分散化のジレンマからブレークスルーへ：イーサリアムがゼロ知識技術でスケーラビリティを再構築する方法

2025-12-26 19:50:30

ブロックチェーンコミュニティは長い間、居心地の悪い現実に直面してきました：分散型ネットワークの基本的なアーキテクチャは、固有のトレードオフを生み出します。Vitalik Buterinがかつて表現したように、「ブロックチェーントリレンマ」はこの課題を捉えています—セキュリティ、スケーラビリティ、分散化を同時に実現することは数学的に不可能に見えます。しかし、Ethereumの最新のスケーリングビジョンは、この長年信じられてきた考えがついに覆される可能性を示唆しています。

核心の問題：なぜ従来のスケーリングは失敗するのか

Ethereumの分散化へのコミットメントは、競合他社との差別化要素です。中央集権的なサーバーインフラに依存する高性能チェーンとは異なり、Ethereumは異なる哲学を持っています：ネットワークは誰でもアクセスできる状態でなければならない。ユーザーはRaspberry Piのような消費者向けハードウェアでフルノードを運用でき、現在では15,000から16,000以上のパブリックノードがエコシステム全体の取引を検証しています。

このアーキテクチャの選択は大きなコストを伴います。各バリデーターは、ネットワーク上のすべての取引を独立して実行し再計算しなければなりません—これは、大規模な組織の参加者全員がセル一つを変更するたびに手作業でスプレッドシートを再計算するのに似ています。その結果、スループットの上限が設定されます：Ethereumは現在、約18から20取引/秒を処理していますが、より高性能を謳う他のチェーンは、イノベーションではなく中央集権化によってこれを達成しています。

ZK（ゼロ知識）パイオニアのSuccinct Labs共同創設者のUma Royは、根本的な制約について次のように述べています：「Ethereumの設計は、誰でもすべての取引を再実行することでネットワークに追いつくことを優先しています。この境界は、すべての取引が最初から状態変化を再計算する必要がある場合には、恣意的に拡大できません。」

ゼロ知識証明：不可能な三角を破る

この突破口は直感に反するアプローチにあります：すべてのバリデーターに各取引を再計算させるのではなく、ネットワークは代わりに、多数の取引が正しく実行されたことを確認する暗号学的証明を検証できます。

Ethereum FoundationのコアリサーチャーJustin Drakeはこれを「ムーンマス」と呼びます—数学的に高度でありながら、概念的にはエレガントです。ゼロ知識証明は、一方の当事者がもう一方に対して、基礎情報を明かすことなく、ある主張が真であることを納得させることを可能にします。この証明の作成は計算負荷が高いですが、検証は非常に軽量です。

スケーリングへの示唆は深遠です。Royは次のように詳述します：「すべての参加者に取引を再実行させるのではなく、これらの操作が行われたことを示す証明を提供します。バリデーターはこれを再計算せずに検証できます。」Drakeは冗談半分に、将来的には検証が非常に軽量化され、$7 Raspberry Pi Pico—標準的な消費者ハードウェアの約10分の1の処理能力しか持たないデバイスでも計算負荷を処理できるかもしれないと指摘しています。

この変化はブロックチェーントリレンマを変革します：Ethereumは、バリデーターがより強力なサーバーやデータセンターを運用する必要なく、取引容量を大幅に増加させることができ、分散化とセキュリティの両方を維持します。

zkEVMロードマップ：計画的な進展の道

Ethereum Foundationの研究者Sophia Goldの最近の発言によると、ゼロ知識Ethereum Virtual Machine（zkEVM）機能をL1に統合することは、比較的近い時期に実現可能です。ただし、この移行は一夜にして完了するわけではなく、ローンチ直後に10,000 TPSを実現するわけでもありません。

Ethereumは、5つの主要なソフトウェアクライアントを通じて動作しており、冗長性を内蔵しています。アップグレード戦略は慎重さを優先し、最初にZK検証をサポートする2、3つの新しいクライアントバージョンがリリースされ、バリデーターは段階的に参加できるようになります。最初は少数だけが切り替え、プロトコルチームはエッジケースを特定し解決しながら、より広範な採用を進めます。

Ethereum Foundationのプロトコル調整チームのLadislausは、「SNARK化されたEVMへの移行は、段階的な進化を意味します」と述べています。SNARKは、この目的のために採用される特定のゼロ知識証明のクラスを指します。

バリデーターの移行と並行して、Ethereumはすでにガス容量の拡大を進めています。最近、ガスリミットを22%引き上げて、4,500万に達しました。研究者のDankrad Feistは、クライアントが自動的にガスリミットを年に3回引き上げることを可能にするEthereum Improvement Proposal (EIP)を提案しています。

このスケジュールにより、Ethereumは今後4年でガスリミットの引き上げだけで約2,000 TPSを達成できる見込みです。Drakeはこのタイムラインを2年早め、「ギガガス」スループットを2031年までに実現することを提案しています—これはL1で約10,000取引/秒に相当します。

L1を超えたエコシステム：ネイティブロールアップと未来のアーキテクチャ

ZKによるL1スケーリングは変革的ですが、そのビジョンはさらに広がります。Layer 2ソリューションは同時に拡大し、新たなロールアップカテゴリ「ネイティブロールアップ」と呼ばれるものを通じて、数十万から数百万TPSに到達する可能性があります。これは、L1と同等のセキュリティ保証を持つプログラム可能なシャーディング層として設計されたロールアップです。

Andrew Fentonや他の研究者は、単一のブロックチェーンが世界的な取引需要を現実的に満たすことはできないと強調しています。将来のアーキテクチャは「ネットワークのネットワーク」になると予想され、多様なL2実装が異なるユースケースに対応し、それぞれが特定のトレードオフや要件に最適化されるでしょう。

例として、Consensysがインキュベートし、Ethereumの共同創設者Joe Lubinが設立した100% EVM互換のZKロールアップであるLineaがあります。LineaはEthereumの拡張として位置付けられ、最近、ETHの取引手数料の20%をバーンして価値をL1に戻すと発表しました。Lineaの責任者Declan Foxは、「ZKのエレガンスは、検証ロジックを複雑にせずにL1のガスリミットを大幅に引き上げることにあります。証明生成コストと遅延が低下するにつれて、より高いスループットを実現しながら、検証のハードウェア要件を最小限に抑えます」と説明しています。