イーサリアムのZK終局:世界コンピュータから検証可能な世界コンピュータへ

イーサリアムエンジニアのソフィア・ゴールドが最近発表した「L1 zkEVM #1：リアルタイム証明」というブログ記事は重要な意味を持っています。これはイーサリアムコア開発チームの技術的構想を代表するものであり、まだ正式にEIPプロセスに入っていないため、メインネットのアップグレードの既定案になるまでには長い道のりがありますが、それが発信するシグナルは軽視できません。

この記事は、イーサリアムの未来の核心的な開発ブループリントを明確に示しています：ゼロ知識証明技術をLayer 1プロトコルの各層に全面的かつ深く統合し、コンセンサス層から実行層まで全方位にカバーします。この技術ロードマップに従い、最初の重要なステップは、各ノードのEVMをzkEVMにアップグレードすることです。これにより、ノードは取引を実行しスマートコントラクトを運用する過程で、対応するゼロ知識証明を同期的に生成でき、検証ノードに対して今回の実行の正当性を検証する根拠を提供します。

これは単なる通常の技術的なイテレーションではなく、「The Merge」に匹敵するアーキテクチャの革命です。それは、イーサリアムがスケーラビリティ、安全性、経済モデルの面で直面している複数の課題を根本的に解決することを目的としています。イーサリアムはなぜこのタイミングで「全面的にZKに賭ける」ことを選んだのでしょうか？この戦略的転換の背後には、どのような深い論理が含まれているのでしょうか？それは私たちが知っているL1や全体のL2エコシステムをどのように再構築するのでしょうか？

この記事では、既存の研究に基づいて、イーサリアムの「ZK終局」の壮大な物語をお話しし、その背後にある動機、行動、そして深遠な影響を分析します。

一、"再実行"から"証明検証"へのパラダイムシフト

イーサリアムのZK化構想、その核心はコンセンサス検証メカニズムの一回のパラダイム再構築にあります。最近発表されたL1 zkEVMロードマップは、この変化に対して明確な技術的な道筋を示しています。

現在のモデル: 再実行 現在、新しいブロックが提案されると、ネットワーク内のすべてのバリデーターノードは、提案者が宣言した最終的な状態ルートが一致するかどうかを計算し検証するために、そのブロック内の各取引を独立して完全に再実行する必要があります。このプロセスはリソースを大量に消費し、イーサリアムL1のスループットを制限する主なボトルネックです。

未来モデル:証明検証 新しいL1 zkEVMアーキテクチャの下で、ブロックの構築者（Builder）はブロックを生成すると同時に、簡潔なZK有効性証明（ZK Proof）を生成します。他の検証者はブロックと証明を受け取った後、取引を再実行する必要はなく、この暗号証明を検証するだけで済みます。「ZK Proofの検証」の計算コストは「取引の再実行」よりも数桁低く、さらに重要なことに、証明の検証に必要な時間は、その証明がカバーする取引の数にはほとんど依存しません。これにより、イーサリアムは検証者のハードウェアのハードルを大幅に引き上げることなく、ブロックのGas上限を大幅に引き上げて、より多くの取引を受け入れることができます。以前に言及されたように、L1のGas上限はこれにより10倍に引き上げられる可能性があり、さらにはより長期的には100倍に達する可能性があるため、分散化を維持しつつL1のスケーラビリティを実現することができます。

要するに、将来のイーサリアムL1はアーキテクチャ的に非常に巨大なネイティブZK-Rollupに似ており、イーサリアムL1自体が「世界で最大のZKアプリケーション」になることが期待されています。

厳格な技術基準

イーサリアムチームはL1 zkEVMの実装に対して極めて厳しい技術基準を設定しており、遅延を減少させ、スループットを向上させると同時に、安全性と分散化の約束も保障しなければなりません。

プルーフディレイ (99% 分位):10秒以内 暗号化セキュリティ:128ビット(起動開始時に最小100ビット) 証明のサイズ: 300 KiB未満 プルーフオブステークハードウェアコスト: 100,000ドルを超えない Protenderの消費電力:10kW未満

多証明安全モデル

単一のzkEVM実装に存在する可能性のある未知の脆弱性を防ぐために、このロードマップは「マルチプルーフ」（Multi-Proof）セキュリティメカニズムを導入しました。それは、同じブロックの有効性について、異なるチームからの複数のzkEVMによって複数の証明が生成されなければならないことを要求します。検証者のクライアントは、これらの異なるソースからの証明をダウンロードして検証します。複数の独立した証明がすべて検証に合格したときのみ、そのブロックはコンセンサス層に受け入れられます。これは本質的にイーサリアムの「クライアントの多様性」理念が証明層での拡張と昇華であり、プロトコルによって冗長性と多様性を強制的に導入することで、L1に深い防御を提供し、プロトコルの堅牢性を強化します。

二、イーサリアムはなぜ"全面ZK化"が必要なのか？

イーサリアムは、経済モデル、競争環境、将来の市場需要についての深い考察に基づいて、ゼロ知識証明技術を全面的に受け入れるという重大な戦略的転換を遂げました。

まず、これは「L2中心」の経済モデルに対する重要な修正です。EIP-4844がblobメカニズムを導入した後、Layer 2の取引コストは成功裏に低下しましたが、予期しない副作用ももたらしました。Layer 1の価値捕捉能力が著しく弱体化しました。L1の取引手数料収入とETHの焼却量の急激な減少は、ETHのデフレーション期待に直接的な影響を与え、コイン価格の低迷を招き、コミュニティの不満が高まりました。EVMをzkEVMにアップグレードすることにより、検証ノードは時間のかかる「再実行」モードから効率的な「検証」モードに移行でき、これによりL1の遅延が大幅に低下し、スループットが向上します。こうして、イーサリアムは安全性と即時確定性に非常に高い要求を持つ高価値取引を再び引き付け、L1の手数料収入を増加させ、EIP-1559の焼却メカニズムを再活性化し、L1とL2の経済関係の再バランスを実現できるのです。

次に、これは高性能パブリックチェーン競争に対する非対称戦略です。SolanaやSuiなどの新世代高性能L1がTPSにおいて強力なパフォーマンスを示す中、イーサリアムは独自の競争路線を選択しました。競合他社のように、去中心化の程度を犠牲にして（例えば、バリデーターのハードウェア基準を大幅に引き上げたり、バリデーションノードの数を減らしたりすること）パフォーマンス向上を追求するのではなく、ZK技術を利用して、百万級のバリデーターネットワークというコアの強みを維持しつつ、バリデーション作業を「高価なリプレイ」から「安価なバリデーション」へと変換することでパフォーマンスの飛躍を実現しました。この戦略は、イーサリアムが去中心化と安全性において優位性を固めつつ、パフォーマンスを向上させ、安全性と高性能の両立を目指しています。

最後に、これはRWAと機関金融の波に向けた先見的なレイアウトです。RWAのトークン化は、ブロックチェーンの次の1兆ドル市場の機会として広く見なされています。ブラックロックやフランクリン・テンプルトンなどの金融大手が参入する中で、基盤となるパブリックチェーンに対して性能、安全性、プライバシー、そしてコンプライアンスに関して前例のない厳しい要求が求められています。SolanaやSuiなどのL1は性能が優れていますが、検証ノードが相対的に少なく、中央集権的であり、過去にはダウンタイムの黒歴史もあるため、安全性と安定性の面で高価値の金融活動のニーズを満たすことが難しいです。一方、イーサリアムエコシステム内のさまざまなOP Rollup（Base、MegaETHなど）は性能が良好で、状態をL1に書き戻すことにより優れた安全性を備えていますが、7日間のチャレンジ期間は高価値の金融決済にとって受け入れがたいリスクエクスポージャーです。それに対して、ZK技術が提供する暗号学的レベルの最終性と、機密データを漏らすことなくコンプライアンスを証明する能力（例えば、特定のアドレスがKYCを通過したことを証明すること）は、機関金融の核心的なニーズに完璧に合致しています。もしzkEVMのアップグレードが望み通りスループットを向上させることができれば、ネイティブにZK技術を統合したイーサリアムエコシステム（L1+ZK Rollup）は「性能、安全性、安定性」を兼ね備え、RWAの波を受ける理想的なグローバル決済レイヤーとなるでしょう。

第三に、ZKの終盤戦が進行中です

イーサリアムのZK終局は早くも兆しを見せており、Sophia Goldが今回発表したブログを除いて、

2025年4月、非常に先見の明のある構想が提案されました：ZKにより適したRISC-V命令セットアーキテクチャを既存のEVMに置き換えるというものです。支持者は、EVMがZK回路を生成する際の非効率なパフォーマンスに比べて、RISC-Vのよりシンプルなアーキテクチャが証明の効率を桁違いに向上させることができると考えています。この提案は既存のエコシステムを覆すことから論争を引き起こしましたが、イーサリアムのZK化に対して明確な「北極星」を設定しました——理想的なzkEVMの基準を明確にし、最適化の方向性を示しました。

2025年6月のベルリンワークショップで、イーサリアム財団の研究者ジャスティン・ドレイクは明確に「イーサリアムはZKに全面的に賭ける」と発表しました。この発言はコア開発チームの揺るぎない決意を確認しました。

イーサリアムのZK終局も決して"紙上の議論"ではない。現在、Optimistic Rollupが各種重要指標でZK Rollupに依然として先行しているが、ZK技術の実戦応用を妨げている各種困難が一つ一つ克服されつつある。歴史的にZK Rollupが深刻に遅れを取った三大根本的理由：

まずは技術の複雑さとパフォーマンスのボトルネックです：過去には、汎用EVM計算に対してZK証明を生成することが非常に困難で、遅く、費用がかかり、計算上は不可能であると考えられていました。

次に開発者体験の格差があります：ORUは最初から高度なEVM互換性を実現していましたが、初期のZKR（StarkNetの初期バージョンなど）はEVMと互換性がなく、開発者に全く新しいプログラミング言語を学ぶことを要求し、非常に高い参入障壁を形成しました。

最後は流動性の断片化とネットワーク効果：ORUは先発優位性を活かして大量のユーザーと流動性を集め、強力なネットワーク効果を形成しています。

しかし、これらの歴史的障害は一つ一つ克服されつつあります。

証明速度に関しては、PLONKやSTARKsなどの新世代の証明アルゴリズムの進歩、さらにGPU、FPGA、さらにはASICなどのハードウェアアクセラレーション技術の発展により、ZK証明の生成時間が大幅に短縮されました。例えば、Succinct社のSP1 zkVMは、平均10.3秒以内に93％のイーサリアムメインネットブロックを証明できるようになり、イーサリアム財団が設定した10秒の目標に非常に近づいています。

互換性の面では、zkEVMはType 4からType 1への互換性の段階的な向上を経てきました。現在、Scroll、Taiko、Polygon zkEVMなどのプロジェクトは、ほぼ完璧なEVM同等性（Type 2またはType 1基準に達する）を実現しており、ORUとの開発者体験のギャップを根本的に解消しています。また、L1 ZK化のMulti-Proofセキュリティモデルは、複数の独立した証明システムに依存しており、現在のzkEVMトラックの活況は、このセキュリティモデルを実現するための基盤を築いています。

以上のように、歴史的にZK技術の遅れの核心的障害であった性能と互換性が急速に克服されつつあります。技術は大規模な実戦応用のために十分に準備されており、以前のZK技術が「遅く、高価で、難しい」という固定観念が人々の受け入れを妨げていました。しかし、イーサリアムのコアチームが「イーサリアムを世界最大のZKアプリケーションにする」というビジョンは、現代のZK技術を支持し、ZK技術の大規模な実戦投入の号角を鳴らしています。

四、ROLLUPエコシステムの転換

ネイティブロールアップは、ZKロールアップの高速道路を開きます

イーサリアムL1の全面ZK化はLayer 2の競争状況を根本的に再構築し、その中で最も革命的な変化は"ネイティブロールアップ"（Native Rollup）の提案です。現在のZK-Rollupは、L1上に数千行のコードを含む複雑な検証者スマートコントラクトをデプロイしてL2が提出したZK証明を検証する必要があり、これにより開発の難易度が増し、開発者のスキルの不均一性から安全リスクが生じます。しかし、L1でzkEVMを実現すると、EXECUTEプリコンパイル機能が導入され、ZK RollupはL1上のスマートコントラクトからL1プロトコルに内蔵された検証ロジックを直接呼び出すことができ、独自にコントラクトを作成する必要がなくなります。

この変化はZK-Rollupに三重の利点をもたらしました：

まず、安全性の根本的な向上です。Rollupプロジェクトの関係者は、EVMバリデーターの構築と維持に関する膨大な技術的課題を完全にL1にアウトソーシングし、複雑な技術的問題を1行のコード呼び出しに簡素化できます。

次に、真のEVMの等価性と前方互換性を実現し、ネイティブRollupがL1と同期してアップグレードされ、独立したガバナンスプロセスは不要です。

最後に、コスト効果が著しく改善され、L1プロトコルに内蔵されたプリコンパイル機能を使用することで、仮想マシンの解釈実行のオーバーヘッドを回避し、検証効率はスマートコントラクトの実装よりも数桁高くなるため、ZK Rollupの運用コストを大幅に削減できることが期待されます。

このNative Rollup機能は、イーサリアムL1がすべてのZK-Rollupに無料で提供しているのに相当します。