究極のギャンブル:イーサリアムはEVMを捨ててRISC-Vに移行して生き残れるか?

ビタリック・ブテリンが「最終目標にはすべてをZK-Snark化することが含まれる」と言うとき、彼は単なる気軽な発言をしているわけではありません。イーサリアムは岐路に立っており、今後の決定次第でZKネイティブなインターネットの backbone になるのか、それとも次第に無関心の中に消えていくのかが決まります。もはや理論的な問題ではなく、実務的な問題です:イーサリアムはその基盤となるEthereum Virtual Machine (EVM)をRISC-Vに置き換えるべきか?

なぜEVMはイーサリアムのアキレス腱になりつつあるのか

10年以上にわたり、EVMはDeFiやNFTを駆動する革命的なエンジンでした。しかし、革命的だからといって最適であるとは限りません。ゼロ知識証明が理論的な優雅さから実用的な必須事項へと移行する中で、EVMの制約は不便から危機へと変わりつつあります。

根本的な問題は厳しいものです:現在のzkEVMの実装は、直接EVMを証明しているのではなく、EVMを実行するインタプリタを証明しており、そのインタプリタ自体がRISC-Vにコンパイルされているのです。これにより、壊滅的なパフォーマンスペナルティが生じます。ビタリックの率直な評価は、「なぜ基盤となるRISC-Vを直接公開しないのか?」というものです。このミドルウェア層を排除すれば、実行効率は最大100倍向上する可能性があります。これがなければ、ブロックの実行だけで証明時間の80-90%を消費してしまい、他の最適化を施したとしても変わりません。

この膨張はパフォーマンスだけにとどまりません。EVMの暗号的非効率性を補うために、イーサリアムは事前にコンパイルされたコントラクトを大量に追加しました—これらはプロトコル自体に埋め込まれたハードコードされた関数です。ビタリックはこれを「壊滅的」と表現しています:「彼らはイーサリアムの信頼できるコードベースを大きく膨らませました…これにより、合意の失敗にほぼ至る深刻な問題が生じました。」単一のプリコンパイル(modexp)のラッパーコードは、RISC-Vのインタプリタ全体よりも複雑です。

256ビットアーキテクチャはさらに追い打ちをかけます。この設計は2015年の暗号演算には理にかなっていましたが、今日のスマートコントラクトは一般的に32または64ビットの整数を使用します。これらに対して、256ビットスタックはリソースを無駄にし、ZKシステムにおいては2倍から4倍の複雑さをもたらします。

RISC-V:誰も予想しなかったミニマリストの答え

RISC-Vはイーサリアムの発明ではなく、より広範なコンピューティング界が採用したオープンスタンダードです。これは、多くの人が思っている以上に重要です。

命令セットにはおよそ47のコア操作が含まれています。ミニマリズムは制限ではなく、むしろ目的そのものです。より小さな信頼できるコードベースは、監査や形式的検証、数学的証明が容易です。これは、100億ドル超のプロトコルのセキュリティにとって極めて重要です。

エコシステムの利点は計り知れません。RISC-Vを採用することで、イーサリアムは数十年にわたるコンピュータサイエンスの進歩を継承します。LLVMコンパイラインフラにより、開発者はRust、C++、Go、Python、そしてほぼすべての主流言語を自動的に使用できます。ソフトウェアの世界をゼロから再構築する必要はありません。

Ethproofsのデータは、市場のコンセンサスを示しています:イーサリアムのブロックを証明できるzkVMのうち、9つがRISC-Vを選択しています。これはイデオロギー的なものではなく、実用的な収束です。Succinct LabsのようなプロジェクトはすでにSP1を通じてこのアーキテクチャを検証しており、RISC-Vが証明生成において優れていることを示しています。

正式仕様の観点からも決定的です。RISC-VはSAILという機械可読の仕様を使用しており、イーサリアムのYellow Paperは曖昧な部分が残っています。イーサリアム財団のアレックス・ヒックスは、「zkVM回路は公式のRISC-V仕様に対して検証可能です」と述べており、これによりセキュリティは実装依存から数学的に証明可能なものへと変わります。

三段階のエクソダス計画

イーサリアムはスイッチを切り替えるわけではありません。移行戦略は、10兆ドル超のロックされた価値を管理する上で得た教訓を反映しています。

フェーズ1:RISC-Vをプリコンパイルの置き換えとして採用
新たなEVMプリコンパイルを追加する(遅くて対立を招くハードフォークを必要とする)のではなく、ホワイトリスト化されたRISC-Vプログラムを導入します。これにより、メインネット上で低リスクの条件下で新システムをテストしつつ、プリコンパイルの罠をネイティブな実行層に置き換えます。

フェーズ2:共存の時代
スマートコントラクトはEVMまたはRISC-Vのバイトコードとしてタグ付け可能になります。革新的な点は、システムコール(ECALL)を通じてシームレスな相互運用性を実現することです。コントラクトは異なる実行環境間で呼び出し合うことができ、エコシステムの移行を促進しつつ後方互換性を保証します。

フェーズ3:EVMはシミュレートされたコントラクト
最終段階では、EVMはネイティブRISC-V上で動作する正式に検証されたスマートコントラクトとして扱われます。レガシーアプリケーションは無期限に動作し続け、クライアント開発者は単一の実行エンジンを維持し、プロトコルの複雑さは劇的に低下します。

レイヤー2全体に及ぶ地殻変動

この変革は、Layer-2の風景を予測可能な方法で分裂させるでしょう。

ArbitrumやOptimismのようなオプティミスティックロールアップは、存在の危機に直面しています。彼らのセキュリティモデルは、L1上での争議取引の再実行に依存しています。もしL1がEVMを実行しなくなったら、彼らの詐欺証明メカニズムは崩壊します。これらのプロジェクトは、巨大なエンジニアリングの再構築を行うか、イーサリアムのセキュリティモデルから離れるかの二択に直面します。どちらも魅力的ではありません。

一方、ZKロールアップは事実上の勝者です。すでに内部でRISC-Vを標準化しています。L1が「同じ言語を話す」ことは、Justin Drakeが「ネイティブロールアップ」と呼ぶものを解き放ちます—L2はL1の実行環境の特殊なインスタンスとなり、内蔵されたVMを用いて決済を行います。

この連鎖的な恩恵は計り知れません:

  • スタックの簡素化:内部のRISC-Vと外部のEVM間の複雑なブリッジングは不要
  • ツールの再利用:コンパイラやデバッガ、形式検証ツールはL1用に開発されたものが直接L2に移行
  • 経済的整合性:ガス料金は実際のRISC-V検証コストを反映し、スタック全体に合理的なインセンティブを生む

ユーザーや開発者にとって、最終的な目標は革命的です:コストは約100倍(数ドルから数セントへ)に低下し、「Gigagas L1」ビジョンの約10,000 TPSを実現します。開発者はRustやGoでコントラクトを書き、標準的なLLVMツールチェーンを使用します—ビタリックはこれを「ブロックチェーンのためのNodeJS体験」と呼び、オンチェーンとオフチェーンのコードが同じ言語エコシステム内に共存します。

地雷原:誰も十分に議論していないリスク

技術的な課題は、多くの報道では過小評価されています。

ガス測定は未解決の問題です。 一般的なISAの公正な価格設定はどうすればいいのか?単純な命令カウントはDoS攻撃に脆弱です—攻撃者はキャッシュミスを誘発するプログラムを作成し、最小のガスコストでリソースを消費させることが可能です。これは理論的な問題ではなく、ネットワークの安定性と経済モデルを脅かします。

コンパイラのセキュリティは隠れた爆弾です。 イーサリアムの信頼モデルはオンチェーンのVMからオフチェーンのコンパイラ(LLVM)に移行しますが、これらは複雑で既知の脆弱性を含んでいます。攻撃者がコンパイラの欠陥を突けば、無害なソースコードを悪意のあるバイトコードに変えることが可能です。「再現性ビルド」の問題も深刻です。ビルド環境のわずかな違いが異なる出力を生み出し、透明性を損ないます。

深層防御策

対策は層状に行う必要があります:

段階的展開は絶対条件です。三段階の移行は、不可逆的なコミットメントの前に運用経験を積むためのものです。リスクの低いプリコンパイルフェーズは、コミュニティがRISC-Vの実運用での露出から学ぶ機会を提供します。

ファズテストと形式検証の併用が効果的です。Diligence SecurityのValentine’s Argusツールは、主要なzkVMに11の重大な脆弱性を発見しました—これは、設計が良くても欠陥が潜んでいることの証明です。厳格な敵対的テストは、形式検証が見逃す部分を捕らえます。

標準化は断片化を防ぐために不可欠です。単一のRISC-V構成(おそらくRV64GCとLinux互換のABI)は、ツールチェーンのサポートを最大化し、開発者の体験を簡素化します。これは官僚的な負担ではなく、アーキテクチャの規律です。

イーサリアムの証明可能な未来

EVMからRISC-Vへの移行は、イーサリアムのメインネット立ち上げ以来最も重要なアーキテクチャ的決定を意味します。これは段階的なアップグレードではなく、根本的な再構築です。

明確なトレードオフがあります:

  • ZKネイティブアーキテクチャによるパフォーマンス向上と後方互換性の要件
  • プロトコルの単純化によるセキュリティ向上とEVMネットワーク効果
  • 一般的なエコシステムの強さと、複雑なサードパーティツールチェーンからのリスク

Succinct Labsのようなチームは理論だけではなく、実際に製品を出荷しています。彼らのOP Succinctはすでにそのコンセプトの有効性を証明しており、オプティミスティックロールアップにZK機能をもたらし、確定性を7日から1時間に短縮しています。これは未来の技術ではなく、今日運用中のものです。

Ethproofsのデータ、SP1のオープンソース実装、そして業界のRISC-Vへの収束は、これは単なる憶測ではないことを示しています。イーサリアムは、ハッシュや署名に次ぐ信頼の三本柱の一つとして、SNARKをインターネットの信頼性層の基盤に再構築しつつあります。

段階的な移行や加速されたスケジュールを通じて、この再構築はイーサリアムの次の10年を決定づけるでしょう。EVMはWeb3を築き、RISC-Vはその下に証明インフラを築くのです。

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