ZKコプロセッサ:ブロックチェーンの計算限界を打破するインフラストラクチャ
イーサリアム がトランザクションを処理する際、すべての計算はオンチェーンで行われます。これは検証可能で安全ですが、非常に高額なコストがかかります。この根本的な制限は、長年にわたり開発者が構築できるものを制約してきました。しかし、新しいクラスのインフラストラクチャがルールを書き換えようとしています。 ZK コプロセッサは、トラストレス性を損なうことなく、リソースが制限されたブロックチェーンに無制限の計算能力をもたらします。
2025 年 10 月までに、 Brevis Network の ZK コプロセッサはすでに 1 億 2,500 万件のゼロ知識証明を生成し、 28 億ドル以上の預かり資産総額( TVL )を支え、 10 億ドル以上の取引高を検証しました。これはもはや実験的な技術ではありません。これまでオンチェーンでは不可能だったアプリケーションを可能にする、実稼働レベルのインフラストラクチャです。
ブロックチェーンを定義した計算のボトルネック
ブロックチェーンは固有のトリレンマに直面しています。分散化、セキュリティ、スケーラビリティを同時に実現することは困難であることが証明されています。 イーサリアム 上のスマートコントラクトは、計算のステップごとにガス代を支払うため、複雑な操作を行うには法外なコストがかかります。ユーザーの完全な取引履歴を分析してロイヤリティ階層を決定したいですか?数百のオンチェーンアクションに基づいてパーソナライズされたゲーム報酬を計算したいですか? DeFi リスクモデルのために機械学習の推論を実行したいですか?
従来のスマートコントラクトでは、これらを経済的に行うことはできません。過去のブロックチェーンデータの読み取り、複雑なアルゴリズムの処理、クロスチェーン情報へのアクセスにはすべて、 レイヤー 1 で実行するとほとんどのアプリケーションを破綻させるほどの計算量が必要です。これが、 DeFi プロトコルが簡略化されたロジックを使用し、ゲームがオフチェーンサーバーに依存し、 AI 統合の大部分が概念的な段階に留まっている理由です。
これまでの回避策は常に同じでした。計算をオフチェーンに移動し、中央集権的な当事者がそれを正しく実行することを信頼することです。しかし、これではブロックチェーンのトラストレスなアーキテクチャの目的が台無しになってしまいます。
ZK コプロセッサの登場:オフチェーン実行 とオンチェーン検証
ゼロ知識証明( ZK )コプロセッサは、「オフチェーン計算 + オンチェーン検証」という新しい計算パラダイムを導入することで、この問題を解決します。これにより、スマートコントラクトは重い処理を専門のオフチェーンインフラに委託し、その結果をゼロ知識証明を使用してオンチェーンで検証できるようになります。この際、いかなる中間者も信頼する必要はありません。
具体的な仕組みは以下の通りです:
- データアクセス: コプロセッサは、オンチェーンでアクセスするとガス代が高額になる過去のブロックチェーンデータ、クロスチェーンの状態、または外部情報を読み取ります。
- オフチェーン計算: 複雑なアルゴリズムが、ガス制限に縛られず、パフォーマンスに最適化された専用環境で実行されます。
- 証明の生成: 特定の入力に対して計算が正しく実行されたことを示すゼロ知識証明が生成されます。
- On-Chain Verification: スマートコントラクトは、計算を再実行したり生データを見たりすることなく、ミリ秒単位で証明を検証します。
このアーキテクチャが経済的に実行可能なのは、オフチェーンで証明を生成し、それをオンチェーンで検証するコストが、 レイヤー 1 で直接計算 を実行するよりもはるかに低いためです。その結果、スマートコントラクトはブロックチェーンのセキュリティ保証を維持しながら、無制限の計算能力にアクセスできるようになります。
進化: zkRollup から zkCoprocessor へ
この技術は一朝一夕に生まれたわけではありません。ゼロ知識証明システムは、明確な段階を経て進化してきました。
L2 zkRollup は、トランザクションのスループットを拡張するために「オフチェーンで計算し、オンチェーンで検証する」モデルを先駆けて導入しました。 zkSync や StarkNet などのプロジェクトは、数千のトランザクションをまとめ、オフチェーンで実行し、単一の有効性証明を イーサリアム に提出することで、 イーサリアム のセキュリティを継承しながら容量を劇的に増加させます。
zkVM (ゼロ知識仮想マシン) はこの概念を一般化し、任意の計算が正しいことを証明できるようにしました。トランザクション処理に限定されるのではなく、開発者はあらゆるプログラムを記述し、その実行の検証可能な証明を生成できるようになりました。 Brevis の Pico/Prism zkVM は、 64 基の RTX 5090 GPU クラスターで平均 6.9 秒の証明時間を達成しており、リアルタイム検証を実用的なものにしています。
zkCoprocessor( ZK コプロセッサ) は次なる進化を象徴しています。これは、 zkVM とデータコプロセッサを組み合わせて、過去のデータやクロスチェーンデータのアクセスを処理する特殊なインフラです。これらは、オンチェーン履歴の読み取り、複数のチェーンのブリッジング、これまで中央集権的な API の背後にロックされていた機能をスマートコントラクトに提供するなど、ブロックチェーンアプリケーションの独自のニーズに合わせて構築されています。
Lagrange は 2025 年に最初の SQL ベースの ZK コプロセッサを立ち上げ、開発者がスマートコントラクトから直接、膨大な量のオンチェーンデータに対するカスタム SQL クエリを証明できるようにしました。 Brevis はこれに続き、 イーサリアム 、 Arbitrum 、 Optimism 、 Base 、その他のネットワークにわたる検証可能な計算をサポートするマルチチェーンアーキテクチャを提供しました。 Axiom は、プログラム可能な検証ロジックのためのサーキットコールバックを備えた、検証可能な履歴クエリに焦点を当てました。
ZK コプロセッサと代替技術の比較
ZK コプロセッサがどこに位置づけられるかを理解するには、隣接する技術と比較する必要があります。