ZK 技術を使って「聖なる三位一体」を解決する方法

**編者按:**イーサリアムは1万TPSの拡張の新時代に向かっており、zk-SNARKs(ZK)技術が重要な原動力となっています。本記事は私たちが整理した《イーサリアム 1万 TPS ロードマップ》の第一篇で、できるだけ分かりやすい方法でZK技術、zkEVMロードマップ、イーサリアムL1拡張計画を解説します。次篇ではZKの実現に関する課題、L2エコシステムの進化、そして未来のイーサリアム経済構造への影響について詳しく探ります。

2025年7月30日、イーサリアムは創世ブロックの10周年を迎えました。10年の探求を経て、イーサリアムのスケーリングロードマップも新しい方向性とビジョンを探っています。

もちろん、最近 ETH の価格の上昇はコミュニティに再び自信をもたらしましたが、本当に興奮させるのは、数年にわたる L2 拡張の探索を経て、イーサリアム L1 がついに最大の分散化を保持しつつ、極限の拡張を実現する信頼できる道筋を持つようになったことです。

簡単に言えば、今後は、**イーサリアムのガス上限とTPSが毎年数倍に引き上げられ、バリデーター(Validators)は各取引を繰り返し実行することはなくなる(編集者注:つまり、取引の状態変化を最初から計算する必要はない)が、ただ一つの零知识证明(ZK-proof)を検証するだけで済む、**このバッチの取引が正しく実行されたことを証明するために、基盤ネットワークのTPSを毎秒数万件の取引に引き上げることができる。

その一方で、L2も同時に拡張され、数十万、さらには数百万のTPSを実現します。また、「ネイティブロールアップ」という新しいタイプのL2は、プログラム可能なシャーディングのように動作し、L1と同じ安全性を提供します。

これらの提案はまだイーサリアムのガバナンスプロセスによって正式に承認されていませんが、2017年にヴィタリック・ブテリンが探求し始めた考え方に基づいており、イーサリアム財団のコアリサーチャーであるジャスティン・ドレイクの推進的な支持を受けています。

7月のEthCC会議で、Drakeは次のように述べました。「私たちはイーサリアムのスケーリングの重要な転換点にいます。私は、L1のGigaGas時代に入ると確信しています——約1万TPSであり、この時代を開く鍵はzkEVMとリアルタイム証明です。」

Drake の究極の目標は、10 年以内にイーサリアムエコシステムが 1000 万 TPS を達成することですが、これはどの単一のブロックチェーンもこのスループット要件を満たすことができないことを意味します。未来は必然的に「ネットワークの中のネットワーク」アーキテクチャになるでしょう:異なる L2 がそれぞれ異なるシナリオ、トレードオフ、利点を担い、共同でエコシステム全体を拡張し、世界的な需要を満たします。

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なぜイーサリアム L1 は大規模なスケーリングができないのか?

他のブロックチェーンがすでにより強力なハードウェアと計算能力を使用してスループットを拡大しようと試みている一方で、イーサリアムは分散化に対してほぼイデオロギー的なこだわりを持っており、さらには「ユートピア的」と感じる人もいる。

ETH最大主義者(ETH maxis)の観点から見ると、**Solanaのような「データセンター・チェーン」は数百万ドルの中央集権的リスクポイントを持っており、政府はこれらのノードに直接取引審査を行うことができます。たとえSuiのようなハードウェア仕様が低いチェーンであっても、そのコストと帯域幅の要件は非常に高く、**去中心化の程度に影響を与えます。

対照的に、イーサリアムはラズベリーパイ(Raspberry Pi)上でも動作することができ、この低い敷居の設計により、15,000〜16,000以上の公開ノードと数百万の検証者がネットワークに参加しています。そのため、イーサリアム上の取引を検閲することはほぼ不可能であり、ネットワーク全体が攻撃に対して非常に強いレジリエンスを持っています。

もちろん、代償は非常に遅い速度です —— 現在の TPS は約毎秒 18~20 件の取引を処理しており、Solana の TPS は毎秒約 1500 件の取引です。

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ある意味で、ブロックチェーンのアーキテクチャは生まれつき非効率的で、少しGoogleスプレッドシートのようです。セルを1つ変更する前に、全世界のすべてのコピーを持っているコンピュータがまず全体のスプレッドシートを再計算し、正しいことを確認してから更新する必要があります。

ZK 技術会社 Succinct Labs の共同創設者 Uma Roy は次のように説明しています。「イーサリアムの設計は、誰でもネットワークに追いつき、すべての取引を再実行できることを望んでいます。」これは、取引量を無限に増やすことができないことも意味します。なぜなら、各取引は誰かが再計算する必要があるからです。

正に分散化を維持する前提のもと、メインネットの拡張スペースが限られているため、イーサリアムは2020年に議論を呼ぶL2層の拡張という道を選ばざるを得なかった。

ZK はブロックチェーンの不可能な三角形をどのように解決するのか?

イーサリアム創設者のVitalik Buterinは「ブロックチェーン不可能三角」という概念を提唱し、安全性、スケーラビリティ、そして分散化の三者の間で同時に実現することが困難であるというジレンマを表現しました。

ほぼすべてのスケーリングソリューションは、同時にそのうちの2つの要件を満たすことしかできず、必然的に3つ目の要件を犠牲にします。

今まで。

零知識証明(ZK-Proof)は、Drakeによって「月面着陸級の数学(moon math)」と形容される技術であり、取引の詳細を漏らさずに、一連の複雑な取引が正しく実行されたことを数学的に証明することができます。

ZK証明を生成するプロセスは非常に複雑ですが、証明が正しいかどうかを検証するのは非常に速くて軽量です。

したがって、イーサリアムの未来の構想は:性能が劣るラズベリーパイノードがすべての取引を逐次再計算するのではなく、検証者が非常に小さなzk-SNARKsの数学的結果のみを確認すればよいというものです。

Succinct Labsの共同創設者Uma Royは続けて説明しました。「皆にすべての取引を再実行させるよりも、直接証明を提供し、これらの操作がすでに行われたことを知らせる方が良い。こうすれば、誰でもその証明を検証でき、再計算を行う必要がありません。」

ドレイクは、将来的にZK証明の検証に必要な計算量が、価格が7ドルのRaspberry Pi Pico(通常のRaspberry Piの十分の一の性能)でも対応できるほど小さく、大規模なデータセンターは全く必要ないと冗談を言いました。

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zkEVM:1万TPSへのロードマップ

イーサリアム財団のソフィア・ゴールドが最近ブログで発表したニュースがコミュニティで話題になっています:今後1年以内に、L1メインネットがzk-SNARKsを駆動するイーサリアム仮想マシン(zkEVM)を統合する可能性があります。

注目すべきは、多くのZK技術の実用化探求は、実際にはL2ネットワークから始まっているということです。例えば、イーサリアムの共同創設者Joe LubinのもとにあるConsensysが孵化したLineaは、100% EVM互換のZK Rollupパブリックチェーンです——イーサリアム上で動作するアプリは、すべてLinea上でシームレスに動作します。

Linea は自らをイーサリアムの延伸と見なしており、最近 20% の ETH 取引手数料を焼却することを発表し、L1 の価値回流を支援します。

Lineaの責任者Declan Foxは、ZK技術がブロックチェーンの不可能な三角形に対する答えを提供すると説明しています。「ZKの魔法は、L1のガス上限を大幅に引き上げることができ、計算量の拡張が検証をより複雑にしないことです。」

彼は、ZK証明の生成にかかる遅延とコストが低下するにつれて、私たちはより高いスループットを処理できるようになり、検証のハードウェア要件を非常に低く保つことができると付け加えましたーースマートウォッチ一つでさえも検証作業をこなすことができます。

しかし、コミュニティは過度に楽観的である必要はありません。たとえ来年のうちに zkEVM が L1 に成功裏に統合されても、初日から 1 万 TPS を直接実現することはありません。

日々一歩ずつ進めば、瞬時に完了する

イーサリアムには現在、ネットワークを運営するための主要なソフトウェアクライアントが五つあり、これにより、あるクライアントに問題が発生しても、ネットワークはソラナのように直接停止することはありません。

今後のアップグレードロードマップでは、イーサリアムは最初にZK検証をサポートする改良版クライアントを2〜3個リリースする予定です。これにより、バリデーターは各トランザクションを再実行することなく、零知识证明(ZK-proofs)をチェックすることで検証を完了できるようになります。

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最初、少数のバリデーターが新しいバリデーションモードに切り替えて、初期段階で潜在的な問題を特定し修正することになります。

イーサリアム財団の協定調整チームのLadislausは、「snark化されたEVMへの切り替えは徐々に進むプロセスになるだろう」と述べています——ここでの「snark」化は、SNARKタイプのzk-SNARKsを採用することを指します。

ユーザーは主にL1のGas上限が引き上げられることを徐々に実感するでしょう。つまり、ネットワークの経済的活動能力が強化されますが、L1からZKへの移行には時間がかかります。しかし、Gas上限の拡張はほぼ弦に矢がある状態です。

先週、L1ガスの上限が22%引き上げられ、4500万に達しました。研究者のDankrad Feistは、クライアントが毎年自動的に3回ガス上限を引き上げることを提案するEIPを提出しました。この計画に従えば、4年後にはイーサリアムのメインネットで約2000 TPSを実現できるでしょう。

そして、ジャスティン・ドレイクはさらに、これを2年間延長し、2031年までに1ギガガスのスループットを達成し、約1万TPSを実現できると提案しました。

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