イーサリアムの10,000 TPSへの挑戦?ZK技術で「聖なる三位一体」をどう破るか

執筆:アンドリュー・フェントン

コンパイル:imToken

編者按:イーサリアムは1万TPSのスケーリングの新時代へと進んでおり、ゼロ知識証明(ZK)技術が重要な推進力となっています。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1篇であり、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スケーリング計画を解説します。次回はZKの実現課題、L2エコシステムの進化、そして将来のイーサリアム経済構造への影響について深く探ります。

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、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たな方向性とビジョンを探求しています。

もちろん最近のETHの価格上昇はコミュニティに再び信頼をもたらしましたが、本当に興奮させるのは、数年間にわたるL2拡張に関する探求を経て、イーサリアムL1が最大の分散化を維持しながら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、これからはイーサリアムのガス上限とTPSが毎年数倍に増加し、バリデーターは各トランザクションを繰り返し実行する必要がなくなります(編者注:つまり、トランザクションの状態変化を最初から再計算する必要がないということです)。代わりに、彼らは一つのゼロ知識証明(ZK-proof)だけを検証し、このバッチのトランザクションが正しく実行されたことを証明します。これにより、基盤ネットワークのTPSは毎秒数万件のトランザクションに増加することが可能になります。

その一方で、L2 も同時にスケールアップし、数十万、さらには数百万 TPS を実現します。さらに「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機能し、L1 と同じ安全性を提供します。

これらの提案はまだ正式にイーサリアムのガバナンスプロセスによって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アイデアに基づいており、イーサリアム財団のコア研究員ジャスティン・ドレイクの推進と支持を受けています。

7月のEthCC大会で、Drakeは「私たちはEthereumのスケーラビリティの重要な転換点にいます。私は、L1のGigaGas時代に突入しようとしていると確信しています。約1万TPSであり、この時代を切り開く鍵はzkEVMとリアルタイム証明です」と述べました。

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 を実現することですが、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「ネットワーク内のネットワーク」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、トレードオフと利点を担い、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。

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している一方で、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、「ユートピア的」とさえ感じる人もいます。

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抱えており、政府はこれらのノードに対して直接取引審査を行うことができます。Suiのようにハードウェア仕様の要求が少し低いチェーンであっても、そのコストと帯域幅の要求は非常に高く、結果的に分散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、この低いハードルの設計により、15,000〜16,000の公開ノードと数百万のバリデーター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、全体のネットワークは攻撃に対して非常に強い耐性を持っています。

もちろん、代償として速度が非常に遅いです —— 現在の TPS はおおよそ毎秒 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。

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、まるでGoogleスプレッドシートのようです。セルを一つ修正するたびに、全世界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、正確であることを確認してから更新できるのです。

ZK技術会社Succinct Labsの共同創設者Uma Royは次のように説明しました:「イーサリアムの設計は、誰もが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、取引量を無制限に増やすことができないことを意味します。なぜなら、各取引には誰かが再計算をする必要があるからです。

去中心化を維持する前提のもと、メインネットの拡張スペースには限りがあるため、イーサリアムは2020年に議論を呼ぶL2層の拡張ルートに進む必要がありました。

ZKはどのようにブロックチェーンの不可能三角を克服するのか?

イーサリアムの創設者ヴィタリック・ブテリンは「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、分散化の3つの間で両立が難しいジレンマを表現しました。

ほとんどすべてのスケーリングソリューションは、同時に2つの項目しか満たすことができず、必然的に3つ目の項目を犠牲にする。

今まで。

ゼロ知識証明(ZK-Proof)は、Drakeによって「月面着陸レベルの数学(moon math)」と形容される技術であり、取引の詳細を漏らすことなく、多数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速くて軽量です。

したがって、Ethereumの将来のビジョンは、パフォーマンスの低いラズベリーパイノードがすべてのトランザクションを逐次再計算するのではなく、バリデーターが非常に小さなZK証明の数学的結果を確認するだけで済むようにすることです。

サクシンクト・ラボの共同創設者ウマ・ロイは次のように説明を続けました。「すべての取引を再実行させるのではなく、発生した操作を知らせる証明書を直接提供した方が良いです。これにより、誰でもその証明書を検証でき、再計算を行う必要がありません。」

ドレイクは、将来的にZK証明の計算量が7ドルのRaspberry Pi Pico(通常のラズベリーパイの十分の一の性能)でも処理できるほど小さくなると冗談を言った。まったく大規模なデータセンターは必要ない。

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メインネットがゼロ知識証明駆動の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技術の実用化探求が、実際にはL2ネットワークから始まっていることです。例えば、イーサリアムの共同創設者ジョー・ルビンの下でコンセンサスが育成したLineaは、100% EVM互換のZKロールアップパブリックチェーンです——イーサリアム上で実行できるアプリケーションは、すべてLinea上でシームレスに実行できます。

Lineaは自らをEthereumの延長と見なし、最近ではL1の価値回流を支援するために20%のETH取引手数料を焼却することを発表しました。

Lineaの責任者、デクラン・フォックスは、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していると説明しています。「ZKの魔法は、L1のGasの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証明の生成に伴う遅延とコストが低下するにつれて、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。スマートウォッチで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にな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たとしても、初日から 1 万 TPS を直接実現するわけではありません。

日々少しずつ進め、そして一瞬で完成する

イーサリアムには現在、ネットワークを運営するために使用できる5つの主要なソフトウェアクライアントがあります。これは、あるクライアントに問題が発生しても、ネットワークがソラナのように直接停止することはないことを意味します。

将来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2つから3つのZK検証をサポートする改良版クライアントをリリースする予定で、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、ゼロ知識証明(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。

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先行して切り替え、初期の段階で潜在的な問題を特定し修正します。

イーサリアム財団のプロトコル調整チームのラディスラウスは、「snark化されたEVMへの移行は段階的なプロセスになるだろう」と述べています。ここでの「snark化」とは、SNARKタイプのゼロ知識証明を採用することを指します。

ユーザーは主にL1のガス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活動能力が強化されるということです。L1からZK検証への移行には時間がかかりますが、ガス上限の拡張はほぼ弦に矢がある状態です。

先週、L1 Gas 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、クライアントが年に自動で 3 回 Gas 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・ドレイクはさらに進んで、このペースを2年延ばし、2031年には1ギガガスのスループットに達し、およそ1万TPSを実現できると提案しました。

ETH-5.19%
ZK-6.11%
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