ZetaChainの包括的理解：技術的アーキテクチャ、コンセンサスメカニズム、ZETAトークン

著者：ZetaChain; 翻訳者：Golden Finance xiaozou

1, Key Insights

• ZetaChainはレイヤー1（L1）ブロックチェーンであり、チェーン全体のコントラクトサービスを通じてチェーンにとらわれない（chain-agnostic）相互運用性を提供します。これにより、ZetaChain上で開発されたアプリケーションは、他のアプリケーションやブロックチェーンに接続することができます。

• ZetaChainは、Cosmos SDKとTendermintコンセンサスメカニズムを活用し、開発者がスケールするカスタムビルドの相互運用可能なブロックチェーンを構築できるようにします。

• ネットワークはまた、zEVMと呼ばれるイーサネット仮想マシン（EVM）と互換性のある実行レイヤーを備えています。開発者は、異なるブロックチェーンを橋渡しするチェーンワイドコントラクトと、ブロックチェーン間でデータと価値情報を転送するクロスチェーンメッセージング（CCM）のいずれかを選択できます。

• ZetaChainのチェーン全体のアプリケーションは、広範囲に及ぶチェーンの抽象化機能を導入しています。Sushiのネイティブビットコインサポートのような最近のイニシアチブは、DeFi内のビットコイン市場がまだ開拓されていないことを強調しています。

• ZETAはZetaChainのネイティブトークンで、ガス料金の支払い、スマートコントラクトの起動、誓約によるネットワークの安全確保に使用されます。

2、背景

ZetaChainは2021年12月15日に、CoinbaseとBasic Attention Token (BAT)で働いた経験を持つ匿名のチームによって立ち上げられました。Coinbaseの元社員数名がZetaChainのプロジェクトアドバイザーを務めており、その中にはCoinbaseの元人事部長であるNathalie McGrath氏や、Coinbaseで10年間社内コンサルタントとして働いていたJuan Suarez氏も含まれています。2022年3月9日、チームはZetaChainのホワイトペーパーとDevNetをリリースし、最初のシードラウンドで未公開の資金調達を完了した。そのラウンドの投資家は、Dan Romero、Sam Rosenblum、John Yi、JD Kanani、HwiSang Kimだった。ZetaChainは、2023年8月にBlockchain.com、Human Capital、Vy Capital、Sky9Capital, Jane Street Capital, VistaLabs, CMT Digital, Foundation Capital, LingFeng Capital, GSRなどの投資家から2700万ドルを調達しました。

ZetaChainのテストネットワークは2022年8月にリリースされ、その後すぐに多くのユーザーの参加を集め、ローンチ後1ヶ月で15万人のユーザー数に達した。100万ユーザーのマイルストーンは、検証者インセンティブが開始された2023年3月までに達成され、ZetaChainはこのようにテストネットフェーズでの運用を続けており、2023年12月19日現在、メインネットの公式リリース日はまだ発表されていません。

3, ZetaChainの概要

ZetaChain は、無関係なチェーン間の相互運用性を可能にするL1ブロックチェーンです。このネットワークは、わずか約5秒のブロックタイムと、トランザクションの確認や再編成を必要としない究極の確実性を重視しています。ZetaChain上で開発されたアプリケーションは、他のどのようなアプリケーションやブロックチェーンとも接続することができ、既存の暗号ユーザーだけでなく、新しい暗号ユーザーにもWeb3への単一のアクセスポイントを提供する。これは、スマートコントラクトをネイティブに使用していないブロックチェーンであっても、他のブロックチェーンへの読み書きが可能なチェーン全体のスマートコントラクトを利用することで達成される。開発者はまた、ZetaChainのコネクタを使用して、シンプルな関数呼び出しを介して任意のチェーンにデータと値メッセージを送信することができます。

4, テクノロジーとアーキテクチャ

(1)EVMレイヤー

ZetaChainネットワークは、zEVMと呼ばれるイーサネット仮想マシン（EVM）互換の実行レイヤーを使用します。このレイヤーは、スマートコントラクトの作成、相互作用、組み合わせなどのEVM機能をサポートします。zEVMコントラクトは、ZetaChainに接続されたブロックチェーン上でアウトバウンドトランザクションを作成することもできます。ZetaChain上で構築されるすべての開発者は、zEVMコントラクト（標準的なSolidityコントラクトでも可）を作成します。しかし、ネットワーク機能を最大化するために、zEVMコントラクトはチェーン全体のコントラクトの特定の要件に従うか、クロスチェーンメッセージングを使用しなければなりません。

(2) チェーン全体のコントラクト

フルチェーンコントラクトは、実行のためにクロスチェーン呼び出しを有効にする必要があり、ZetaChain上に1回だけデプロイする必要があります。接続されたチェーンは、デジタル資産をZetaChain上のコントラクトアドレスに転送することもできます。ZetaChainに転送された資産は、ZRC-20トークン標準を使用します。フルチェーンコントラクトは、UniswapやAaveのような、イーサ上で人気のある既存のプロトコルの効率的な展開をサポートします。チェーン全体のコントラクトによって生成されたガス料金は、ターゲットチェーンのネイティブガストークンを使って決済されます。

要約すると、ZetaChain上のチェーン全体契約は、統合されたすべてのネットワークにわたって1回限りの展開とその場でのアクセスで、クロスチェーン機能への将来性のあるアプローチを提供します。このモデルは、ZetaChainによってサポートされるどの新しいチェーンとも即座に互換性のある同期実行環境を活用しているため、異なるブロックチェーンのために再デプロイや再コード化の手間を省くことができます。そのため、オールチェーンコントラクトは、クロスチェーン相互作用の結節点となり、クロスチェーンのガス料金を最小限に抑えることで、ユーザーエクスペリエンスを向上させます。

チェーン全体のコントラクトの主な利点は、統一された状態と実行を可能にすることです。CCMや、LayerZeroやAxelarのような他の類似システムでは、一貫性のない状態のアプリケーションは、しばしば複雑なソリューションを必要とします。しかし、チェーンワイド・コントラクトは、統一された単一の状態をサポートし、ほとんどのユースケースでスムーズな運用を保証する。複数のメッセージに依存することなく、インバウンドとターゲット・トランザクションのガス料金を最小限に抑えることで、フルチェーン・コントラクトはCCMをネイティブに補完する役割を果たすことができます。

(3) クロスチェーン・メッセージング

クロスチェーン・メッセージング（CCM）は、フルチェーン・コントラクトの利用しやすい代替手段です。CCMは、ZetaChainが仲介役となって、ブロックチェーン間でデータと価値のメッセージを受け渡すために使用されます。開発者はZetaChain上にフルチェーン・コントラクトをデプロイし、CCM対応コントラクトは外部チェーン上にデプロイする。そして、コントラクトはZetaChain Connector APIを呼び出し、ZetaChainはメッセージをターゲット・チェーンに転送し、ターゲット・チェーン上のCCM対応コントラクトがメッセージを受け取る。状態は、異なるチェーン上のCCM対応コントラクトのセットに保存される。

CCMは、一方向と非同期のロジック/効果だけを必要とし、統一された状態を必要としない（あるいは、統一された状態から利益を得ることができない）アプリケーションに便利です。CCMの主な目的は、外部チェーン上の既存のアプリケーションをクロスチェーン機能で補強することです。CCM対応コントラクトは、ソースチェーンのコネクターコントラクトに送らなければならないZETAトークン建てのガス料金を生成します。

ZetaChainはまた、CCM契約を使用して転送されたデジタル資産を保護するために、バーン/ミント（破壊/ミント）メカニズムを使用します。資産はソースチェーン上で焼き捨てられ、ターゲットチェーン上で鋳造されます。このメカニズムは、転送された資産を保持するブリッジングやラッピングよりも安全です。

5, コンセンサスメカニズム

ZetaChainは、Cosmosソフトウェア開発キット（SDK）を使用して開発・構築されたオープンソースのフレームワークです。CosmosのSDKは、開発者が新しいブロックチェーンを構築し、作成後のネットワークを公開、テスト、統合するのに役立ちます。

Cosmos SDKは、特定のユーザーニーズに合わせて新しいブロックチェーンをカスタマイズするためのモジュラーフレームワークを提供します。また、ユーザーの需要が高まるにつれてスループット要件が高まることに対応するため、並列チェーンオペレーションもサポートしています。Cosmos SDKは相互運用性を保証しているため、フレームワークを使用して構築された異なるブロックチェーン間でデジタル資産とその価値を移転し、フローさせることができます。また、プルーフ・オブ・ステーク・コンセンサス・モジュールや、コミュニティの提案と投票による分散型ガバナンスもサポートしています。これらの機能に加えて、SDKにはブロックチェーンアプリケーションを保護するためのファイアウォールなどのセキュリティ対策も含まれている。その多くの機能により、Cosmos SDKはBNB Chain、dYdX、Osmosis、Celestiaといった注目すべきアプリケーションやブロックチェーンの構築に使用されている。

Tendermint Consensus Mechanismは、バリデータ（検証者）によって操作される非同期ビザンチンフォールトトレラント（BFT）ステートマシンです。バリデータはトランザクションブロックの提案と投票を交代で行う。チェーンの高さごとにブロックが提案され、提案されたブロックが他のバリデータによって承認されなければ、新しいバリデータがその高さのブロックを提案する。承認されるためには、2段階の投票に合格しなければならない。これらの段階は「事前投票」と「事前提出」と呼ばれ、同じラウンドの投票において、バリデータの投票ウェイトの3分の2以上がそのブロックを承認したときに、そのブロックは最終的に確定する。

投票ウェイトは、それぞれの特定のブロックチェーンで建てられた資産誓約のウェイトに基づいて決定されます。ZetaChainの場合、検証ノード運営者はZETAトークンを誓約しなければなりません。ZetaChainは委任型利益証明ブロックチェーンであるため、検証ノードを運営していないZETAトークン保有者は、既存の検証者にZETAトークンを委任することができる。すべてのバリデータが管理するトークン総数に対する、1人のバリデータ（委任および自己誓約）が管理するトークンの比率が、誓約の重み、ひいては投票の重みを決定する。

具体的なアーキテクチャは以下の通りです:

ZetaChainのアーキテクチャは、主に、外部の状態とイベントに同意し、分散鍵署名によって外部のチェーンの状態を更新する責任を負う検証者の分散ネットワークで構成されています。ZetaCoreはブロックチェーンのブロックを生成し、複製されたステートマシンを維持し、ZetaClientは外部チェーンのイベントを観察し、それらのチェーンに送信されたトランザクションに署名します。

ZetaChainのバリデータは、基本バリデータ、オブザーバー、または閾値署名スキーム（TSS）署名者になることができます。

(1)Basic Validator (ベーシックバリデータ)

ベーシックバリデータは特定のコンセンサスキーを持ち、ZETAを誓約することで得られる投票権で、ブロック提案に対する投票を担当する。基本バリデータは常にオンラインであり、ブロック生成のために利用可能である必要がある。さらに、2つの検証ノードであるRun ObserverとTSS Signerも、Basic Validatorノードを実行するために必要である。対照的に、Basic Validatorを実行することで、ソフトウェアとハードウェア要件のオーバーヘッドがはるかに少なくなります。

(2) オブザーバー

オブザーバーは、外部チェーンのイベントや状態についてコンセンサスを得る役割を担っています。オブザーバーは、各外部チェーンのフルノードによって操作される特定のアドレスで、これらの外部チェーンのトランザクション、イベント、状態を監視します。

これらのタイプの検証者は、さらにシーケンサー（Sequencing）と検証者（Verifier）の役割に分けられます。シーケンサーは関連する外部行動を観察し、その情報を検証者に報告し、検証者は外部行動に関する単純多数派のコンセンサスを達成するためにZetaChainを検証して投票します。このプロセスが効果的であるためには、多くの検証者が関与する必要があります。しかし、ただ一人のシーケンサーが検証者に報告する必要があります。

(3)Threshold Signature Signers (閾値署名署名者)

ZetaChainのTSS署名者は、ECDSA/EdDSA鍵のいくつかを保持します。閾値署名スキーム(TSS)は、マルチパーティコンピューティング(MPC)暗号で使用されるデジタル署名検証方法です。MPCでは、秘密鍵は "鍵断片 "から生成される。鍵断片はそれぞれ別のパーティやノードによって保持される。TSSでは、すべての鍵断片を必要とせず、設定された鍵断片の閾値に達したときに秘密鍵を使用することができる。例えば、鍵断片を保持する人が合計9人いて、設定された閾値が5だった場合、9人の鍵断片保持者のうち5人が保持している鍵断片を提供すれば、秘密鍵を使うことができる。

外部チェーンとの認証相互作用に使用される鍵は、ZetaChain全体で保持され、上述のTSSアプローチに基づいて複数の署名者に配布されます。ZetaChainは、TSS署名者がZetaChainに代わって外部チェーン上のメッセージに署名しないことを保証するために、悪意のある認証者に対する担保として認証者によって誓約されたトークンを使用します。

(4) アーキテクチャの課題

モジュラーシステムアーキテクチャには、いくつかの固有のリスクがあります。これらのシステムは、複雑さ、セキュリティの課題、およびコンポーザビリティのジレンマを増大させる可能性があり、同時に開発者にとってはより大きな複雑さを生み出す可能性があります。ZetaChainのホールチェーンのアプローチは、これらの問題の多くに対処しているように見えますが、マルチチェーンの世界に根付いた根本的な問題は、ZetaChainとそのソリューションに対する需要を制限するかもしれません。

同様に、ゼータチェーンは、ブリッジングが長年繰り返し直面してきたリスクと同様のリスクに直面するかもしれません。ブリッジングと相互運用性に関連するリスクを鋭く分析することで、相互接続されたブロックチェーンの未来に製品提供を賭けているプラットフォームをよりよく守ることができるでしょう。

ZetaChainのPoSメカニズムは強固なセキュリティモデルを提供する一方で、少数の検証者グループに過度に依存したネットワークを作り出す可能性も持っています。とはいえ、ZetaChainの円形選択システムは、その有効性がまだ十分に評価されていないとしても、トレードオフの関係にあるのかもしれません。ZetaChainは、全体的に比較的低いSatoshi Nakamoto係数によって証明されているように、確実にアクティブな検証者セットをブートストラップするというジレンマに直面している唯一の存在ではありません。

6, ZETAトークン

ZETAはZetachainのネイティブトークンで、メインのZetachainネットワークとともにリリースされる予定です。本稿執筆時点では、正確なリリース日は発表されていません。ZETAとメインネットがリリースされると、トークンは主にガス料金の支払い、スマートコントラクトの起動、ネットワークのセキュリティを確保するための誓約に使用される予定です。

検証者とトークン保有者はZETAを誓約し、報酬を受け取ることができるようになります。ZETAはまた、ZetaChain上の主要な価値移転となり、一方向ペッグメカニズムを使用して接続されたブロックチェーン間の移転をサポートします。このメカニズムの下で、転送されるZETAトークンの量はソースチェーン上で焼き切られ、ターゲットチェーン上で鋳造される。誓約パラメータは特定されていないが、プロジェクトは検証ノードを実行するためのハードウェア要件をリストアップしている。ZETAの総供給量や具体的な割り当てに関する情報は公表されていない。プロジェクトチームは、ZETAは複数のチェーンとレイヤーをまたいで発行される最初のマルチチェーントークンの1つになると主張している。

7、エコシステム

今日のマルチチェーンの世界では、ユーザーがネットワーク間でシームレスにやり取りできる必要性が高まっています。ブリッジ、チェーン、ウォレット、その他の要件の間を行き来する代わりに、マルチチェーンのユーザーは、ZetaChainが提唱するホールチェーンのアプローチに惹かれるかもしれません。このパラダイムシフトは、開発者に最も適切なチェーンにアプリケーションを展開する自由を提供しながら、取引の摩擦を減らし、セキュリティを強化します。

ZetaChainのチェーン全体のアプリケーションという新たな分野は、チェーンの抽象化機能の導入により、この可能性を例証しています。Sushiのネイティブビットコインサポートのような取り組みは、特にビットコインETFをめぐる最近の議論を考慮すると、DeFi内部のビットコイン市場がまだ開拓されていないことを強調しています。さらに、ZetaChainのZRC-20標準によるスマートコントラクトのサポートが、Web3、DeFi、SocialFiアプリの開発に拍車をかける可能性を示唆することは理にかなっている。10月現在、ZetaChainエコシステムには150のアプリケーションがある。ZetaChainエコシステムは、下のインフラストラクチャ図に示されているように、異なるドメインの様々なプレーヤーを包含するように、その範囲を広げている。

前述したように、ZetaChainのテストネットワークは、2022年8月のローンチ後、最初の1カ月で15万人のユーザーを獲得した。1年未満で、ユーザーベースは100万人に増加し、これは検証者インセンティブが開始されたのと同じマイルストーンでした。この記事を書いている時点で、テストネットワークは350万以上のzEVMユニークアドレスから3760万件のzEVMトランザクションと1400万件のクロスチェーントランザクションを処理しています。

8、競争の状況

ZetaChainがブロックチェーンの相互運用性において独自のニッチを切り開くにつれて、2つの形態の競争に対処しなければならなくなるでしょう。第一に、ZetaChainの関連性は、モノリシックなブロックチェーンとモジュール型ブロックチェーンの戦いの結果によって影響を受けるかもしれません。イーサのロールアップ中心のアプローチは、クロスチェーンのエコシステムと比較して、ユーザー、開発者、流動性の点で大きくリードしている。しかし、それ以上に、ZetaChainは様々なプレーヤーからの固有の競争に直面している。

(1)Axelar

Axelarは、ZetaChainの基礎技術と同じCosmos SDKから作られました。Axelarコミュニティは、接続ネットワーク（現在55）を拡大するために3つの戦略を採用している。経済構造改革、摩擦のない接続性を実現するAxelar VMの展開、より合理的なソリューション（ライトクライアントなど）の追求が、ネットワーク接続性の拡大を後押ししている。Axelarの包括的だが潜在的に複雑なシステムと比較して、ZetaChainは、ユーザーがよりクリーンな経験を享受し、より低いガス料金で、より良いメッセージング・ニーズを満たすことを可能にする統一された実行環境を提供します。

(2)LayerZero

Axelarとは異なり、LayerZeroはそのインフラでZetaChainより際立っています。ブロックチェーンではないため、開発者はプロトコルの実装に関してより柔軟性を得ることができる。それにもかかわらず、LayerZeroは中央集権化されたオラクルとリレイヤー（中継者）に依存しており、特にデュアルチェーンダウンエンティティのマルチシグネチャーシステムで実行されるため、より高度な信頼が要求される。その結果、LayerZeroは、Axelarや他の類似のチェーンと同様に、CCMタイプの相互運用性の面で複雑さを経験する可能性が高い。対照的に、ZetaChainは、そのオンチェーン操作により、潜在的な信頼最小化の代替となることが期待される。

(3)THORChain

THORChainは、Cosmosエコシステムへのネイティブな統合と同様のブロックチェーン開発キットを持つ、ZetaChainのもう1つの直接の競合です。ZetaChainのように、THORChainは相互運用性と異なるブロックチェーン間の資産の流れを促進することにコミットしていますが、流動性とセキュリティに焦点を当てるために独自のメカニズムを使用しており、独自のニッチを作り出しています。

THORChainは自動マーケットメーカー（AMM）ベースのプロトコルで、Uniswapに似ていますが、違いがあります。THORChainシステムのすべてのアセットは、ネイティブアセットであるRUNEとペアになっています。このようにして、THORChainはプール間の流動性の分断を防ぎ、THORChain上のどのアセットも他のどのアセットともスワップできることを保証するDEXを作り出します。対照的に、ZetaChainは、より分散化されたバリデーターメカニズム、より幅広い互換性のあるチェーン、または比較的緩いノード操作の要件を利用することができます。さらに、THORChainはアプリケーションに特化しているのに対し、ZetaChainは普遍的なスマートコントラクトプラットフォームです。これにより、ZetaChainユーザーはTHORChainと直接競合するだけでなく、DEXアプリを超えた他のアプリケーションやユースケースを構築することができます。

9、結論

要約すると、ZetaChainは、Web3アプリケーションへのシームレスな接続性とアクセシビリティを提供することを目指しています。これを達成するために、L1ブロックチェーンインフラストラクチャ、Cosmos SDK、Tendermintコンセンサスアルゴリズムを活用しています。チェーン全体のスマートコントラクトとクロスチェーンのメッセージング機能により、ZetaChainは、開発者がスマートコントラクトをサポートしていないものも含め、あらゆるブロックチェーンに接続し、相互作用することを可能にします。

委任された利益証明チェーンとして、ZetaChainはトークンZETAを通じてさらに分散化されます。ネットワークを確保することに加えて、ZETAはガス料金の支払いにも使用され、依然として主要な価値移転です。ZetaChainがメインネットのリリースに近づくにつれ、相互運用性を促進し、より広いブロックチェーンエコシステムの機能を強化する可能性を秘めている。

ZetaChainの可能性にもかかわらず、その成功への道には課題がないわけではない。この記事を書いている時点では、ZetaChainはまだメインネットで稼働していない比較的新しいL1です。ほとんどすべてのブロックチェーンと同様に、主流への採用を達成することは、特に既存の競合他社が強力である場合には、困難な課題です。

最近のロードマップによると、ZetaChainチームはユーザーと開発者の採用を増やすことに重点を置く計画です。ロードマップでは、より多くのチェーン統合を可能にすること、異なるDappsと異なるアセットタイプ（特にビットコインNFTのサポート）間の相互運用性を高めること、フルチェーンダップ開発者向けのSDKを提供することを強調しています。同時に、チームはネットワークの機能の一部をアップグレードすることで、ZetaChainのセキュリティと効率を向上させる方法を検討する予定です。

結局のところ、ZetaChainは、Axelar、LayerZero、およびTHORChainの重点分野とは対照的に、そのアーキテクチャ、検証メカニズム、またはトランザクション効率などの独自のセールスポイントで、競争の中で際立つはずです。こうすることで、ZetaChainは効果的に市場を "周回 "し、ユーザーにより大きな価値をもたらすことができる分野を活用し、競争における足掛かりを得ることができる。