01Introduction

モジュラーブロックチェーンがLayer 2（L2）に急速に浸透し、さまざまなRollup as a Service（RaaS）ツールがキャンクンアップグレードの実装とともに成熟する中、L2ソリューションを構築するためのしきい値が大幅に低下しました。技術はもはやRollupsを構築する際の主要な障壁ではありません。さらに、Base、Manta Pacific、Blastなどの新興Rollupsは、低コストでRollupsを構築するために既存のツールを利用して急速に台頭し、エコシステムに焦点を移し、市場の基準戦略を設定しています。伝統的なアプリケーションのL2への変換とさまざまな軽量L2の爆発とともに、不可逆的なトレンドとなっているようです。

Rollupsの技術ロードマップでは、楽観的Rollups（OP）とゼロ知識Rollups（ZK）の間で長い間議論が続いてきました。Vitalik Buterinはしばしば、ZK-Rollupsはまだ解決すべき多くの技術的課題に直面しているため、「短期的にはOP、長期的にはZK」という考えを表明してきました。技術の進歩に伴い、ZK-Rollupsのインフラはますます成熟し、将来のL2ブームでZKベースのRollupsが大きな市場シェアを占める可能性が高まっています。ZKに焦点を当てたリスクアズサービス（RaaS）のトップ企業であるLumozは、近い将来成功する可能性が非常に高いです。

02ZK-Rollupsのボトルネック

2.1 モジュラーな視点からのロールアップ

OP-RollupsとZK-Rollupsの基本原則は、読者にはすでに明確かもしれませんが、モジュラーな視点からRollupsを再検討しましょう。基本的に、Rollupsは、モジュラーな分業によって最適なリソース配分を実現し、異なる参加者が特定のタスクに集中することで、全体の効率を向上させることができます。

Ethereumのモジュラー構成は、単純に次のように分解できます: データ可用性レイヤー（DA）、コンセンサスレイヤー、決済レイヤー、および実行レイヤー。

実行レイヤー

取引を計算し、古い状態を新しい状態に変換し、新しい状態を決済レイヤーに送信し、詐欺/妥当性の証拠を生成する実行環境を提供します。

内部では、シーケンサーとプルーバーの間でさらなる分業が可能であり、シーケンサーは状態遷移を計算する責任を持ち、プルーバーは証明を生成する責任を持ちます（特に ZK-Rollups では、証明の生成にかかる計算タイプと費用が特定のハードウェアを要求します）。

決済レイヤー

実行レイヤーによって計算された状態遷移の正確性を検証します。一般的には、スマートコントラクトを介してレイヤー1に展開され、実行レイヤーの計算を検証します。検証されたRollupブロックの状態ハッシュがチェーン上に記録され、ファイナリティが達成されます。

ZK-Rollupsについて、契約には特定のZK-Rollupsから提出されたZK証明を検証するためのアルゴリズムが組み込まれています。実行が完了すると、契約は状態ハッシュとZKPを受け取り、検証トランザクションをトリガーし、成功した検証の後、状態ハッシュが有効であり、ブロックが最終的なものとなります。

(Source: https://docs.theradius.xyz/overview/introduction-to-radius)

コンセンサスレイヤー

ほとんどの場合、コンセンサス レイヤーはレイヤー 1 によって処理され、検証済みの状態ハッシュがチェーン上に記録され、Rollup 上の取引のためにレイヤー 1 のセキュリティが提供されます。

データ可用性レイヤー（DA）

Rollupブロック内にトランザクションデータを保存し、誰もがそれを利用できるようにし、Rollupのトランザクションを再構築できるようにします。DAレイヤーはLayer 1、CelestiaやEigenDAのような特殊なレイヤー、またはより中央集権化されたData Availability Committeesなどになり得ます。

ZK-Rollupsの普及における課題2.2

Vitalikによって長期的なEthereumのスケーラビリティソリューションとして考えられているZK-Rollupsの多くの利点にもかかわらず、数多くの技術的な課題が現時点でその広範な採用を制限しています。

高コストの計算ZKP

ZKPの計算は集中的です。最も人気のあるZKアルゴリズムであるzk-SNARKsを例にとると、ZKPの生成は基本的にプログラムの実行プロセスを検証可能な命題に変換することを含みます。この命題は一連の多項式方程式に抽象化され、プログラムの実行の正しさ（多項式に解が存在すること）を証明するには、楕円曲線上でペアリング演算を実行する必要があります。

多項式の生成と楕円曲線ペアリングは、代数演算の大幅な量を必要とするため、計算が非常に集中します。ハードウェア要件と実行時間の観点から、この計算の複雑さは高いハードウェア要求をもたらします。特に大量のトランザクションを処理する場合、通常のハードウェアでは、合理的な時間枠内でこれらの計算を完了するのが難しいかもしれません。

zk-SNARKプルーフを作成する時間は、元のプログラムを実行する時間よりもかなり長くかかります（プルーフプロセスを除く）、実装方法や取引の複雑さによって数百から数千倍になることがよくあります。

ZKP計算の高いハードウェア要求は、中央集権化につながる可能性があります

ZKPの高い計算コストとハードウェア要件により、小規模のRollupオペレーターは、証明者になるために必要な投資を負担するのが難しいかもしれません。

このシナリオでは、高性能コンピューティングリソースを持つわずかな参加者だけが効率的に証明を生成でき、ZK-Rollupsにおいて中心化傾向が生じています。この中心化は、ブロックチェーンの分散思想と矛盾する可能性があり、単一障害点や検閲のリスクを導入するかもしれません。

zkEVMの複雑さ

デザインの互換性に関して、EVMは当初、ゼロ知識証明技術を考慮して設計されていませんでした。 EVMはスタックベースの仮想マシンであり、スマートコントラクトの実行のためのさまざまなオペコードをサポートしています。

EVMで実行される任意のプログラムに対してzk-SNARKsを通じて有効な証明を生成するためには、EVMの各オペコードに対応する数学的表現と証明ロジックが必要です。これには複雑な暗号変換が必要で、既存のスマートコントラクトとの互換性に関する課題があります。

zkEVMの実装には、EVMオプコードの広範な数学モデリングが必要であり、プログラムの実行をzk-SNARKsで証明可能な形に変換することが含まれます。

これには、EVMの状態遷移、メモリ操作、およびコントラクト呼び出しなどをシミュレートすることが含まれます。EVMの柔軟性と複雑さを考慮すると、このタスクは非常に困難です。さらに、zkEVMの効率とセキュリティを維持し、小さな検証可能な証明を生成できるようにすることも重要な課題です。

03LumozがZK-Rollupの普及のボトルネックにどのように対処するか

Lumozは、分散型ZK-RaaS（ZK-Rollup as a Service）プラットフォームであり、PoW（Proof of Work）ネットワークでもあり、ZKPマイニングをサポートしています。

ZK-Rollupが直面する一連の課題に取り組むために、LumozはZK-RaaSの概念を導入しています。このサービスにより、開発者はZKやチェーンノードの深い理解が必要なく、1分以内にzkEVMチェーンを立ち上げることができます。

LumozはZK-PoWの概念も導入し、マイナーにzkEVMの維持とZKPの計算に参加するよう招待しています。Lumozの目標は、ZK-Rollupの使用を簡素化し、その広範な採用を促進し、それによりzkEVMに基づくアプリケーションチェーンの大規模な展開を容易にすることです。

開発者は、1回のクリックで複数のチェーン上に自分のZK-Rollups（zkEVM）を展開することができます。マイナーにとって、Lumozは複数のパブリックチェーンでZKマイニングをサポートし、ZK-Rollupのためのゼロ知識証明を生成するマルチチェーンPoWプロトコルとして機能します。

ZK-PoW Cloud: ZK計算パワーと中心化の問題に対処

ZK計算能力と中央集権化の問題は、ZKPの高い計算要求とハードウェアの障壁から根本的に生じており、これが中央集権化につながる可能性があります。

Lumozは、ZK-PoWメカニズムを使用して、マイナーにZKP計算能力を提供することにより、ZK-Rollup向けの包括的なハードウェアインフラを提供し、それはLumozの中核的なアイデアの1つです。

すべての参加者、ユーザー、開発者、およびマイナーを含むすべての参加者は、Lumozの経済モデルから利益を得ることができ、ZK-Rollupの大規模な適用を援助します。

3.1 ZK-PoW Cloud: ZK計算パワーと中央集権化の問題を解決する

ZK計算能力と中央集権化の根本的な問題は、ZKP（ゼロ知識証明）の計算には多大な処理能力が必要であり、その結果、高いハードウェア障壁による中央集権化の問題が生じることです。

Lumozは、ZK-PoWメカニズムを活用してマイナーにZKP計算能力を提供することで、ZK-Rollupsのための包括的なハードウェアインフラを提供しています。これはLumozの中核コンセプトの1つです。ユーザー、開発者、マイナーを含む全参加者がLumozの経済モデルから利益を得ることができ、ZK-Rollupsの広範な適用を促進します。

Lumozによる既存のハードウェアリソースの活用

イーサリアムのプルーフ・オブ・ワーク（PoW）からプルーフ・オブ・ステーク（PoS）への移行後、多くのイーサリアムのマイニングリグがそのアプリケーションシナリオを失いました。この資本規模約120億ドルの価値を持つマイニングリグは現在、ほとんど使われていません。ZK-Rollupsの大規模な実装により、ZKPの生成にはCPU、GPU、FPGAなどの大規模なハードウェアやマイニングリグが計算能力を提供する必要があります。

Lumozの最適化されたZKPアルゴリズムは、マイナーの参入障壁を低くし、スケーラビリティを向上させます

Lumozは、マイナーの参加の障壁を下げるために、ZKP検証のための2段階の提出メカニズムを導入しています:

• Submit proofhash: ある時間枠内で、最初にZKPを計算する鉱夫に限らず、複数の鉱夫がZKPの計算に参加できます。この設計により、計算能力が最も高い鉱夫に限定されることなく、より広範な参加が可能になります。ZKP計算を完了した後、鉱夫は元の証明を直ちに提出しません。代わりに、証明とそのアドレス（proof/address）をハッシュして、proofhashと呼ばれるハッシュ値を生成します。そして、このproofhashをブロックチェーン上の特定の契約に提出します。この手順では、証明の詳細を開示する必要はなく、提出プロセスのセキュリティと効率を確保し、より多くの鉱夫が参加できるようになります。
• ZKPの提出：期間が終了すると、マイナーは元の証明を提出し、以前に提出されたproofhashと比較して検証します。このステップにより、最初のステップで宣言された証拠が提出されていることが保証され、不正行為が防止されます。この検証に合格したマイナーは、自分のステークに応じてPoWリワードを受け取ります。最初にZKPを計算したマイナーだけでなく、すべてのマイナーに均等に配布されます。

(Source: https://docs.lumoz.org/v/zhong-wen-jian-ti/lumoz-bai-pi-shu-v2)

プルーフ効率を向上させるためのZKP生成アルゴリズムの最適化

RollupスマートコントラクトがZKPを検証すると、元の証明を提出することでオンチェーン攻撃が引き起こされる可能性があります。そのような攻撃を防ぐために、ZK-Rollupsはしばしば元の証明データを曖昧にするための追加操作を行います。Lumozの革新的なZKP用の2段階提出アルゴリズムは、「先に提出してから後で検証する」というアプローチを採用しており、証明やアドレスの不要な集約計算を回避しています。

一部のオープンソースzkEVMでは、ZKPの計算と提出が連続しています。 ZK-Rollupsが大量のシーケンスを提出すると、これはボトルネックになる可能性があります。なぜなら、マイナーは複数のZKPを並行して計算することができないからです。 Lumozの2段階の提出アルゴリズムにより、ZKPの並行計算と連続的な提出が可能になり、マイナーは複数のZKP生成タスクを同時に実行できるようになり、ZKP生成効率が大幅に向上します。

LumozチームはZKP再帰集約アルゴリズムを改良し、クラスタ内のマシンリソースの利用を大幅に向上させ、ZKP計算をさらに高速化しました。実環境で実施したストレステストでは、128コアCPUと1TBのメモリを搭載した20台のマシンクラスタを使用して、約40分で1秒あたり27.8取引の取引レートを維持できることが示されました。同様の条件下で、Lumozは平均取引確認時間を約5-6分から約3分に短縮し、ZKP生成効率を約80%向上させました。

ZK-Rollupsやマイナーが増加するにつれて、ZKP計算能力市場の需要と供給規模が拡大し続け、LumozのPoWアルゴリズムによる効率改善がますます重要になります。

3.2 ZK-RaaS: 開発障壁の低減

ワンクリックZK-Rollup生成

Lumozは、すべてのユーザーにZK-Rollupを生成するためのワンクリックサービスを提供するZK-RaaS（ZK-Rollup as a Service）を提供しています。Lumozは、開発者がさまざまなタイプのZK-Rollupを簡単に異なる基礎ブロックチェーンに展開できる汎用ZK-Rollupローンチパッドを開発しました。これらの基礎チェーンには、Ethereum、Lumoz Chain、BNB Chain、Polygon PoS、その他のパブリックチェーンが含まれています。

ZK-Rollup（zkEVM）の種類には、zkSync、Polygon zkEVM、Scroll、StarkNet、およびその他のzkEVMなど、さまざまなZK-Rollupが含まれています。

便利なZK-Rollup管理

Lumozは、基礎となる各チェーンにRollup System Contract（RSC）を展開し、そのチェーン上のRollupのライフサイクル（登録、一時停止、取り消しを含む）を管理しています。開発者は、一定量のMOZ（Lumozのネイティブトークン）を使ってRollupスロットをリースすることで、独自のZK-Rollupを所有することができます。

Rollupスロットのコンセプトは、PolkadotのスロットやCosmosのアプリケーションチェーンと似ています。ただし、Cosmosのアプリケーションチェーンは独自のコンセンサスレイヤーとクロスチェーンブリッジを維持する必要があり、かなりのセキュリティリスクが存在します。一方、ZK-RollupはZKテクノロジーを使用して、Rollupと基礎チェーンの間で共有コンセンサスレイヤーとデータ可用性レイヤーを数学的に保証します。この方法はより安全であり、より分散化されており、メンテナンスコストが低いです。

Rollupスロットをリースした後、開発者は独立した実行環境を獲得し、固有のZK-Rollupチェーンを所有することができます。 開発者はZK-Rollupを完全に制御し、その経済モデルをカスタマイズすることができ、GASトークンを選択することができます。 GAS手数料を自由に調整したり、ゼロに設定したりすることさえできるため、ユーザーは無料で使用することができます。

低コスト

開発者はハードウェアコストを負担しません。データの可用性、シリアル化、およびZKP計算能力などのすべてのハードウェアリソースは、Lumoz ZK-PoW Cloudによって提供され、分散化されています。

インターオペラビリティ

異なる基本チェーン上の異なるZK-Rollupsは、ネイティブなクロス-Rollup通信を実現できます。このメッセージング通信メカニズムにより、1つのRollup上のアドレスが別のRollup上の契約と直接やり取りすることができます。この機能により、ユーザー資産の断片化問題が大幅に解決し、アプリケーション間の相互運用性が向上します。

3.3 Lumozチェーン：Lumoz上に構築されたZK-Rollupのさらなる最適化

Lumoz Chainは、Lumozによってサポートされている基礎的なチェーンの1つであり、PoS（ステークの証明）およびPoW（作業の証明）のハイブリッドコンセンサスモデルを利用しています。これは、Lumoz ZK-PoWクラウドをサポートするだけでなく、ZK-Rollupにさらなる最適化を提供しています。

ZK-Rollup性能の最適化

これらの拡張機能には、ZKP（ゼロ知識証明）検証を加速させるための事前コンパイル済み契約の使用、データシャーディングのサポート、およびETH 2.0に基づくPoSコンセンサスが含まれます。将来の拡張機能には、EIP-4844、DankSharding、およびその他のフルシャーディングソリューションのサポートが含まれ、RollupsのGASコストをほぼゼロに軽減する可能性があります。

分散型シーケンサーソリューション

Lumozチェーンにより、ブロック提案者はRollup層のブロックも提案でき、ビルダーと提案者の役割を効果的に分離できます。ビルダーは許可なしのP2Pネットワークを介してサポートされ、提案者はLumozチェーンのブロック提案者に依存します。この方法により、単一のノードからの可用性リスクが排除され、同時にMiner Extractable Value（MEV）および検閲レジームに対する耐性が維持されます。

Lumozチェーンは、標準化された分散型シーケンスメカニズムを提供し、ブロック提案者はRollup用のブロックを提案します。このアプローチにより、ZK-Rollupは、上位レイヤーからセキュリティを継承するだけでなく、分散型の性質も継承します。

Lumoz Chain内の役割：

Lumozトークンを保有している人は、バリデータとなり、Lumozチェーンからブロック報酬やガス手数料を受け取ることができます。

ロールアップレイヤー内：

PoS (Sequencer): バリデータは、LumozチェーンとRollupレイヤー（つまり、データバッチ）の両方でブロックを提案し、またRollupレイヤーでソーターとしても機能し、取引からGAS手数料を稼ぎます。

PoW (Prover): 十分な計算能力を持つ個人は、Rollupレイヤーのプルーバとなることができます。PoWルールに従い、プルーバはRollupレイヤーでシーケンサが提出したブロックからzkプルーフを生成します。

ZK-Rollupは、PoSによって表されるハードディスクがデータの利用可能性を提供し、CPUがPoWによって付与される計算能力を反映するコンピュータに類似しています。

Lumozチェーンのミッション：

Lumoz Chainの役割は、すべての参加者からの貢献と利益を最大化するために、PoSとPoWをバランスさせ、大規模なZK-Rollupネットワークのパフォーマンスとユーザーエクスペリエンスを向上させることです。

04Market LandscapeとLumozのユニークなエントリーポイント

RaaS（Rollup as a Service）およびモジュラーレーストラックについて調査すると、現在の市場競争は既に熱狂的なレベルに達しています。決済レイヤーは、ETH、Optimism、Arbitrumなどの主要プレーヤーにとってゲームとなっています。

相互運用性に関して、Mini Bridge、Orbiter、Connextなどの資産クロスチェーンブリッジ、Layzero、Chainlink CCIPなどのクロスチェーン通信プロジェクトがあります。

DA（Data Availability）レイヤーはすでにCelestiaやEigenDAなどのプロジェクトによって支配され、決定的な市場ポジションを占めています。Rollupスタックレベルでは、Optimism、Arbitrum、Polygon、zkSyncなどのL2ソリューションによって提供される開発キットに大きく依存するRaaSプロバイダを含むほとんどのRollupプロジェクトが純粋な開発ツールRaaSプロジェクトの均質化をもたらしています。

分散型シーケンサーレイヤーでは、AltlayerやEspressoなどの新興プロジェクトが先行者利益を得ています。

RaaSおよびモジュラートラックでは、均質化と寡占化がかなり顕著な特徴です。新しいプロジェクトが突破するためには、ユニークなエントリーポイントと先見の明あるレイアウトが必要です。

Lumozは、ZK-Rollupの一連の課題に対処し、ZK-Rollupの迅速な普及を促進する計算モジュールとRaaSの組み合わせを発表しました。

現在、ZK-Rollup RaaSのニッチ分野では、Lumozが既に主要な「統合」プラットフォームとして台頭しています。ZK-Rollupの浸透率が高まるにつれて、LumozはZK-Rollupのニッチ分野で最も優れたプレイヤーに成長する可能性が非常に高いです。

同等のプロジェクトレベルで、ルモズをZKトラックのAltLayerになぞらえることは合理的です。 AltLayerは、ルモズと同様に、単なるRaaSプロジェクトではなく、特定の機能を活用してRaaSを支え、顧客により包括的なサービスを提供し、競争力のある市場ポジションを確保しています。

(出典: バイナンスリサーチ)

AltLayerは、EigenLayerに基づく高リスクのシーケンサーを使用してRaaSを実現し、ある市場ポジションを達成しています。一方、Lumozは、ZK計算能力を共有することでZK-Rollupプロジェクトを支援し、ローンチ後の計算上の課題を解決するのに役立ちます。

（https://docs.altlayer.io/altlayer-documentation）

AltLayerの現在のMC（時価総額）は6億7000万米ドルに達し、FDV（完全希釈評価）は53億米ドルを超えています。AltLayerの市場パフォーマンスは、RaaSトラックの高い価値捕捉を示しています。同様に、ZK RaaSトラックの現在のリーダーであるLumozは、ZK計算能力とRaaSサービスを統合することで、ZK-Rollupが完全に噴出するときにも注目すべき市場パフォーマンスを達成することができるでしょう。

05プロジェクトの背景

元々Opsideとして知られていたLumozは、ZK-RaaS（ゼロ知識ロールアップサービス）プラットフォームで活動していました。今年の4月8日、LumozはOKX Ventures、HashKey Capital、KuCoin Venturesなどからの投資を受け、その時点での評価額が1億2000万ドルである新たな資金調達ラウンドを発表しました。これまでに、Lumozは合計1,000万ドルを調達しています。第3ラウンドの資金調達が現在進行中で、複数の機関からの参加が確認されています。

(Source: https://www.rootdata.com/Projects/detail/Lumoz?k=NTkxMQ%3D%3D)

Lumozは、ZK技術とProof of Work（PoW）マイニングリソースに関する豊富な経験を持つことから、ZK計算モジュールでリーディングエッジを迅速に獲得しています。Lumozを立ち上げる前、チームは2つのZKマイニングプロジェクト、6blockとzk.Workに関与しており、ZKマイニングの先駆的な立場を示しています。

(Source: https://6block.com/)

(Source: https://zkp.6block.com/)

06進捗と計画

優れた技術とリソースに支えられ、LumozはZKFairやMerlin Chainなどのいくつかの革新的なETH Layer 2およびBTC Layer 2プロジェクトの登場を促しています。

ZKFair：https://zkfair.io/

Merlin Chain：https://merlinchain.io/

これらのプロジェクトの急速な台頭は、Lumozの堅実な技術力が市場に認められていることを示しています。

現在、コアコンポーネントであるLumoz Chainはアルファテストネットの段階にあり、今年7月にメインネットを立ち上げ、トークン生成は8月に予定されています。Lumozはエコシステム開発と早期ユーザーフィードバックに大きな重要性を置いています。昨年8月以来、LumozはGala Eventと呼ばれる4か月間のインセンティブテストネットイベントを開催し、優れた結果を達成しました。イベントには約70万のコミュニティユーザーが集まり、ネットワーク検証に25,000のPoSノードが関与し、145のマイナーがハッシュパワーを貢献しました。さらに、15のzkEVMプロジェクトがLumoz Chain上で安定稼働しています。

(Source: https://twitter.com/LumozOrg/status/1740925588003840194)

Lumozは、ZKFairとGlaxeとの連携を継続し、Dragon Slayerイベントでユーザーの参加を促進しています。イベントは現在第3フェーズで、2500万Lumozポイントと8000以上のUSDCを配布します。第3フェーズが開始されてから24時間以内に、14万7000人以上のユーザーが参加し、その人気とユーザーのLumozへの信頼が高まっています。LumozはQ3にメインネットを開始する予定であり、ユーザーはDragon Slayerイベントを通じて早めに参加できます。

イベントリンク：

https://dragon-slayer.zkfair.io/

(Source: https://twitter.com/ZKFCommunity/status/1775014125263003766)

07結論と展望

Zero-Knowledge（ZK）テクノロジーが成熟するにつれて、ZK-Rollupsは将来のEthereumスケーリング市場で大きなシェアを獲得することになるでしょう。LumozはZK-Rollupsに関連する課題とニーズに対処する先見の明を持ち、すでにこの分野での先駆者でリーダーとして位置づけられています。さまざまな活動に対する熱狂は、ユーザーがLumozを認識し評価していることを明確に示しています。

Lumozのチームの市場予測力と関連リソースの豊富さを考えると、ZK-RaaS（Zero-Knowledge Rollup as a Service）セクターにおけるリーダーとなる可能性があると信じています。これにより、ZK-Rollupsの普及が推進されるでしょう。引き続きLumozの活躍に期待しましょう。

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