リーンイーサリアム：イーサリアムの次の10年を展望する
イーサリアムのリーンアプローチは、量子耐性を実現するために重要なチェーンコンポーネントを徹底的に改造することで、最小限の変更で既存の機能を保持しようとするSuiの「ファット」アプローチと対比されます。著者：SiwonHuh
重要なポイント
7月31日、イーサリアム財団の研究者ジャスティン・ドレイク（Justin Drake）が「リーンイーサリアム」ロードマップを発表し、イーサリアムの今後10年間の発展方向を計画しました。
このロードマップには、すべての暗号原語をハッシュベースのメカニズムに移行して量子耐性を実現するという過激な計画や、コンセンサス層、データ層、実行層を根本的に再設計して非常に高いスケーラビリティを実現することが含まれています。
イーサリアムのリーンアプローチは、量子耐性を実現するために重要なチェーンコンポーネントを徹底的に改造することによって、最小限の変更で既存の機能を保持しようとするSuiの「ファット」アプローチと対比されます。
1. 「リーンイーサリアム」の発表
7月31日、イーサリアム10周年を迎え、イーサリアム財団の研究者ジャスティン・ドレイクが「リーンイーサリアム」と名付けられたロードマップを共有し、イーサリアムの次の10年間の発展に備えました。このロードマップはブログ記事の形式で発表され、各分野には2-3文の簡潔な説明があるだけですが、各要素には多くの凝縮された詳細が含まれています。本記事では、ロードマップの各部分を詳しく探り、イーサリアムネットワークがこのロードマップを通じてどのように変革を実現するかを考察します。
1.1 量子暗号耐性の強化
ロードマップで最初に言及されているように、私はイーサリアムの最大の価値は「創世ブロック以来決して停止しなかったチェーン」としての安定性にあると考えています。これにより、これまでで最大の機関資本の流入が可能になりました。この成果は、イーサリアムが過去10年間にわたりネットワークの分散化とノードの軽量化を優先してきた戦略によるものであり、この価値はイーサリアムが最近発表した「1兆ドルの安全性」目標を実現するために保持されなければなりません。
このビジョンの背後には、量子コンピュータ時代の到来があります。量子コンピュータ技術は急速に進展しており、例えば、Googleのウィロー量子コンピュータは105量子ビットを実現し、NISTは2030年までに既存の暗号アルゴリズムを段階的に廃止し、2035年までに量子耐性基準に完全に移行することを提案しています。イーサリアムが現在使用している楕円曲線暗号に基づくECDSAおよびBLS署名は、量子コンピュータのショアアルゴリズム攻撃に対して脆弱であり、十分に強力な量子コンピュータは現在の暗号システムを無効にする可能性があることは周知の事実です。Web3エコシステム全体がこの問題について何年も議論しており、ヴィタリック（Vitalik）はイーサリアム研究フォーラムで、量子耐性暗号アルゴリズムへのアップグレード前に量子コンピュータ攻撃が発生した場合にハードフォークを通じて実施できる対策について詳しく説明しました。
しかし、明らかにイーサリアムは最終的に量子耐性暗号アルゴリズムにアップグレードする必要があります。ヴィタリックは2023年に、これはイーサリアムの長期ロードマップの最終段階「スプルージュ」期間中に行われると述べました。どの暗号技術が使用されるか、どのような変更が行われるかについての具体的な説明はありませんでしたが、ドレイクのロードマップは、すべての暗号原語をハッシュベースのシステムに移行するという過激なアプローチを明確に示しました。
ハッシュベースの暗号学の量子耐性について：顕著な量子計算手法はRSAや楕円曲線などの公開鍵暗号を効果的に破ることができますが、ハッシュ関数を破る効率は相対的に低いです。量子計算はブルートフォース攻撃の速度を加速することができますが、ハッシュの長さを増やすことで安全性を強化することでこの問題に十分対処できます。ハッシュベースの署名スキーム（例えばSPHINCS+、Lamport）は量子耐性があることが知られています。ハッシュベースの暗号学は量子耐性を提供するだけでなく、暗号学の最も単純な形式の利点を持ち、コンセンサス層、データ層、実行層を再構築することを可能にします。
1.2 徹底的なチェーン再設計による極めて高いスケーラビリティの実現
ロードマップの第二の柱は極めて高いスケーラビリティです。ドレイクは、イーサリアムネットワークが毎秒1兆ガス、第二層（Layer 2）が毎秒1太兆ガスを処理するという壮大な目標を提案しました。取引処理能力で計算すると、これはイーサリアムが毎秒約10,000件の取引を処理し、第二層が約100万件の取引を処理することに相当します------イーサリアムの現在の約30 TPSの性能と比較すると、想像を絶する性能向上です。ドレイクのロードマップは、イーサリアムの三大コア層------実行層、コンセンサス層、データ層------を再設計することで過激な性能改善を実現することを目指しています。
1.2.1 コンセンサス層：ビームチェーンの実装
コンセンサス層に関しては、ドレイクが昨年のDevcon会議で提案したビームチェーンを実装することが目標です。ドレイクは、ビーコーンチェーンの設計が性能よりも安全性を優先しているため、性能関連の更新にボトルネックを引き起こしていると指摘しました。彼は、ビーコーンチェーンの設計上の欠陥を完全に解決するために、コンセンサス層を徹底的に再設計する必要があると考えています。さらに、彼は、ブロック生成と最終確定速度を少なくとも3倍に向上させるために、急速に発展しているSNARK証明とzkVMの積極的な採用を呼びかけました。
ビームチェーンのロードマップは複数の問題に言及していますが、主な目標は、既存のGasperコンセンサスメカニズムで使用されている複数の委員会を1つの大規模な委員会に統合し、最終確定時間を12秒に短縮し、ブロック生成時間を4秒に減少させることです。これは、極めて軽量な状態検証を必要とし、SNARK証明とzkVMがここで役立ちます。状態管理と署名メカニズムは大きな変化が予想され、SNARKベースのシステムへの移行が行われるでしょう。
ドレイクはビームチェーンのロードマップを発表する際、これは彼の個人的な研究者としての提案であると強調しましたが、リーンイーサリアムのロードマップの発表はビームチェーンの実装が正式に開始されることを示しています。
1.2.2 実行層：RISC-Vの導入
実行層も重大な変化が予想されています。ドレイクは、SNARKに優しい命令セットを採用し、既存のスマートコントラクトとの互換性を維持しながらEVMを徹底的に再設計するロードマップを提案しました。彼は、RISC-Vを潜在的な代替実行環境として挙げ、ヴィタリック・ブテリンが2024年以降に議論しているRISC-Vベースの実行環境の具体化の可能性を提案しました。
RISC-Vはオープンソースの命令セットアーキテクチャであり、EVMの256ビットスタックベースのアーキテクチャと比較して、32/64ビットのレジスタベースのアーキテクチャははるかに軽量です。各RISC-V命令は単純で予測可能な制約に変換できるため、RISC-Vに基づく実行環境を構築することでイーサリアムの実行の証明生成時間を大幅に短縮できます。すべての実行が自動的にゼロ知識証明を生成するように設計されていれば、ノードは再実行せずとも状態遷移の正確性に自信を持つことができます。この移行は既存のスマートコントラクトと完全に互換性があり、開発者は既存のツールや言語を引き続き使用できます。
1.2.3 データ層：Blob制限の克服
EIP-4844によって導入された現在のblobシステムはL2コストを大幅に削減しましたが、根本的な制限が残っています。固定の128KBのサイズは柔軟性を制限し、KZGコミットメントは量子コンピュータの攻撃に脆弱であり、現在の各ブロックの6つのblobの目標（Pectraアップグレード時）は将来の需要を満たすには不十分です。
リーンイーサリアムのロードマップは、これらの制限を複数の観点から解決します。まず、既存のKZGと比較して、前述のハッシュベースのコミットメントを通じて量子耐性を確保します。次に、可変blobサイズを許可することでコスト効率を最大化し、第二層チェーンが必要な正確なデータ量のみを保存できるようにします。最後に、データ可用性サンプリング方法を改善し、ノードが全データをダウンロードせずに可用性を検証できるようにし、blobの数を大幅に増加させる基盤を築きます。
2. 現在私たちはどの段階にいるのか？
リーンイーサリアムの発表に伴い、leanroadmap.orgウェブサイトも立ち上がり、ユーザーはリーンイーサリアムのロードマップの実施状況をリアルタイムで追跡できるようになりました。このウェブサイトによれば、イーサリアムコミュニティにアップグレードの必要性を広める段階がまもなく終了し、2026年初頭までにタスクの優先順位の決定と実施の準備が整う見込みです。ジャスティン・ドレイクはビームチェーンのロードマップを発表する際、実施には最大5年かかると見積もっており、リーンイーサリアムの実施は2029年初頭にテストを完了することを目指しているようです。ビームチェーンがコンセンサスの変更のみをカバーしていることを考えると、コンセンサス、実行、データのすべてのコンポーネントを更新する新しいロードマップは非常に迅速に進展することが予想されます。このウェブサイトは、上記のグラフを追跡するだけでなく、すべての更新に必要なコンポーネントの詳細な実施進捗を追跡し、イーサリアムコミュニティ全体、特に開発者に可視性を提供し、リーンイーサリアムが単なる壮大な目標ではなく、数年内に現実となる未来であることを宣言しています。
3. リーンイーサリアム vs. Pat Sui：量子計算時代の異なるアプローチ
リーンイーサリアムのロードマップは、イーサリアムがSolanaやSuiなどの高性能次世代ブロックチェーンに対抗するものと見ることができます。これらのチェーンは最初から高いスループットを目指して設計されていますが、イーサリアムは先駆者として技術的負債と分散化および安全性の核心的価値を維持する必要から、過激な性能改善において困難に直面しています。このロードマップは、イーサリアムがスループット競争に参加することの重要性だけでなく、性能と安全性を向上させるためにチェーンを全面的に再編成することによって、イーサリアムの伝統的な立場から大きく逸脱していることを示しています。
私が最も感銘を受けたのは、新機能を追加するのではなく、チェーンを圧縮（スリム化）することを選択した点です。通常、古いシステムは既存の構造に新機能を追加することで進化しますが、このロードマップはその逆のアプローチを取っています------すべてを再考し、簡素化することです。これは技術的負債を清算し、新たな飛躍の準備をする大胆な選択です。
対照的に、Suiが昨年4月に発表したポスト量子戦略は、後発者が採用できる「Patプロトコル」哲学の本質を示しています。Suiは、署名スキーム、ハッシュ関数、zkLoginなどの広範な分野で量子耐性暗号学を導入する計画であり、各ユースケースの性能要件に応じて異なる暗号メカニズムを採用し、既存の実装に即座に対応するために慎重な更新を計画しています。さらに、Suiは28日に内部研究開発による量子耐性暗号メカニズムを発表し、EdDSAベースのチェーン（Sui、Solana、Cosmosなど）に対する後方互換性を提供する最初の量子耐性パスとして注目を集めました。Suiは、ユーザーがウォレットアドレスやキーを変更することなく量子耐性を得られるようにアップグレードを行う予定です。
既存の実装を保持しつつ量子耐性暗号学を導入することは、検証時間やサイズの大幅な増加などの性能低下を引き起こすと予想されますが、Suiはバルク検証最適化などの技術を通じてこの問題を緩和し、既存のユーザー体験を最大限に保持することを優先しています。これは、Suiが最初から性能と暗号互換性を非常に重視して設計されており、暗号メカニズムの置き換え時に発生する可能性のある技術的問題を最小限に抑えることができるためです。Suiが他のチェーンと比較して圧倒的な性能を持っていることは、Patプロトコル戦略を採用して量子耐性を実現できるもう一つの理由です。
イーサリアムとSuiの量子対応戦略は異なる出発点から始まりますが、興味深いことに共通の洞察を共有しています。両プロジェクトは、量子コンピュータの脅威を単なる技術的課題としてではなく、ブロックチェーンの基盤を再考する機会と見なしています。イーサリアムの過激な再設計は、10年以上運用されているシステムであっても、ゼロから再考することができることを示しており、Suiの実用的なアプローチは、革新と安定性が共存できることを証明しています。
10年後、これら2つの量子計算時代へのアプローチは、ブロックチェーンエコシステムの成熟を最終的に示すことになります。目標はもはや「高速チェーン」や「安全なチェーン」を作成することだけではありません；各プロジェクトはそれぞれの哲学とビジョンを持って未来に備えています。この多様性は、全体のエコシステムの弾力性を高め、予測不可能な未来に備えるための最良の準備となります。イーサリアムの道であれ、Suiの道であれ、私はそれらが私たちをより良いWeb3の未来へ導いてくれることを期待しています。
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