なぜイーサリアムはZK-VMを必要とするのか：スケーリングの究極の道筋

著者：Ebunker

イーサリアムのスケーリングに関する多くのアイデアの中で、ZKは最も複雑で重要な方向性です。

全体を見渡すと、V神とイーサリアム財団がZKに最も多くの賭けをしています。ZKはイーサリアムの家で最も小さな息子のようで、最も多くの心血を注がれていますが、未来は最も不透明です。

数日前、イーサリアム財団は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本コンポーネントの計画です。ロードマップは再度、いくつかのコア機能が依然としてZK-EVMまたはZK-VMの実現に依存することを強調しています。

では、イーサリアムはなぜこれほどZK-VMを切実に必要としているのでしょうか？

答えは簡単です：性能向上のためであり、安全性を犠牲にすることではありません。

性能向上のボトルネック：全員検証とGAS上限

以前に述べたように、イーサリアムの性能を向上させる最も即効性のある手段はGAS上限を引き上げることです。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はコストがかかるということです。過大なブロックはノードにとって重い負担となります。

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います。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。このメカニズムはシンプルで安全ですが、冗長性が非常に高いです。

もしGAS上限が大幅に引き上げられれば、各ノードの計算量は一斉に急増します。

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の伝播やMEVのソートに必要な時間も含まれています。検証者が実際に検証に使える時間は約4～8秒しかなく、ほとんど余裕がありません。

ZK化されたイーサリアム：全員全検証から全員一検証へ

もしイーサリアムL1が全面的にZK化されれば、検証モデルは「全員全検証」から「全員一検証」に変わります。このモデルでは、ブロックが組み立てられた後、最初に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。したがって、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取引を繰り返し実行する必要はありません。

これは、イーサリアムがノードの負担を大幅に増やすことなく、GAS上限を大幅に引き上げることができることを意味します。

分かりやすい比喩としては、以前はあなたがDingTalkで休暇申請プロセス（取引）を提出する際、すべてのリーダー（ノード）があなたに休暇残高があるかどうかを一人ずつ確認する必要があり（全員全検証）、全員が承認した後にプロセスが通過しました。

しかしZK化後、システムはあなたが確かに休暇を持っていることを最初に確認し、その後すべてのリーダーに証明（ZK）を一括で発行します。この時、リーダーはシステムを信頼し、迅速に承認するだけで済みます（全員一検証）。

ZK化後、あなたは依然として休暇申請プロセス（取引）を行いますが、システムはあなたに残りの休暇があることを発見し、各リーダーに「この人は休暇があります」と直接伝えます。そしてリーダーはシステムが間違っていないことを完全に信じ（ZK）、リーダーの承認はずっと早くなります（全員一検証）。

これがイーサリアムがZK化を進める理由です。

暗号学の課題と事例

もちろん、これを実現するための工数は非常に大きく、暗号学の難易度も非常に高いため、イーサリアムは専門チームと協力する必要があります。

イーサリアム財団の研究者Justinが言及したBrevisプロトコルは、現在この分野で先進的な事例の一つです。

BrevisはZK-VMに特化しており、その最新のPico Prism技術は、特定の条件下でZK証明を生成する最も速い方法の一つです。

テストデータによると、現在のイーサリアムの45M GASのブロック規模の下で、Brevisは64枚のRTX 5090 GPUを使用して、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秒以内に証明生成を完了できます。

去中心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要求しています。

より高性能なGPU（H200やB200など）は証明をより早く生成できますが、それは参入障壁を大幅に引き上げることになります。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秒のカバレッジ」が重要なのか？それは、MEVブロックが通常1～3秒で生成され、10秒の証明時間がちょうど12秒のブロック間隔を満たすからです。

まとめ：イーサリアムZK化の道筋

イーサリアムがL1の性能向上を加速させるためには、GAS上限を引き上げる必要があります；

安全にGAS上限を引き上げるためには、ZK化を進める必要があります；

そして優雅にZK化を実現するためには（10秒以内に証明を生成し、10万ドル以下のハードウェアコスト）、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ルートの中で最も複雑でありながらも最も確実な方向性です。

それは性能だけでなく、イーサリアムが安全性と去中心化の間でバランスを求める究極の解決策でもあります。