Taikoの動作方法

この記事に示されている太鼓プロトコル:https://taiko.mirror.xyz/y_47kIOL5kavvBmG0zVujD2TRztMZt-xgM5d4oqp4_Y

Taikoは、トランザクションデータをオフチェーンで処理し、ゼロ知識証明を使用してオンチェーンで検証するゼロ知識証明ロールアップ(ZK-Rollup)であるため、イーサリアムメインネットの計算負荷が軽減され、より高速で安価なトランザクションが可能になります。

このプロトコルは、ライセンス不要の分散型のプロポーザーおよびプルーフネットワークを採用しており、誰でもブロックプロポーザルやプルーフの生成に参加できます。

要するに、その動作手順は次のとおりです:

1. ブロックプロポーザル：提案者は取引を収集し、それらを1つのブロックにまとめ、TaikoL1契約に提出します。契約はブロックのメタデータを保存し、その検証を待ちます。
2. ブロック検証:ブロックが提案された後、証明者はオフチェーンで検証を行い、ブロック内のトランザクションが有効であることを確認するためにゼロ知識証明を生成します。その後、その証明をイーサリアムメインネットに提出します。
3. ブロック確認：証明と検証の後、ブロックは確認され、その状態の変化がLayer 2ネットワーク上に反映されます。
   この一連の手順により、Layer 2 チェーンとイーサリアムが同期し、取引が実際に有効であることが保証されます。

プロポーザーはトランザクションを収集し、イーサリアム上のTaikoL1コントラクトにブロックを送信する責任があり、プルーバーはそれらのブロックを検証するためのゼロ知識証明を生成します。 このオープンな参加型モデルは、ネットワークを民主化すると同時に、幅広い参加者に責任を分散させることでレジリエンスを高めます。

仕様:

イーサリアムに準ずる（Ethereum-Equivalent）

Taikoはイーサリアム仮想マシン(EVM)と完全に互換性があるため、開発者は複雑な課題なしに既存のイーサリアムベースのアプリケーションをTaikoにデプロイできます。 この互換性は、ノードソフトウェアやデータ構造など、より広範なイーサリアムインフラストラクチャにまで及びます。 このプラットフォームは、イーサリアム・ゲス・クライアントの修正版を使用しており、同じハッシュ・アルゴリズム、署名スキーム、ストレージ構造が使用されるため、再監査や追加ツールの必要性を最小限に抑え、統合することができます。

イーサリアムなどの重要な点は、Taikoが既存のイーサリアムエコシステム、インフラストラクチャー、開発ツールを含む統合を可能にし、イーサリアムプロトコルに対する更新の容易な採用と実装を確保し、両方のネットワーク間の同期を維持し、イーサリアムからTaikoへの移行プロセスを簡素化し、全体のイーサリアムコミュニティでTaikoプロトコルの広範な採用を促進することにあります。

参加するためのライセンスはありません

Taikoは、ブロックの提案と証明がすべての参加者に開かれているパーミッションレスアーキテクチャを通じて分散化を強調しており、誰でもTaikoネットワークの提案者または証明者になることができます。

これらの役割の分散化は、Taikoがトランザクションの順序付けにイーサリアムバリデータを使用することによってさらにサポートされています。 ソートベースと呼ばれるこの方法は、イーサリアムの信頼性と活性性を継承し、ネットワークが透明で偏りのない方法で運用されることを保証します。

費用 対 効果

Taikoはレイヤー2ネットワークでオフチェーン取引を処理することにより、コスト効率を実現し、Ethereumメインネットへの依存を減らします。このプロトコルは必要な暗号証明のみをEthereumに提出し、オンチェーンで処理する必要のあるデータ量を最小限に抑えます。この方法により、取引手数料が削減され、高頻度で小額の取引に特に適しています。

コスト削減は、Taikoの採用を推進する重要な要素です。なぜなら、これによってイーサリアムが直面している重大な課題である高額なガス料金が解決されるからです。

セキュリティと分散化

Taikoは、その検証者セットを使用してトランザクションをソートすることにより、イーサリアムのセキュリティモデルを継承しています。このアーキテクチャは、ネットワークの現在の状態を再構築するために必要なすべてのデータがイーサリアムで公開され、ネットワークの完全性を維持し、誰でもトランザクションの正当性を検証することができることを保証しています。

Taikoで使用されるゼロ知識証明技術（ZK-SNARKs）は、トランザクションを検証するために機密情報を漏らさずにネットワークのセキュリティを強化することを保証します。この方法により、データ漏洩が防止され、ネットワークの分散性が維持されます。

太閤の建築

Taiko のアーキテクチャは、いくつかのコンポーネントで構成されており、ネットワークの機能とセキュリティを共に確保しています。

1. TaikoL1 プロトコル：イーサリアムのメインネットにデプロイされたこのコントラクトは、Taikoノードによって提案されたブロックの提出と検証を処理します。 提案されたブロックとそれに対応する証明を保存し、状態の再構築に必要なすべてのデータが公開されるようにします。
2. TaikoL2契約: Taikoレイヤー2ネットワーク上に展開されたこのコントラクトは、レイヤー2の状態を管理し、最新のイーサリアムブロック状態ルートを保存することでイーサリアムとの同期を保証します。
3. 提案者: これらの参加者は、レイヤー2ネットワークからトランザクションを収集し、ブロックチェーンにブロックを追加することを提案します。 提案者は、提案されたブロックに含まれる取引手数料に基づいて報酬を受け取ります。
4. 証明者：証明者は、提案されたブロックのゼロ知識証明を生成し、検証のためにTaikoL1コントラクトに提出します。 最初の有効なブロック証明が受け入れられ、証明者に報酬が与えられます。
5. ノード：Taikoノードは、オンチェーンデータのトランザクションを実行し、Rollupチェーンの状態を管理し、ネットワークの同期を確保します。これらのノードは、プロポーザーとプルーバーが役割を果たすのを支援します。
6. クロスチェーンメッセージングおよびシグナリングサービス: Taikoのアーキテクチャは、レイヤー2ネットワークとイーサリアム間の安全なクロスチェーンメッセージングをサポートしています。 これは、マークル証明と状態ルートの同期によって実現され、2つのチェーン間でメッセージと状態の更新を確実に通信できます。
   この設計により、イーサリアムメインネットワークの負荷が軽減され、トランザクションのスループットが向上し、セキュリティや分散化に影響を与えません。

ZK-EVM

ZK-EVM（ゼロ知識イーサリアム仮想マシン）はTaikoのアーキテクチャに非常に重要です。なぜなら、それはイーサリアム仮想マシンの機能を複製し、すべてのイーサリアムオペコードをサポートすることを保証するからです。それは暗号化証明（ZK-SNARKs）を生成してトランザクションを検証し、トランザクションの詳細を公開せずに高いセキュリティとプライバシーの基準を維持しながら、イーサリアムと互換性があります。

Taiko L2 Rollup ノード

Taiko L2 Rollup ノードは、イーサリアムのレイヤー1ネットワークから取引データを取得し、レイヤー2でこれらの取引を処理し、Taikoレイヤー2ネットワーク上で取引を実行します。このノードは、イーサリアムGethクライアントのフォークバージョンを使用し、同じハッシュアルゴリズム、署名方式、データ構造を使用して、イーサリアムエコシステムとの互換性と相互運用性を強化します。ノードはRollupチェーンの状態を処理し、取引が確定的に実行され、安全に完了するようにします。

太鼓プロトコル

Taikoプロトコルは、Taikoネットワークの運営を管理し、取引処理と参加者の役割を定義し、透明性と分散化を維持します。

提案者、证明者和节点运行者

提案者はLayer 2トランザクションからRollupブロックを構築し、それをEthereumメインネットワークに提出する責任があります。証明者は、これらのブロックのトランザクションを検証するためのZK-SNARKプルーフを生成します。これら2つの役割は、Taikoの分散化と許可なしの性質をサポートし、どんな参加者にもオープンです。ノードオペレーターは、Taikoノードを実行してネットワークを同期し、Rollupチェーンの一貫性を維持するために必要です。これらの役割は、取引の安全性と効率的な処理を確保するためにTaikoアーキテクチャの運用に不可欠です。

挑戦とバランス

TaikoでZK-EVMを実現することは、特にZK-SNARKsを使用してトランザクションを検証する効率の面で依然として課題があります。

イーサリアム仮想マシンは最初、ゼロ知識環境のために設計されていなかったため、一部の効率が低くなっていました。これらの問題を解決するため、Taiko はイーサリアムプロトコルを特定の調整を行いました。たとえば、gas料金の再構築や特定のEVM機能の制限などです。これらの変更は、互換性と効率的な証明生成の要件をバランスさせるために必要です。

また、データ可用性のコストに関するトレードオフもあり、データ可用性を実現するためにすべてのトランザクションデータをイーサリアム上に公開するにはコストがかかりますが、Taikoはデータ圧縮技術を使用することでこれを軽減しています。

Taikoは、既存のイーサリアムスマートコントラクトとの互換性を高め、ZKプルーフの効率を向上させ、クロスチェーンの相互運用性機能を検討する予定です。 これらの進歩は、Taikoのスケーラビリティを向上させ、コストを削減し、開発者とユーザーに新たな機会を提供するように設計されています。

ZK-Rollup Technologyとは?

Taikoは、ゼロ知識証明ロールアップ(ZK-Rollup)技術に基づいて構築されており、オンチェーンでデータを利用できるようにしながら、計算をオフチェーンに移動することでイーサリアムをスケーリングすることを目的としています。 この方法では、暗号証明、特にゼロ知識簡潔非対話型知識証明(ZK-SNARK)を使用して、トランザクションの正しさを検証します。 つまり、Taikoは、すべてのトランザクションデータをイーサリアムに公開する必要がなく、トランザクションが正しく実行されたことを証明するための簡潔な証拠を提出するだけでよいため、オンチェーンで公開する必要があるデータの量を減らすことができます。

ZK-Rollupの主な利点は、取引データを圧縮し、イーサリアムのスループットを向上させる能力にあります。これは複数の取引を1つの証明にバッチ処理し、その後イーサリアムメインネットでその証明を検証することによって実現されます。

ZK-Rollupと他の拡張ソリューション（例：Optimistic Rollup）の違いは、詐欺証明に依存せず、証明が提出後すぐに検証されるため、より迅速な最終性を持っていることです。彼らはまた、再帰的な証明を使用しており、1つの証明が他の証明の有効性を検証することができます。この方法により、単一の証明を使用して複数のブロックの最終化を行うことができ、ネットワークのスケーラビリティがさらに向上します。

しかし、ZK-Rollupは、特に多くの計算リソースを必要とする証明の生成と検証に関して、課題にも直面しています。 これらの課題にもかかわらず、ZK-Rollup のスケーラビリティとセキュリティの利点により、ZK-Rollup は Taiko のアーキテクチャの重要な部分となっています。

ZK-EVMのイーサリアム互換性を理解する

タイコーの同等のイーサリアムゼロ知識イーサリアム仮想マシン(ZK-EVM)は、イーサリアムの既存のインフラストラクチャと完全に互換性があるように設計されています。 この互換性は、イーサリアム上で動作するスマートコントラクト、ツール、アプリケーションを変更せずにTaikoにデプロイできることを意味します。 TaikoのZK-EVMは、すべてのイーサリアムオペコードをサポートしているため、開発者はTaikoに移行する際に契約を書き直したり、再監査したりする必要がありません。

ZK-EVMは、オフチェーンで取引を実行し、その後状態遷移をイーサリアムに提出して検証する方法で動作します。このプロセスにより、Taikoはイーサリアムを拡張し、同時にメインネットのセキュリティと分散性を維持し、ZK回路でのイーサリアム仮想マシン（EVM）の低効率問題を解決します。

このEVMはもともとゼロ知識証明用に設計されていなかったため、TaikoはZK-SNARKとの互換性を高めるためにいくつかの最適化を実装しました。

これらの最適化には、ガス料金構造の変更やZK環境で効率が低いと制限または削除される一部のEVM機能が含まれます。これらの変更が行われたにもかかわらず、Taikoは引き続き高いレベルのEthereum互換性を維持し、アプリケーションを拡張しようとする開発者のための実用的で効率的なソリューションとなっています。

Taiko のイノベーションと技術的特徴

Taikoは、レイヤー2ソリューションにいくつかのイノベーションを導入し、他とは一線を画しています。 その1つが、イーサリアムとの同等性を維持しながらZK-Rollupを実装することです。 TaikoはEVMとの完全な互換性に取り組んでいるため、開発者は変更を加えることなくdAppsをレイヤー2に移行でき、採用と統合が容易になります。 もう一つは再帰的証明の使用で、1つの証明で複数のブロックのファイナライズを行うことで、ネットワークのスループットを大幅に向上させることができます。 このアプローチにより、スケーラビリティが向上し、ネットワークの使用コストが削減され、ユーザーがネットワークにアクセスしやすくなります。

ハイライト

• ZK-Rollup技術：暗号化証明を使ってチェーン外で取引を検証し、スケーラビリティを向上させ、コストを削減します。
• イーサリアムのZK-EVMと同等：完全に互換性があり、開発者はdAppを変更せずにデプロイできます。
• Layer-2 アーキテクチャ：Rollupノード、プロポーザ、およびプルーバを含む。データの可用性はEthereum上に保持され、透明性とセキュリティが確保されています。
• イノベーション：再帰的な証明を含み、スループットを向上させ、EVMと完全互換であり、中央集権化されておらず、許可を必要としないネットワーク構造。
• 技術的特徴：イーサリアムとの同等性を維持しつつ、ゼロ知識証明と分散化を最適化することに焦点を当てています。