知識証明）とは、数学的アルゴリズムを用いて証明システムを構築し、検証者が元のデータを知らなくてもそのデータの正しさを検証できるようにする技術です。現在、イーサリアムのLayer2にはzk-rollupとop-rollupがありますが、op-rollupは中間的な過渡期の存在とされており、最終形態はzk-rollupだと考えられています。なぜならzk-rollupはzkアルゴリズムを用いて取引をまとめて処理し、SNARKs証明を生成してメインチェーンに提出し、メインチェーンがそのバッチ内のすべての取引を検証するためです。zk-SNARKは効果的なプライバシー保護機能を持ち、拡張性にも優れており、V神（ビタリック・ブテリン）はこれを「次の10年の最重要技術」と評価しています。

BitVM

ここでBitVMについて説明しておく必要があります。BitVM登場以前、ビットコインのスクリプト言語はチューリング完全ではないと考えられていました。多くの人々が長年努力しても、この問題を解決できませんでした。しかし昨年10月、Robin Linusが衝撃的なBitVMを発表しました。彼の手法は、ビットコインスクリプト上で一種の特殊な論理ゲート（NANDゲート、「否定論理積」ゲート）を検証するというもので、これは物理／電気レベルに位置する基本的な計算原語です。すべての可能な計算はNANDゲートで構成可能です。

最近、RobinはさらにBitVM 2の設計案を提示しました。今度はスクリプトのNANDゲートを直接使うのではなく、汎用的なSNARKゼロ知識証明検証器を使用するためにそれらを活用するものです。

BitVMの意義は、ビットコインネットワークを使って検証を実行できることにあり、アップグレードやフォークを必要とせず、BTCに追加の負担をかけることもありません。Layer2が複雑な計算を担当し、メインチェーンのセキュリティを継承するという仕組みです。BitVMの持つ大きな意義から、多くのLayer2プロジェクトがBitVMを基盤として構築されています。例えばBitlayerは、BitVMをコアコンポーネントとし、階層型仮想マシン技術（Layered Virtual Machine）を採用したLayer2ソリューションです。

Zulu Networkにおいても、BitVMは非常に重要な存在です。同時にZulu自身もBitVMにとって重要な貢献者であり、ビットコインスクリプトでzk-SNARK検証を実現することは、BitVMにとって最も核心的な一歩である。ZuluはBitVM2の公式GitHubリポジトリに多数のコードを寄稿しており、BitVMの発明者Robin Louisから高い評価を受けています。

先週、ZuluはGroth16スクリプトの分割を完了しました。2つのpublic入力をもとに、合計1701個のサブスクリプトに分割され、サイズは4M未満、スタック深度＜1000となりました。今回のZKPスクリプト分割の完了は、BitVMが商用利用へ向かう新たなマイルストーンを示しています。Zuluの優れた成果により、BitVM2は近い将来ビットコイン上で初のSNARK証明を実現できる見込みです。これはZuluの技術が先進的であることを示しています。

図注：Zuluの技術進展はBitVMの発明者Robin Louisから高い評価を受けている

最後にZulu Networkについて簡単に紹介

Zulu Networkは、ビットコインエコシステム初の二層ネットワークであり、そのLayer2層はEVM互換のZuluPrimeです。EVMプロジェクトは低コストで迅速にデプロイ可能となり、エコシステムの繁栄を促進します。もう一つはLayer3層で、ZuluNexusと呼ばれています。これはUTXOモデルとアカウント資産タイプを革新的に統合し、UTXOモデルに基づくスマートコントラクトの革新を実現しています。つまり、UTXOの利点を最大限に発揮しつつ、将来のUTXO上でのイノベーションをサポートできるということです。Zuluは現在、以下の2つの製品を開発中です：

• ZKPでオフチェーンステートを検証可能なZulu Bridge。資産発行をサポートする

• ユーザーに任意の金額でのクロスチェーン操作を提供する、初の分散型ZKブリッジ

Zuluはまだトークンを発行しておらず、早期参加を希望する場合は、現在実施中のテストネットインセンティブ活動に参加できます。詳細は公式ドキュメントをご覧ください。https://www.yuque.com/zulunetworkzhongwenshequn/zvggg8/kr9epkg0v27rh860?singleDoc#