イーサリアムのスケーリングの新時代:ZKテクノロジーが10,000TPSの目標を推進

イーサリアムは毎秒1万件の取引(TPS)のスケーリング目標に向かって進んでおり、ゼロ知識証明(ZK)技術がこのプロセスの重要な推進力となっています。本記事では、リアルタイム証明の技術的課題、証明者の参加メカニズム、L1切替プロセスにおけるセキュリティ問題、そして「ネイティブRollup」がどのようにZKスケーリングの最終形態となるかに焦点を当てます。

リアルタイム証明：イーサリアムのスケーリングの核心部分

リアルタイム証明とは、12秒以内にイーサリアムのメインネットの1つのブロックに対してZK証明を生成できることを指します。これが実現すれば、イーサリアムはブロック検証ロジックをプロトコル自体に組み込み、Gasの上限を大幅に引き上げ、L1の大規模な拡張を実現できます。

リアルタイム証明を実現するには、zkVM技術だけでなく、イーサリアムプロトコル層の調整も必要です。来年のGlamsterdamアップグレードでは「ブロック検証と即時実行のデカップリング」メカニズムが導入され、証明者にzkEVM証明を生成するための十分な時間が提供される見込みです。

技術的に、あるチームの最新のzkVMは200台のGPUクラスターで、93%のメインネットブロックにリアルタイムで証明を生成でき、年末には99%に達する見込みです。イーサリアムはブロック時間を6秒に短縮することも検討しており、これにより証明者にさらなる挑戦がもたらされます。

イーサリアムZK証明者のハードウェア要件

リアルタイムでZK証明を生成するには強力な計算資源が必要です。イーサリアム財団が証明者に設定した初期目標は：ハードウェアコスト10万ドル以内、消費電力10キロワット未満です。

注意すべきは、証明者と検証者は異なる役割であるということです。検証者はノードを運営してコンセンサスに参加し、証明者はZK証明の生成を担当します。1人の誠実な証明者がいれば、イーサリアムは安全に運営できます。

来年初めまでに、証明者に必要なGPUは約16枚に減少し、総コストは1万ドルから3万ドルの範囲に抑えられると予想されています。将来的には、証明者の間に競争メカニズムが形成され、マイニングに似たものになるでしょう。

ZKアーキテクチャへのメインネット切り替えに直面する課題

イーサリアムL1をZKアーキテクチャに切り替えることは、PoWからPoSへの移行に続くもう一つの重大な技術的課題であり、プロトコルレイヤーの再構築と様々なセキュリティリスクの考慮が必要です。

潜在的なリスクには、悪意のある攻撃者が"プルーフ・オブ・ステーク・キラー"を挿入し、検証メカニズムが無効になることや、ネットワークの活性度が急激に低下し持続可能性に影響を及ぼすことが含まれます。全体の移行プロセスには数年かかる可能性があり、特にセキュリティ上の懸念に注意が必要です。

イーサリアムはまた、設計当初からZKフレンドリーな"Beam Chain"という新しい構造を構築する計画を立てています。将来的には、イーサリアム全体のデータ検証が普通のノートパソコンのCPUで実行できるようになるかもしれません。

ネイティブRollup：ZKスケーリングの究極の形態

主ネットがzkEVMを統合することで、"ネイティブロールアップ"の概念が浮上し始めました。これにより、イーサリアムL1のバリデーターがロールアップの状態遷移証明を直接検証できるようになり、主ネットが安全性を保障する真のL2が実現します。

ネイティブロールアップが実現すれば、L1とL2の取引の最終的な決済と安全性は完全に同等になり、すべてイーサリアムのバリデーターによって保証されます。これは、ネイティブロールアップに資産を預けることが、メインネットに直接預けることと同じ安全性を持つことを意味します。

ETH 2.0の同型シャーディングとは異なり、ネイティブロールアップは異種であり、ユーザーにより多様なアプリケーション体験を提供します。まだ正式にロードマップに記載されていませんが、技術の進展に伴い、そのためのインターフェースを事前に設定することが予見されるトレンドとなっています。

楽観的に見積もると、関連する提案は年末に提出され、Glamsterdamアップグレード後のフォークで上线される可能性があります。しかし、このタイムラインには依然として不確実性があり、慎重に見る必要があります。

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