L1 zkEVM:イーサリアムZKの終盤戦の第一歩

イーサリアム技術の進展に密接にフォローしている人々にとって、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ブログ記事《L1 zkEVM #1：リアルタイム証明》は重要な意味を持っています。これはまだ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、正式にEIP（イーサリアム改善提案）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として確定した計画になるには長い道のりがありますが、それが発信する信号は軽視できません。

この記事は、イーサリアムの未来の核心的な発展のブループリントを明確に示しています：ゼロ知識証明（Zero-Knowledge Proof, ZKP）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でカバーすることです。この技術ロードマップに従って、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。こうすることで、ノードは取引を実行し、スマートコントラクトを運営する過程で、対応するゼロ知識証明を同期して生成でき、検証ノードに今回の実行の正確性を確認するための根拠を提供します。

これは単なる技術の反復ではなく、「The Merge」に匹敵する構造的革命です。これは、イーサリアムがスケーラビリティ、安全性、経済モデルにおいて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。では、イーサリアムはなぜこのタイミングでZKに「全面的に賭ける」ことを選んだのか？この戦略的転換の背後にはどのような深い論理があるのか？それはどのように私たちが知っているL1や全体のL2エコシステムを再構築するのか？

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度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、この変化に明確な技術的道筋を示しています。

• 現在のモデル：再実行（Re-execution） 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ノードは独立に、完全にそのブロック内の各取引を再実行し、最終的な状態ルートが提案者が主張したものと一致しているかを計算および検証しなければなりません。このプロセスはリソースを集中的に消費し、イーサリアムL1のスループットを制限する主要なボトルネックです。
• 未来のモデル：証明検証（Proof Verification） 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、単にこの暗号学的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、証明を検証するのに必要な時間は、その証明がカバーする取引の数とはほぼ無関係です。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収容することができます。Vitalik Buterinは、L1のGas上限はこれにより10倍増加する可能性があり、さらにはより長期的には100倍に達する可能性があると述べています。これにより、分散化を維持しながらL1のスケーリングを実現することができます。

つまり、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、ネイティブなZK-Rollupに似ており、イーサリアムL1自体が「世界最大のZKアプリケーション」と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の実装に対して非常に厳しい技術基準を設定しており、遅延を低減し、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を保証する必要があります。

多証明安全モデル

未知の脆弱性が単一のzkEVM実装に存在する可能性を防ぐために、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（Scroll、Polygon、Kakarotなど）からの複数のzkEVMが複数の証明を生成することを要求します。検証者のクライアントは、これらの異なる出所の証明をダウンロードし、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にのみ、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」の理念が証明層において拡張され、昇華したものであり、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」しなければならないのか？ 🎯

イーサリアムはゼロ知識証明技術を全面的に採用し、その経済モデル、競争環境、将来の市場需要に対する深い思考に基づいて策定された重大な戦略的転換です。

• 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削減されましたが、予期しない副作用ももたらしました。それは、Layer 1の価値捕捉能力が深刻に弱まったことです。L1の取引手数料収入とETHの焼却量の急激な減少は、ETHのデフレ期待に直接的な影響を与え、通貨の価格が低迷し、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で、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の遅延が著しく減少し、スループットが向上します。このようにして、イーサリアムは安全性と即時の最終性に対して非常に高い要求を持つ高価値な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することができます。
• 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のTPSにおける強力なパフォーマンスに直面して、イーサリアムは独自の競争ルートを選択しました。競合他社が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、バリデーションノードの数を減少させる）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、その百万レベルのバリデーターネットワークというコアアドバンテージを保持しながら、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」に転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、イーサリアムの去中心化とセキュリティの堀を強化しつつ、パフォーマンスを向上させ、安全性と高性能を両立させることを目指しています。
• 最後に、これはRWAと機関金融の波に備える先見の明のあるレイアウトです。 RWAのトークン化は、ブロックチェーンの次の兆候のあるトリリオンドル市場の機会と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巨頭の参入に伴い、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、コンプライアンスの面で前例のない厳しい要求が提出されました。SolanaやSuiなどのL1は優れた性能を持っていますが、検証ノードが相対的に少なく、中央集権的な程度が高く、加えて過去にダウンタイムの黒歴史があるため、安全性と安定性の面で高価値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やMegaETHなど）は性能が良好で、L1への状態の書き戻しにより良好な安全性を持っていますが、7日間のチャレンジ期間は高価値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なレベルの最終性と、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（たとえば、特定のアドレスがKYCを通過したことを証明するなど）は、機関金融のコアニーズに完璧に適合しています。もしzkEVMアップグレードが願い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層になるでしょう。

🛠️ ### 3つ目は、ZKの終盤戦が進行中🛠️です

イーサリアムのZKエンドゲーム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は：

• 2025年4月、ヴィタリック・ブテリンは、ZKにより友好的なRISC-V命令セットアーキテクチャを既存のEVMに代わるものとして提案しました。支持者は、EVMがZK回路を生成する際の非効率な性能に比べ、RISC-Vのよりシンプルなアーキテクチャが指数的な証明効率の向上をもたらすと考えています。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、イーサリアムがL1スケーリングにおいて「全面的にZKに賭ける」と明言しました（Ethereum is going all in on ZK）。この発言は、コア開発チームの揺るぎない決意を確認するものでした。

イーサリアムのZK終局も**決して「机上の空論」**ではない。現在、Optimistic Rollupは各種重要指標においてZK Rollupにまだリードしているが、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が深刻な遅れを取った三つの根本的な原因：

• 最初は技術的複雑性とパフォーマンスのボトルネック：従来の汎用EVM計算によるZK証明の生成は、極めて困難で遅く、高価であると考えられており、計算上も実行不可能とされていた。
• 次に開発者体験のギャップ：ORUは最初から高いEVM互換性を実現しており、初期のZKR（StarkNetの初期バージョンなど）はEVMと互換性がなく、開発者が全く新しいプログラミング言語を学ぶ必要があり、非常に高い参入障壁を形成しています。
• 最後は流動性の断片化とネットワーク効果：ORUは先発優位性を活用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ました。

しかし、これらの歴史的障害は一つ一つ克服されています。

• 証明速度の面では、PLONKやSTARKsなどの新世代証明アルゴリズムの進歩、そして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のおかげで、ZK証明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秒で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の進化プロセスを経てきました。現在、Scroll、Taiko、Polygon zkEVMなどのプロジェクトは、ほぼ完璧なEVM互換性（Type 2またはType 1基準達成）を実現しており、開発者体験におけるORUとのギャップを根本的に解消しています。そして、L1のZK化された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技術の進展を妨げていた核心的な障害—性能と互換性—が急速に克服されています。技術は大規模な実戦応用の準備が整っていますが、以前のZK技術の"遅くて、高くて、難しい"という固定観念が人々の受け入れを一時的に妨げていました。そして、イーサリアムのコアチームの"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技術を裏付けており、ZK技術の大規模な実戦投入の号砲を鳴らしています。

🌊 四、ROLLUPエコシステムの転換 🌊

####ネイティブロールアップは、ZKロールアップのため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の競争環境を根本的に再構築し、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、開発者のレベルがまちまちであるために安全リスクも生じています。L1でzkEVMが実装されると、EXECUTEプレ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プロトコルに埋め込まれた検証ロジックを直接呼び出すことができ、自分でコントラクトを書く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：

• まずは安全性の根本的な向上です。Rollupプロジェクトチームは、EVMバリデーターの構築と維持に関する巨大な技術的課題をL1に完全にアウトソーシングし、複雑な技術的問題を一行のコード呼び出しに簡素化できます；
• 次に、真のEVM互換性と前方互換性を実現し、ネイティブRollupとL1の同期アップグレードを行い、独立したガバナンスプロセスは不要です；
• 最後にコスト効率が大幅に改善され、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、検証効率がスマートコントラクト実装よりも数桁高くなり、ZK Rollupの運用コストを大幅に削減できる可能性があります。

このNative Rollup機能は、イーサリアムL1がすべてのZK-Rollupに無料で標準化された、高度に安全で効率的な検証層を提供することに相当し、ZK-Rollupの発展を長年悩ませてきた核心的な課題、すなわち高額なチェーン上の証明検証コスト、EVM等価性を維持するための技術的挑戦、そして検証者契約の安全リスクを直接的に解決します。

OP ROLLUPの戦略的変革

対照的に、L1のZK化はOptimistic Rollupに生存レベルの挑戦をもたらします。ORUの核心的な弱点は、最大7日間の出金確認サイクルにあり、この遅延は多くの高価値アプリケーションにとって受け入れられないものです。もしL1のZK化が成功裏にスループットを向上させることができれば、資本やアプリケーションがOP Rollupエコシステムから大規模に流出する可能性があります。

しかし、現在OP Rollups（例えばBase、Arbitrum、Optimism）はTVLとユーザー活動の面で主導的な地位を占めており、この既得権益の構造はL1の全面ZK化の見通しに疑念を抱かせる。しかし、安心なことに、先進的なORUプロジェクトは対抗するのではなく、積極的に適応し、潜在的な対立を技術的な趨同に変えています。

• Optimismは明確なZK転向戦略を示しており、そのOP Stackは設計の初めからモジュール化を強調し、証明システムなどのコアコンポーネントの交換を可能にしています。Optimism財団は、RISC Zero、O(1) Labs、Succinctなどの複数のチームのZK詐欺証明の開発を支援するために資金を投入しました。例えば、RISC Zeroが発表したZethはOP Stackとの統合を実現し、OptimismエコシステムはZK技術を通じてブロック状態の検証と争議解決の能力を備えています。
• Arbitrumは、2024-2025年の公式技術ロードマップで"ZK+Optimistic混合証明"の研究開発方向を明確に提案した、より実務的なハイブリッドアプローチを採用しています。**この設計により、ZK証明が迅速に生成できる場合は、それを"即時確認チャネル"として使用し、オンチェーンの状態変更に即時の最終性を提供し、資金の引き出しとクロスチェーン通信の遅延を大幅に短縮します；ZK証明が迅速に生成できない場合、システムは自動的に従来の楽観的証明パスに戻り、争議期間と挑戦メカニズムを通じて安全性を確保します。

🌍 五、システム的影響 🌍

この変革の影響は、パフォーマンス、分散化、経済モデルにわたるシステム全体に及ぶでしょう。

• 性能ビジョン：検証コストを極めて低く抑えることで、イーサリアムはブロックのガス上限を10倍から100倍に引き上げる能力を持ち、L1＋L2の総TPSを10,000以上に達成することで、真の高性能プラットフォームとなる。

• 新しい経済分業：L1のZK化は、PBS（プロポーザー・ビルダー分離）に似た専門化分業システムを生み出す。

  • プロバー (Provers)：高コスト（上限10万ドル）、高消費電力（上限10キロワット）の専門ハードウェアを運用し、ZK証明を生成する責任があります。その高額な資本および運営コストのため、この役割は中央集権化に向かう可能性が高いです。
  • バリデーター (Validators)：その役割は大幅に簡素化され、負担が軽減されました。彼らはもはや取引のリプレイのために強力な実行クライアントを運用する必要がありません。一般的なノートパソコンや低スペックのデバイスであれば、短時間で300 KiB未満の軽量証明をダウンロードして検証するのに十分です。
  • このデザインは、計算集約型タスクを集中化しつつ、検証の広範な非中央集権を維持することによって、スケーラビリティと非中央集権の矛盾を解決します。全く新しい、オフチェーンのプロバイダー市場が登場します。プロバイダーは、取引手数料、MEVの分配、そしてトークンインセンティブを通じて報酬を得ることになります。

• ETHの価値捕捉の再構築：より強力なL1は、より多くの高価値取引を処理でき、直接取引手数料を押し上げ、その結果ETHの焼却量を増加させ、ETH価格の安定にとって重要です。

• Dankshardingとの相乗効果：L1のZK化ビジョンはDankshardingのロードマップと相互補完し、イーサリアムの「ダブルドライブ」拡張戦略を形成しています。

  • EIP-4844 とその後のフル Danksharding は、Rollups に安価で大量のデータ可用性空間 (BLOB) を提供します。
  • ZK化されたL1は、Rollup（特にZK Rollup）に対して、超高いセキュリティと超高速なファイナリティの実行および決済層を提供します。
  • 両者は技術的に高度に協調しており、イーサリアムは同時に**実行層（ZKを通じて）とデータ層（ダンクシャーディングを通じて）**でスケーリングを行い、ネットワークの効用を全面的に向上させ、ETHをネットワークのネイティブ資産としての全体的な需要を駆動します。

🏁 結語：検証可能な世界コンピュータに向けて 🏁

イーサリアムの全面ZK化への戦略転換は、その発展史上のもう一つの決定的な瞬間です。これは孤立した技術のアップグレードではなく、技術的なボトルネック、経済的な課題、そして激しい市場競争に対処するための体系的で多次元的な総合戦略です。それは、イーサリアムが世界の最終決済層としての役割を深く確認し、「不可能三角」問題に対して独自の解決策を提供し、ETHの経済モデルを最適化し、全体のL2エコシステムを成熟へと導いています。

前路は依然として挑戦に満ちていますが、方向はすでに非常に明確です。イーサリアムは「世界コンピュータ」から「検証可能な世界コンピュータ」に進化しています。暗号学の真理をその核心に深く埋め込むことで、イーサリアムは自身の未来の道を築くだけでなく、全体の分散型世界の未来に対して、より安全で信頼できる、そして拡張性のある基盤を構築しています。ZK終局は、イーサリアムがこの未来に対して最も確固たるコミットメントを示すものです。

• この記事は公開情報に基づいて分析されており、投資のアドバイスを構成するものではありません。暗号通貨投資には大きなリスクが存在するため、慎重に判断してください。自分で調査してください（DYOR）。
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• 注意が必要なのは、この記事は専門的な研究報告の「簡易版」であるということです。より深い内容を知りたい場合は、著者をフォローして、プライベートメッセージで完全な研究報告を請求してください。完全な研究報告は、より豊富で詳細な内容を含み、さらに多くの分析、図表、データ、および参考文献が含まれています。