イーサリアムのスケーリング新時代：万級 TPSに向けて

イーサリアムは毎秒 1 万件の取引処理を目指しており、ゼロ知識証明（ZK）技術がこのスケーリングプランの核心的な推進力となっています。この記事では、ZK 技術、zkEVM ロードマップ、およびイーサリアム L1 スケーリングプランについて詳しく探討します。

イーサリアムのスケーリングの新しい方向

イーサリアム創世ブロックがまもなく10周年を迎えるにあたり、そのスケーラビリティのロードマップは新しい方向性とビジョンを探求しています。L2スケーリングに関する数年の探求の後、イーサリアムL1は高度な分散化を維持しながら大規模なスケーリングを実現する実行可能な道を見つけました。

今後数年で、イーサリアムのガス上限とTPSは毎年数倍に向上する見込みです。バリデーターは各取引を繰り返し実行する必要がなくなり、ゼロ知識証明を通じて取引の正確性を確認することで、基盤ネットワークのTPSを毎秒数万件に向上させることができます。

同時に、L2も同期拡張され、毎秒数十万、さらには数百万件の取引処理能力を実現します。「ネイティブロールアップ」と呼ばれる新しいタイプのL2は、プログラム可能なシャーディングのように機能し、L1と同じセキュリティを提供します。

イーサリアム財団の核心研究員ジャスティン・ドレイクは言った："私たちはイーサリアムのスケーラビリティの重要な転換点にいます。私は、私たちがL1のGigaGas時代に突入することを確信しています——約1万TPSであり、この時代の幕開けを決定づけるのはzkEVMとリアルタイム証明です。"

Drake の長期目標は、10 年以内にイーサリアムエコシステムが 1000 万 TPS を実現することです。これは未来が「ネットワークの中のネットワーク」アーキテクチャになることを意味します：異なる L2 がそれぞれ異なるシナリオを担当し、グローバルな需要に応えるために全体のエコシステムを共同で拡張します。

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イーサリアム L1 拡張の挑戦

イーサリアムは、去中心化に対してほぼ執着とも言えるこだわりを持ち続けています。他のブロックチェーンがすでにより強力なハードウェアや計算能力を使用してスループットを向上させることに挑戦している一方で、イーサリアムは低い参入障壁の設計を貫いており、ラズベリーパイでも動作することができます。この設計により、15,000以上の公開ノードと数百万のバリデーターがネットワークに参加し、取引の審査がほぼ不可能になり、ネットワークの攻撃への耐性が強化されました。

しかし、この高度な分散化の代償は速度が非常に遅いことであり、現在の TPS は毎秒 18-20 トランザクションに過ぎず、他のブロックチェーンに比べて遥かに低いです。分散化を維持しつつ、メインネットのスケーラビリティの限界があるため、イーサリアムは 2020 年に L2 階層スケーリングの道を歩まざるを得ませんでした。

ZK技術：ブロックチェーンの不可能な三角形を突破する

ゼロ知識証明技術は「ブロックチェーンの不可能三角」を突破するための鍵と見なされています。これは、取引の詳細を漏らすことなく、大量の複雑な取引が正しく実行されたことを数学的に証明することができます。ZK証明を生成するプロセスは複雑ですが、証明が正しいかどうかを検証するのは速くて軽量です。

未来、イーサリアムの検証者は、全ての取引を逐一再計算することなく、極小のZK証明の数学的結果を確認するだけで済む。この方法は、検証の計算量を大幅に削減し、7ドルのRaspberry Pi Picoでも検証作業を行うことができる。

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zkEVM：万のTPSへのロードマップ

イーサリアム財団は最近、今後1年以内にL1メインネットがゼロ知識証明駆動のイーサリアム仮想マシン（zkEVM）を統合する可能性があると明らかにしました。多くのZK技術の実用化探求はL2ネットワークで始まっており、Lineaのような100% EVM互換のZKロールアップパブリックチェーンがあります。

Lineaの責任者であるDeclan Foxは、ZK技術がブロックチェーンの不可能な三角形に対する答えを提供することを説明しました："ZKの魔法は、L1のGas上限を大幅に引き上げることができることであり、計算量の拡張が検証をより複雑にすることはないのです。"

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プログレッシブアップグレードロードマップ

イーサリアムの zkEVM 統合は段階的なプロセスになります。今後、ZK 検証をサポートする改造版クライアントが2〜3つリリースされ、検証者はゼロ知識証明をチェックすることで検証を完了することを選択できます。最初は、ごく少数の検証者が新しい検証モードに切り替え、初期の段階で潜在的な問題を特定して修正することになります。

ユーザーは主に L1 のガス上限が段階的に引き上げられることを感じるでしょう。つまり、ネットワークの経済活動能力が強化されるということです。最近、L1 のガス上限は 22% 引き上げられ、4500 万に達しました。研究者は、毎年自動で三回ガス上限を引き上げる提案をしています。この計画に従えば、4年後のイーサリアムのメインネットでは約 2000 TPS を実現できるでしょう。

ジャスティン・ドレイクは、このリズムを2年延長し、2031年には1ギガガスのスループットに達し、約1万TPSを実現することを提案しました。この壮大な目標の実現は、イーサリアムが全く新しいスケーリング時代に入ることを示します。

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