なぜEthereumにZK-VMが必要なのか：スケーリングの究極の道

イーサリアムのスケーリングに関する多くのアプローチの中で、ZKは最も複雑であり、かつ最も重要な方向性です。

ネットワーク全体を見渡すと、V神およびEthereum FoundationがZKに最も多く賭けていることが分かります。ZKはイーサリアム家の末っ子のような存在で、最も多くの労力が注がれていますが、将来は最も不透明です。

数日前、Ethereum FoundationはKohakuロードマップを発表しました。これはプライバシーウォレットの基礎コンポーネントの計画です。このロードマップは再び、多くのコア機能がZK-EVMまたはZK-VMの実装に依存することを強調しています。

では、なぜイーサリアムはこれほどまでにZK-VMを切望しているのでしょうか？

答えはとてもシンプルです：セキュリティを犠牲にすることなく、パフォーマンスを向上させるためです。

パフォーマンス向上のボトルネック：全員検証とGAS上限

以前にも述べたように、イーサリアムのパフォーマンスを最も即効性のある方法で向上させるには、GAS上限を引き上げること、つまりブロックを大きくすることです。

しかし問題は、GAS上限を引き上げることにはコストが伴うという点です。ブロックが大きくなりすぎると、ノードにとって大きな負担となります。

現在、イーサリアムは「全員全検証」という検証モデルを採用しており、すべてのノードが各ブロックを完全に検証する必要があります。この仕組みはシンプルで安全ですが、非常に冗長です。

もしGAS上限が大幅に引き上げられれば、各ノードの計算量も同時に急増します。

イーサリアムのブロック間隔はわずか12秒であり、その中にはブロック伝播やMEVソーティングのための時間も確保する必要があるため、バリデーターが実際に検証に使える時間は約4〜8秒しかなく、より大きな負荷を処理する余裕はほとんどありません。

ZK化後のイーサリアム：「全員全検証」から「全員一検証」へ

イーサリアムL1を全面的にZK化すれば、検証モデルは「全員全検証」から「全員一検証」へと変わります。このモデルでは、ブロックが組み立てられた後、まずZK証明が生成されます。

ZKの特徴は、証明の生成は遅いが、検証は非常に速いことです。そのため、ノードは証明が正しいかどうかを一度だけ検証すればよく、ブロック内のすべてのトランザクションを繰り返し実行する必要はありません。

これは、ノードの負担を大幅に増やすことなく、イーサリアムがGAS上限を大きく引き上げられることを意味します。

分かりやすい例えとしては：以前はDingTalkで休暇申請（トランザクション送信）をすると、すべての上司（ノード）が一人ずつあなたの有給残高を確認（全員全検証）し、全員が承認して初めて申請が通りました。

しかしZK化後は、システムがまずあなたに有給があることを確認し、すべての上司に証明（ZK）を一括で提示します。このとき、上司たちはシステムを信頼して迅速に承認できます（全員一検証）。

ZK化後も、あなたは休暇申請（トランザクション送信）を行い、システムが有給残高を確認して各上司に「この人には有給がある」と伝え、上司たちはシステムが間違わないと完全に信じて（ZK）、承認がはるかに速くなります（全員一検証）。

これがイーサリアムがZK化を目指す理由です。

暗号学の課題と事例

もちろん、これを実現するには膨大なエンジニアリング作業と非常に高い暗号学的難易度が伴うため、イーサリアムは専門チームと協力する必要があります。

Ethereum FoundationのリサーチャーであるJustinが言及したBrevisプロトコルは、この分野で現在リードしている事例の一つです。

BrevisはZK-VMに特化しており、最新のPico Prism技術は、現時点で与えられた条件下で最速のZK証明生成ソリューションの一つです。

テストデータによると、現在のイーサリアム45M GASのブロックサイズで、Brevisは64枚のRTX 5090 GPUを使用し、12秒以内に99.6%のブロック証明を完了でき、そのうち96.8%のブロックは10秒以内に証明生成が完了します。

分散化を維持するために、イーサリアムはZK証明デバイスのコストが10万ドルを超えてはならないと定めています。

より高性能なGPU（H200やB200など）を使えば証明生成はさらに速くなりますが、それでは参加のハードルが大幅に上がります。Brevisの現在の設計はちょうどこの制限内に収まっています。

なぜ「10秒カバレッジ」が重要なのか？それは、MEVブロックは通常1〜3秒で生成され、10秒の証明時間を加えると、ちょうど12秒のブロック間隔が埋まるからです。

まとめ：イーサリアムZK化の道筋

イーサリアムがL1のパフォーマンス向上を加速させたいなら、GAS上限を引き上げる必要があります；

GAS上限を安全に引き上げるには、ZK化を推進する必要があります；

エレガントにZK化を実現する（10秒以内の証明生成、10万ドル以下のハードウェアコスト）には、暗号学界と暗号エコシステムの共同努力が必要です。

ZKはイーサリアムのスケーリングロードマップの中で最も複雑でありながら、最も確実性の高い方向性です。

それは単にパフォーマンスだけでなく、イーサリアムがセキュリティと分散化の間でバランスを追求する究極のソリューションでもあります。