イーサリアムの次の大きな変革がブロックチェーン業界全体を再形成する可能性

イーサリアムは重要な技術的転換点に立っています。長年にわたり計算基盤としてEthereum Virtual Machine（EVM(）に依存してきたネットワークは、根本的に異なる実行モデルへの移行を迫られています。それは、RISC-Vアーキテクチャに基づき、特にゼロ知識証明システムに最適化されたものです。

これは単なる小規模なプロトコルのアップデートではありません。イーサリアムの取引処理と状態変化の検証方法を完全に再構築することを意味します。そして、そのタイミングも重要です。Layer 2ソリューションが増え、ゼロ知識技術が成熟する中で、現在のEVMアーキテクチャは、2年前には明らかでなかった制約を徐々に露呈し始めています。

なぜEVMがボトルネックになりつつあるのか

EVMはローンチ時に革命的でした。これにより、スマートコントラクトエコシステム全体が可能になったのです。しかし、10年以上の設計の蓄積により技術的負債がたまり、ゼロ知識証明システムの登場によって、そのアーキテクチャの非効率性が明らかになっています。もはや無視できない状況です。

核心的な問題はシンプルです。ZK回路を用いてEVMの実行を証明するには膨大なオーバーヘッドが伴います。現在のzkEVMの実装は、直接EVM自体を証明しているわけではなく、EVMのインタプリタを証明しています。最終的にはRISC-Vコードにコンパイルされるためです。Vitalik Buterin氏も指摘しているように、これにより不要な抽象化層が生まれ、ネイティブのRISC-V証明と比べて性能が50倍から800倍低下する可能性があります。

他のコンポーネントを最適化し、Poseidonのような高速ハッシュ関数に切り替えたとしても、ブロックの実行は依然として証明生成全体の80〜90％を占めています。インタプリタのオーバーヘッドが、EthereumのZKベースのLayer 1検証によるスケーリングを妨げる主なボトルネックとなっています。

複雑性の罠：技術的負債の積み重ね

パフォーマンスの問題を超えて、Ethereumはもう一つの問題も抱えています。それはプリコンパイル済みコントラクトです。これらは、特定の暗号演算の非効率性を補うためにハードコードされた関数です。追加されるたびに一時的な解決策となりますが、次第にEthereumの信頼できるコードベースを特殊化した一時的な解決策で膨らませてしまいます。

例えば、modexpのようなプリコンパイル済みコントラクトのラッパーコードは、RISC-Vインタプリタ全体よりも複雑だと報告されています。新たなプリコンパイル関数を追加するには、ハードフォークが必要となり、政治的な摩擦を生み、暗号プリミティブの新規導入を遅らせることになります。

また、EVM自体のアーキテクチャも問題を抱えています。256ビットスタック設計は暗号値の処理には適していましたが、多くのスマートコントラクトで使われる32ビットや64ビット整数には非効率です。ゼロ知識システムでは、これらの非効率性は特にコスト高となり、小さな数値でも同じリソースを消費し、複雑さは2〜4倍に増加します。

なぜRISC-Vが解決策として浮上しているのか

RISC-VはEthereum専用に開発されたものではありません。オープンソースの命令セット標準であり、すでにゼロ知識仮想マシン（zkVM）の事実上のアーキテクチャとなっています。Ethereumのブロック証明に対応できるzkVMのうち、9つはすでにRISC-Vを標準化しています。

この市場のコンセンサスは重要な意味を持ちます。RISC-Vの採用は投機的な賭けではなく、すでに実運用を通じて検証されたインフラと整合しているのです。

その魅力は多層的です。

ミニマリスト設計：RISC-Vの基本命令セットは約47命令だけで構成されており、EVMの暗黙の複雑さと比べて非常にシンプルです。信頼できるコードベースの監査、テスト、形式的検証が格段に容易になり、何十億ドル規模のオンチェーン資産を守る上で重要です。

成熟したエコシステム：RISC-Vを採用することで、EthereumはLLVMコンパイラインフラに即座にアクセスできます。これにより、Rust、C++、Go、Pythonに慣れた何百万もの開発者が、新しい言語や環境を学ぶことなくL1向けのコードを書けるようになります。開発体験はNodeJSのクロスプラットフォーム開発に似たものとなるでしょう。

形式的検証の利点：EVMのYellow Paper仕様)自然言語で書かれ、曖昧さを含む(に対し、RISC-Vは機械可読のSAIL仕様を持ちます。この「ゴールデンスタンダード」により、正確性の厳密な数学的証明が可能となり、ブロックチェーンのセキュリティの聖杯とも呼ばれる信頼性の証明を実現します。

ハードウェア最適化：ASICやFPGAによるハードウェアアクセラレーションをサポートし、Succinct Labs、Nervos、Cartesiなどで進行中の証明生成インフラの構築を可能にします)。

3段階の移行計画

Ethereumの移行は革命的ではなく、漸進的です。Vitalik Buterinは慎重な段階的アプローチを提案しています。

フェーズ1 - 限定的導入：RISC-Vはプリコンパイル済みの代替手段として導入され、新たなプリコンパイルコントラクトの追加を置き換えます。リスクの低いテスト環境で、ネットワークは新システムへの信頼を深めつつ、完全なEVM互換性を維持します。特定の事前承認されたRISC-Vプログラムのみがホワイトリスト経由で実行されます。

フェーズ2 - 共存：スマートコントラクトはバイトコードをEVMまたはRISC-Vのいずれかとして宣言可能となります。両者はシステムコール(ECALL)を通じてシームレスに相互運用し、異なるアーキテクチャ間のコントラクト呼び出しも可能です。このハイブリッド環境により、開発者は即時の決定を強制されることなく、段階的に移行できます。

フェーズ3 - ネイティブ層：EVMはRISC-V上で動作するシミュレートされたコントラクトに変わります(「ロゼッタ戦略」)。レガシーアプリケーションは変更なく動作し続けますが、基盤となる実行エンジンは単一のRISC-Vコアに簡素化され、クライアント開発者の複雑さとメンテナンス負担を大幅に軽減します。

新時代に勝者と苦戦者は誰か

このアーキテクチャの変化は、Layer 2ソリューションにとって大きく異なる結果をもたらします。

ゼロ知識ロールアップは構造的優位性を獲得。Polygon、zkSync、Scrollなどはすでに内部でRISC-Vを標準化しています。L1が「同じ言語を話す」ことで、ネイティブ統合が容易になり、ブリッジングの複雑さも軽減されます。ツールの再利用、コンパイラの互換性、経済的インセンティブの整合性も一気に有利に働きます。Succinct Labsの共同創設者Uma Royは、OP Succinctを通じてこの優位性を示しており、これにより資金引き出し時間は7日から約1時間に短縮されました。

オプティミスティックロールアップはより困難な選択を迫られる。ArbitrumやOptimismは、L1のEVMを通じた詐欺証明に依存して紛争を解決しています。EVMが消えると、このセキュリティモデル全体を再構築する必要があります。これらのチームは、新しいL1アーキテクチャに対応した詐欺証明システムを設計するか、Ethereumのセキュリティ保証から根本的に切り離す必要がありますが、いずれも容易ではありません。

経済的影響：コスト削減とスループット向上

エンドユーザーにとっては、移行により具体的な恩恵があります。

証明生成コストは約100分の1に低減すると見込まれ、取引あたり数ドルから数セント以下に下がります。これにより、Layer 1の手数料はもちろん、Layer 2の決済コストも大きく削減されます。こうした効率化により、「ギガガスL1」ビジョンが実現し、約10,000TPSのスループットと合理的なコストで、現在は高すぎてオンチェーンで動かせないアプリケーションが解放されます。

開発者は、オンチェーンとオフチェーンのコードを同じ言語で書くことが標準となり、新たなツールチェーンの利用も容易になります。これにより、ブロックチェーン開発の「NodeJSモデル」が普及し、新規開発者の参入とアプリケーションの革新が加速します。

誰も無視できない重要なリスク

この変革には、新たな課題も伴います。

ガスの計測が数学的に難しくなる。一般的な命令セットの公正で決定論的なガスモデル設計は未解決です。単純な命令カウントはサービス拒否攻撃（DoS）を招きやすく、攻撃者はキャッシュミスを誘発するプログラムを作成し、膨大なリソースを消費させながらガスコストは最小に抑えられます。これにより、ネットワークの安定性と経済的整合性が脅かされます。

ツールチェーンのセキュリティが新たな脅威となる。セキュリティ責任はオンチェーンの仮想マシンから、LLVMのようなオフチェーンのコンパイラに移行します。これらは非常に複雑なソフトウェアシステムであり、既知の脆弱性も存在します。攻撃者はコンパイラのバグを突いて、無害なソースコードを悪意のあるバイトコードに変換し、標準的な監査では検出できなくなる恐れがあります。

再現性のあるビルドは未解決。コンパイル済みバイナリが公開ソースコードと完全に一致することを保証するのは技術的に難しいです。環境の微細な違いにより出力が異なるため、透明性と信頼性が損なわれ、ブロックチェーンの根幹たる信頼性を揺るがします。

これらのリスクには、多層的な防御策が必要です。段階的な導入により不可逆的なダメージを最小化し、継続的なファズテストで脆弱性を発見し(セキュリティ企業Argusは主要なzkVMに11の重大な整合性の欠陥を報告)、形式的検証により理論的保証を強化していきます。

実践的な道筋：Succinct Labsの青写真

この変革は理論だけではありません。すでにインフラ構築が進んでいます。Succinct LabsのSP1は、RISC-Vを基盤とした証明生成が大規模に機能することを示す、実用レベルのオープンソースzkVMです。SP1は「プリコンパイル中心」の設計思想を採用し、Keccakハッシュなどの重い演算を、標準命令を呼び出すことができる特殊なZK回路にオフロードしています。これにより、ハードウェアの性能とソフトウェアの柔軟性を両立させています。

彼らの取り組みは、経済的な実現性も示しており、分散型証明生成市場であるSuccinct Prover Networkを通じて、将来のインフラ層の姿を具体化しています。

より大きなビジョン：Ethereumは検証可能な計算層へ

この移行は、Ethereumの根本的な役割を再定義します。単なるスマートコントラクト実行プラットフォームから、一般的な検証可能な計算の信頼層へと進化します。Vitalikはこれを「Snarkify everything」エンドゲームと呼んでいます。

これは、「Lean Ethereum」哲学とも整合します。プロトコルを3つのシンプルなモジュールに段階的に分解します(Lean Consensus, Lean Data, Lean Execution)。EVMを排除し、RISC-Vを採用することで、Ethereumはそのコア目的を明確にします。効率的な決済とデータの可用性を、検証可能なアプリケーションのために提供することです。

この変化は、未来のゼロ知識証明に支配される世界では、計算のプリミティブが重要になるという根本的な真実を認めることでもあります。Ethereumは、避けられない技術進化に抵抗するか、戦略的に受け入れるかの選択を迫られています。EthProofs会議や研究フォーラムで議論されているロードマップは、Ethereum Foundationとコアチームが後者の道を選んだことを示しています。

これは一夜にして起こる変化ではありません。数年にわたる段階的な変革であり、調整、段階的実施、コミュニティの真の合意が必要です。しかし、技術的な議論はますます難しくなっており、RISC-Vに最適化されたLayer 2ソリューションからの競争圧力も高まっています。これにより、L1アーキテクチャを未来に合わせる動きが加速しています。

もはや「これが起こるかどうか」ではなく、「どのように慎重かつ意図的にEthereumが移行を管理できるか」が問われています。そして、コミュニティがこの野心的な再構築を、数十億ドルの価値を維持しながら実行できるかどうかが焦点です。