著者: jaehaerys.ethコンパイラ: Deep Tide TechFlow概要イーサリアムは誕生以来最も重要なアーキテクチャの変革に向けて準備を進めています：EVMをRISC-Vに置き換えます。理由は簡単です——ゼロ知識（ZK）を中心とした未来において、EVMはすでにパフォーマンスのボトルネックとなっています。現在のzkEVMはインタプリタに依存しており、50〜800倍の性能低下を引き起こしています。プリコンパイルモジュールはプロトコルを複雑にし、リスクを増加させます；256ビットスタック設計は、証明を生成する際に非常に効率が悪い。RISC-V のソリューション：ミニマルデザイン（約47の基本命令）+ 成熟したLLVMエコシステム（Rust、C++、Goなどの言語をサポート）;事実上の zkVM 標準となった（90% のプロジェクトが採用）;正式なSAIL規範を備えている（あいまいな黄皮書と比較して）→ 厳格な検証を実現する；ハードウェア構成証明パス (ASIC/FPGA) は既にテストされています (SP1、Nervos、Cartesi など)。移行プロセスは3つの段階に分かれています：RISC-Vをプリコンパイルモジュールとして置き換え（低リスクテスト）;デュアルVM時代:EVMとRISC-Vは共存し、完全に相互運用可能です。RISC-V 内で EVM を再実装する（ロゼッタ戦略）。エコシステムへの影響：楽観型ロールアップ（ArbitrumやOptimismなど）は、詐欺証明メカニズムを再構築する必要があります。ゼロ知識型ロールアップ（Polygon、zkSync、Scrollなど）は大きな利点を得るでしょう → より安く、より速く、より簡単に；開発者は、L1層でRust、Go、Pythonなどの言語ライブラリを直接使用できます；ユーザーは約100倍低コストの証明を享受します → Gigagas L1への道（約10,000 TPS）。最終的に、イーサリアムは「スマートコントラクト仮想マシン」からインターネットのミニマルで検証可能な信頼レイヤーへと進化し、その究極の目標は「すべてをZK-Snark化すること」です。イーサリアムの交差点ヴィタリック・ブテリンはかつて言いました：「終点には……すべてをZK-Snark化することが含まれています。」ゼロ知識証明（ZK）の結末は避けられないものであり、その核心的な論点は非常にシンプルです：イーサリアムはゼロから始まり、ゼロ知識証明を基盤にして再構築されています。これは、プロトコルの技術的な終点を示しています——L1の再構築を通じて、コア開発チーム（例えば、Succinct）によってサポートされる高性能のzkVMによって最終形態に達成されます。このビジョンを終点として、イーサリアムは誕生以来最も重要なアーキテクチャの転換点にあります。今回の議論は段階的なアップグレードに関するものではなく、その計算コアを全面的に再構築すること、つまりイーサリアム仮想マシン（EVM）を置き換えることです。この取り組みは、より広範な「リーンイーサリアム」（Lean Ethereum）ビジョンの礎となります。リーンイーサリアム（Lean Ethereum）のビジョンは、プロトコル全体を体系的に簡素化することを目的としており、これを3つのコアモジュールに分割します：リーンコンセンサス（Lean Consensus）、リーンデータ（Lean Data）、そしてリーンエグゼキューション（Lean Execution）。その中で、リーンエグゼキューションの核心的な問題は、スマートコントラクト革命のエンジンとして、EVMがイーサリアムの将来の発展における主要なボトルネックとなっているのかということです。イーサリアム財団のジャスティン・ドレイクが言うように、イーサリアムの長期的な目標は常に「すべてをSnark化する（Snarkify everything）」ことです。これは、プロトコルの各層を強化することができる強力なツールです。しかし、長い間、この目標は「手の届かない青写真」のようなものでした。なぜなら、それを実現するにはリアルタイム証明（real-time proving）の概念が必要だったからです。そして今、リアルタイム証明が徐々に現実のものになりつつある中で、EVMの理論的非効率は解決すべき実際の問題に変わっています。この記事では、Ethereum L1をRISC-V命令セットアーキテクチャ（ISA）に移行する技術的および戦略的な議論を深く分析します。この取り組みは、前例のないスケーラビリティを解放するだけでなく、プロトコル構造を簡素化し、Ethereumを検証可能な計算の未来と一致させることが期待されています。一体何が変わったのか？「なぜ」を議論する前に、まず「何」が変化しているのかを明確にする必要があります。EVM（イーサリアム・バーチャル・マシン）は、イーサリアムのスマートコントラクトの実行環境であり、取引を処理し、ブロックチェーンの状態を更新する「世界コンピュータ」として知られています。数年間にわたり、その設計は革命的であり、分散型金融（DeFi）やNFTエコシステムの誕生の基礎を築きました。しかし、この約10年前のカスタムアーキテクチャは、今や多くの技術的負債を抱えています。対照的に、RISC-Vは製品ではなく、オープンスタンダード、すなわち無料で汎用的なプロセッサ設計の「アルファベット」です。ジェレミー・ブルーストルがEthproofs会議で強調したように、その重要な原則がこの役割に最適な選択肢となっています：ミニマリズム：RISC-Vの基本命令セットは非常にシンプルで、約40から47の命令しか含まれていません。Jeremyが言うように、これは「私たちが必要とする超シンプルな汎用機械のユースケースにほぼ完璧に適しています」。モジュール設計：より複雑な機能はオプションの拡張を通じて追加されます。この機能は重要であり、コアをシンプルに保ちながら、必要に応じて機能を拡張できることを可能にし、基本プロトコルに不必要な複雑さを強いることはありません。オープンエコシステム：RISC-V は、LLVM コンパイラを含む大規模かつ成熟したツールチェーンサポートを持ち、開発者が Rust、C++、Go などの主流プログラミング言語を使用できるようにします。ジャスティン・ドレイクが言及したように、「コンパイラに関するツールは非常に豊富であり、コンパイラの構築は極めて困難です……したがって、これらのコンパイラツールチェーンを持つ価値は非常に高いです。」RISC-V により、イーサリアムはこれらの既存のツールを無料で継承することができます。インタープリタのオーバーヘッド問題EVMの置き換えを推進する理由は、単一の欠陥ではなく、複数の根本的な制約の集まりにあります。これらの問題は、ゼロ知識証明を中心とした未来の文脈では無視できなくなっています。これらの制約には、ゼロ知識証明システム内の性能ボトルネックや、プロトコル内部に蓄積された複雑さがもたらすリスクが含まれます。インタープリターのオーバーヘッド問題この転換の最も緊急な原動力は、EVMのゼロ知識証明システムにおける固有の非効率性です。イーサリアムが徐々にZK証明を通じてL1状態を検証するモデルに移行するにつれて、証明者の性能が最大のボトルネックとなります。問題は現在のzkEVMの動作方式にあります。彼らはEVMに対して直接的にゼロ知識証明を行うのではなく、EVMのインタープリタに対して証明を行い、そのインタープリタ自体がRISC-Vにコンパイルされています。Vitalik Buterinはこの核心的な問題を率直に指摘しています：「……もし zkVM の実装方法が EVM の実行を最終的に RISC-V コードにコンパイルするものであれば、なぜ基盤となる RISC-V をスマートコントラクト開発者に直接公開しないのでしょうか？そうすれば、外側の仮想マシンのオーバーヘッドを完全に削減できます。」この追加の説明層は、巨大なパフォーマンスの損失をもたらします。推定によると、ネイティブプログラムの証明と比較して、この層は50倍から800倍のパフォーマンス低下を引き起こす可能性があります。他のボトルネック（Poseidonハッシュアルゴリズムへの切り替えなど）を最適化した後でも、この「ブロック実行」部分はすべての証明時間の80-90％を占め続け、EVMはL1の拡張における最終的かつ最も厄介な障害となります。この層を取り除くことによって、Vitalikは実行効率が100倍向上する可能性があると予想しています。技術的負債の罠EVMの特定の暗号操作における性能不足を補うために、イーサリアムはプリコンパイルコントラクトを導入しました。これはプロトコルに直接ハードコーディングされた専用機能です。この解決策は当時は実用的に思えましたが、現在ではヴィタリック・ブテリンが「悪い」と呼ぶ状況を引き起こしています：「プリコンパイルは私たちにとって壊滅的です……それらはイーサリアムの信頼できるコードベースを大幅に膨張させました……そして、それらは私たちが合意の失敗に近づく深刻な問題を何度か引き起こしました。」この複雑さは衝撃的です。Vitalikは、単一のプリコンパイル契約（modexpなど）のラッパーコードが、全体のRISC-Vインタープリタよりも複雑であり、プリコンパイルのロジックは実際にはさらに煩雑であることを例示しました。新しいプリコンパイル契約を追加するには、遅くて政治的な対立があるハードフォークプロセスを通過する必要があり、これは新しい暗号学的原則を必要とするアプリケーションの革新を著しく妨げています。これについて、Vitalikは明確な結論を出しました：「私は今日から新しいプリコンパイル契約を追加するのをやめるべきだと思います。」イーサリアムのアーキテクチャ技術の負債EVMのコアデザインは過去の時代の優先順位を反映していますが、現代の計算ニーズには適していません。EVMは暗号値を処理するために256ビットアーキテクチャを選択しましたが、スマートコントラクトで一般的に使用される32ビットまたは64ビット整数にとって、このアーキテクチャの効率は極めて低いです。この非効率はZKシステムにおいて特に高価です。ヴィタリックが説明したように：「小さい数字を使用すると、実際にはリソースを節約せず、複雑さが2倍から4倍に増加します。」そのほか、EVMのスタックアーキテクチャはRISC-Vや現代のCPUのレジスタアーキテクチャよりも効率が低いです。同じ操作を完了するためにより多くの命令を必要とし、コンパイラの最適化もより複雑になります。これらの問題——ZK証明の性能ボトルネック、プリコンパイルの複雑さ、古くなったアーキテクチャ選択を含む——は、イーサリアムがEVMを超えて、未来に適した技術アーキテクチャを迎え入れるべきという説得力があり緊急性のある理由を構成しています。RISC-Vブループリント：より強力な基盤でイーサリアムの未来を再構築するRISC-Vの利点はEVMの不足にあるだけでなく、その設計哲学の内面的な強さにもあります。そのアーキテクチャは、堅牢でシンプルかつ検証可能な基盤を提供しており、Ethereumのような高リスクの環境に非常に適しています。なぜオープンスタンダードはカスタム設計より優れているのか？ゼロから全体のソフトウェアエコシステムを構築する必要があるカスタマイズされた命令セットアーキテクチャ（ISA）とは異なり、RISC-Vは成熟したオープンスタンダードであり、以下の3つの主要な利点を備えています：成熟したエコシステムRISC-Vを採用することで、Ethereumはコンピュータサイエンスの分野での数十年にわたる集団的な進歩を活用できるようになります。Justin Drakeが説明したように、これはEthereumに世界的なツールを直接利用する機会を提供します。「LLVMというインフラストラクチャコンポーネントがあります。これはコンパイラツールチェーンであり、高級プログラミング言語をさまざまなバックエンドターゲットの1つにコンパイルすることを可能にします。サポートされているバックエンドの1つがRISC-Vです。したがって、RISC-Vをサポートすると、LLVMがサポートするすべての高級言語を自動的にサポートできます。」これにより、Rust、C++、Goなどの言語に精通した数百万の開発者が簡単に始められるようになり、開発のハードルが大幅に下がりました。ミニマリズムのデザイン哲学 RISC-Vのミニマリズムは意図的に設計された特性であり、制限ではありません。その基本命令セットは約47の命令のみを含み、仮想マシンのコアを極めてシンプルに保っています。このシンプルさはセキュリティ面で顕著な利点を持っており、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が容易です。ゼロ知識証明の分野における事実の基準 さらに重要なのは、zkVMエコシステムが選択を行ったことです。Justin Drakeが指摘したように、Ethproofsデータからは明確なトレンドが見て取れます：「RISC-VはzkVMバックエンドの先進的な命令セットアーキテクチャ（ISA）です。」イーサリアムのブロックを証明できる10のzkVMの中で、9つがRISC-Vをターゲットアーキテクチャとして選択しました。この市場の収束は強力なシグナルを発信しています：イーサリアムはRISC-Vを採用することで投機的な試みを行っているのではなく、実際に検証され、ゼロ知識の未来を構築するプロジェクトに認められた基準と一致しているのです。信頼のために生まれた、ただの実行ではない広範なエコシステムに加えて、RISC-Vの内部アーキテクチャは、安全で検証可能なシステムの構築にも特に適しています。まず、RISC-Vは形式化された機械可読の仕様—SAILを持っています。これはEVMの仕様（主に文書形式で存在する「黄皮書」と比較して）にとって大きな進歩です。「黄皮書」には一定の曖昧さが存在しますが、SAIL仕様は「ゴールドスタンダード」を提供し、重要な数学的正確性の証明をサポートすることができ、これは価値のあるプロトコルを保護するために不可欠です。イーサリアム財団（EF）のアレックス・ヒックスがEthproofs会議で言及したように、これによりzkVM回路は「公式のRISC-V仕様と直接検証できる」ようになります。次に、RISC-Vには特権アーキテクチャが含まれており、これはしばしば見落とされがちですが、安全性にとって重要な特性です。これは異なる操作レベルを定義しており、主にユーザーモード（信頼できないアプリケーション、例えばスマートコントラクト用）とスーパーバイザーモード（信頼できる「実行カーネル」用）を含みます。Cartesiのディエゴはこれについて詳しく説明しました。「オペレーティングシステム自体は、他のコードの影響から自分を守らなければなりません。異なるプログラムを互いに隔離して実行する必要があり、これらすべてのメカニズムは RISC-V 標準の一部です。」RISC-Vアーキテクチャにおいて、ユーザーモードで実行されるスマートコントラクトはブロックチェーンの状態に直接アクセスすることができません。代わりに、監視モードで実行されている信頼できるカーネルに要求を送信するために、特別なECALL（環境呼び出し）命令を使用する必要があります。このメカニズムは、ハードウェアによって強制される安全な境界を構築しており、EVMが純粋にソフトウェアサンドボックスのモデルに依存するよりも、より堅牢で検証が容易です。ヴィタリックのビジョンこの転換は、システムの安定性と後方互換性を確保するために、段階的で徐々に進むプロセスとして想定されています。イーサリアムの創設者であるヴィタリック・ブテリンが説明したように、このアプローチは根本的な「革命的」変革ではなく、「進化的」な発展を実現することを目指しています。第一歩：事前コンパイルの代替初期段階では、最も保守的な方法を採用し、新しい仮想マシン（VM）の限られた機能を導入します。Vitalik Buterinが提案したように、「新しいVMを使用するために、限られたシナリオから始めることができます。例えば、事前コンパイル機能の代替としてです。」具体的には、EVMの新しい事前コンパイル機能を一時停止し、ホワイトリストで承認されたRISC-Vプログラムを通じて必要な機能を実現します。この方法により、新しいVMはメインネットで低リスクの環境で実戦テストを行うことができ、Ethereumクライアントが2つの実行環境の仲介役を果たします。第二ステップ：2つの仮想マシンの共存次の段階では「新しいVMをユーザーに直接開放する」ことになります。スマートコントラクトは、そのバイトコードがEVMかRISC-Vかを示すためにマークを使用できます。重要な特徴はシームレスな相互運用性を実現することです：「2種類のコントラクトが相互に呼び出すことができる」この機能は、システムコール（ECALL）を通じて実現され、2つの仮想マシンが同じエコシステム内で協力できるようになります。第三ステップ：EVMをシミュレーション契約（"Rosetta" 戦略）として使用する最終目標はプロトコルの極簡略化を実現することです。この段階で、「私たちはEVMを新しいVMの実装の一つとして扱います。」標準化されたEVMは、ネイティブRISC-V L1上で動作する形式検証済みのスマートコントラクトになります。これにより、旧版アプリケーションの永久サポートが保証されるだけでなく、クライアント開発者は簡略化された実行エンジンを維持するだけで済むため、複雑さと保守コストを大幅に削減できます。エコシステムの波及効果EVMからRISC-Vへの移行は、コアプロトコルの変革だけではなく、Ethereumエコシステム全体に深遠な影響を及ぼします。この転換は、開発者の体験を再構築するだけでなく、Layer-2ソリューションの競争環境を根本的に変え、新しい経済的検証モデルを解放します。ロールアップの再定義：オプティミスティックとZKの対決L1層でRISC-V実行層を採用すると、2つの主要なタイプのRollupに対して全く異なる影響を与えます。楽観的ロールアップ（ArbitrumやOptimismなど）は、アーキテクチャの課題に直面しています。そのセキュリティモデルは、L1 EVMを通じて論争のある取引を再実行することによって詐欺証明を解決することに依存しています。もしL1のEVMが置き換えられた場合、このモデルは完全に崩壊します。これらのプロジェクトは厳しい選択に直面します：大規模なエンジニアリングの改修を行い、新しいL1 VMに対する詐欺証明システムを設計するか、または完全にイーサリアムのセキュリティモデルから脱却するか。対照的に、ZK Rollupは巨大な戦略的優位性を得ることになります。ほとんどのZK Rollupは、内部命令セットアーキテクチャ（ISA）としてRISC-Vを採用しています。「同じ言語を話す」L1は、より緊密で効率的な統合を実現することを可能にします。Justin Drakeは「ネイティブRollup」の未来のビジョンを提案しました：L2は実際にL1自体の実行環境の専門的なインスタンスとなり、L1の内蔵VMを利用してシームレスな決済を実現します。この整合性は以下の変化をもたらします：技術スタックの簡略化：L2チームは、内部のRISC-V実行環境とEVMの間に複雑なブリッジメカニズムを構築する必要がなくなります。ツールとコードの再利用：L1 RISC-V環境向けに開発されたコンパイラ、デバッガ、および形式検証ツールは、L2で直接使用でき、開発コストを大幅に削減します。経済的インセンティブの整合性：L1のガス費用は、RISC-Vに基づくZK検証の実際のコストをより正確に反映し、より合理的な経済モデルを形成します。開発者とユーザーの新しい時代イーサリアムの開発者にとって、この転換は漸進的であり、破壊的なものではありません。開発者にとって、彼らはより広範で成熟したソフトウェア開発エコシステムにアクセスできるようになります。Vitalik Buterinが指摘したように、開発者は「Rustでコントラクトを書くことができ、同時にこれらの選択肢は共存できる」と言っています。一方で、彼は「SolidityとVyperは、スマートコントラクトのロジックにおける優雅な設計のため、長期間人気を保つだろう」と予測しています。LLVMツールチェーンを通じて主流のプログラミング言語とその膨大なライブラリリソースを使用することで、この変革は革命的なものとなるでしょう。Vitalikはこれを「NodeJS風の体験」と喩え、開発者は同じ言語でオンチェーンコードとオフチェーンコードを書くことができ、開発の統合を実現します。ユーザーにとって、この転換は最終的により低コストでより高性能なネットワーク体験をもたらすでしょう。証明コストは約100倍削減され、1トランザクションあたり数ドルから数セント、さらにはそれ以下にまで低下する見込みです。これは直接的により低いL1手数料とL2決済手数料に変換されます。この経済的実現可能性は「Gigagas L1」のビジョンを解放し、約10,000 TPSのパフォーマンスを目指し、将来のより複雑で高価値なオンチェーンアプリケーションへの道を開くでしょう。Succinct Labs & SP1: 未来を証明するための今の構築イーサリアムは勢いを増しています。「L1の拡張、ブロックの拡張」はEFプロトコルクラスター内の戦略的な緊急課題です。今後6〜12ヶ月で著しいパフォーマンスの向上が期待されています。Succinct Labsのようなチームは、実践においてRISC-Vの理論的な利点を示しており、彼らの仕事はこの提案を検証するための強力なケースとなっています。Succinct Labs が開発した SP1 は、RISC-V に基づく高性能のオープンソース zkVM であり、新しいアーキテクチャのアプローチの実現可能性を検証しています。SP1 は「プリコンパイル中心化」（precompile-centric）の哲学を採用し、EVM の暗号学的ボトルネック問題を完璧に解決します。従来の遅くハードコーディングされたプリコンパイル方式とは異なり、SP1 は Keccak ハッシュなどの集約的な操作を特別に設計された手動最適化の ZK 回路にオフロードし、標準の ECALL 命令を通じて呼び出します。このアプローチはカスタムハードウェアの性能とソフトウェアの柔軟性を組み合わせ、開発者により効率的でスケーラブルなソリューションを提供します。Succinct Labs の真の影響は、すでに感じられています。 同社の OP Succinct 製品は、SP1 を活用して、Optimistic Rollups にゼロ知識証明機能 (ZK-ify) を提供します。 Succinct の共同創業者である Uma Roy 氏は次のように説明しています。「OP Stackを使用したロールアップでは、最終確認と引き出しに7日間待つ必要がなくなりました……今では確認がわずか1時間で完了します。このスピードの向上は素晴らしいです。」このブレークスルーは、OP Stackエコシステム全体の重要な痛点を解決しました。さらに、SuccinctのインフラストラクチャであるSuccinct Prover Networkは、分散型の証明生成市場として設計されており、将来の検証可能な計算の実行可能な経済モデルを示しています。彼らの作業は単なる概念実証ではなく、本文で説明されているように、実行可能な未来の青写真です。イーサリアムはどのようにリスクを低減するのかRISC-Vの大きな利点は、形式的検証の聖杯——数学的にシステムの正しさを証明すること——を実現可能な目標にすることができる点です。EVMの仕様は自然言語でYellow Paperに書かれており、形式化が難しいです。一方、RISC-Vは公式の機械可読なSAIL仕様を持っており、その挙動に明確な「ゴールドリファレンス」を提供しています。これにより、より強力なセキュリティへの道が開かれました。イーサリアム財団のアレックス・ヒックスが指摘したように、現在「zkVM RISC-V回路を公式RISC-V仕様からLeanに抽出して形式的検証を行う」という作業が進行中です。これは画期的な進展であり、信頼をエラーの起こりやすい人間の実装から検証可能な数学的証明に移行させ、ブロックチェーンのセキュリティに新たな高みを開きます。転換の主要なリスクRISC-VアーキテクチャのL1は多くの利点を持っていますが、新たな複雑な課題ももたらしています。ガスメーターの問題汎用命令セットアーキテクチャ（ISA）のために、決定的で公平なGasモデルを作成することは、未解決の難問です。単純な命令カウント方式は、サービス拒否攻撃の脅威にさらされやすいです。例えば、攻撃者はキャッシュミスを繰り返し引き起こすプログラムを設計することができ、非常に低いGas費用で高いリソース消費を引き起こすことがあります。このような問題は、ネットワークの安定性と経済モデルに厳しい挑戦をもたらします。ツールチェーンの安全性と「再現可能なビルド」の問題これは、変革過程において最も重要でありながら、しばしば過小評価されるリスクです。セキュリティモデルは、チェーン上の仮想マシンから、チェーン下のコンパイラ（LLVMなど）に依存するように移行しており、これらのコンパイラは非常に複雑であり、脆弱性を含むことが知られています。攻撃者は、コンパイラの脆弱性を利用して、一見無害なソースコードを悪意のあるバイトコードに変換する可能性があります。さらに、チェーン上のコンパイル後のバイナリファイルが公開されているソースコードと完全に一致していることを保証すること、すなわち「再現可能なビルド」の問題も非常に困難です。ビルド環境のわずかな違いが異なるバイナリファイルを生成する可能性があり、これが透明性と信頼に影響を与える可能性があります。これらの問題は、開発者とユーザーの安全性に対して厳しい試練を課しています。緩和戦略前進する道には多層的な防御戦略が必要です。フェーズごとのプロモーション段階的な移行計画を採用することは、リスクに対処するための中心的な戦略です。まずRISC-Vをプリコンパイルされた代替案として導入し、その後、二重仮想マシン環境で運用することで、コミュニティは低リスクの環境で運用経験を蓄積し、自信を築くことができ、不可逆的な変更を避けることができます。この漸進的なアプローチは、技術的な変革に安定した基盤を提供します。包括監査：ファジィテストと形式的検証形式的検証が最終目標であるにもかかわらず、それは継続的で高強度のテストと組み合わせる必要があります。Diligence SecurityのValentineがEthproofs電話会議で示したように、彼らのArgusファジングツールは、先進的なzkVMにおける11の重要な健全性と完全性の脆弱性を発見しました。これは、最も洗練された設計のシステムでさえ、厳格な対抗テストを通じてのみ発見される可能性のある脆弱性が存在することを示しています。ファジングと形式的検証の組み合わせは、システムの安全性に対してより強力な保証を提供します。標準化エコシステムの断片化を避けるために、コミュニティは単一の標準化されたRISC-V構成を統一して採用する必要があります。これはRV64GCとLinux互換のABIの組み合わせである可能性が高く、この組み合わせは主流のプログラミング言語やツールで最も広範なサポートを受けており、新しいエコシステムの利点を最大化することができます。標準化は開発者の効率を向上させるだけでなく、エコシステムの長期的な発展のための堅実な基盤を築くことにもつながります。イーサリアムの検証可能な未来RISC-Vによるイーサリアム仮想マシン（EVM）の置き換え提案は、単なる漸進的なアップグレードではなく、イーサリアムの実行層に対する根本的な再構築です。この野心的なビジョンは、深刻なスケーラビリティのボトルネックを解決し、プロトコルの複雑さを簡素化し、プラットフォームを汎用計算領域のより広範なエコシステムに整合させることを目的としています。この変革は巨大な技術的および社会的課題に直面していますが、その長期的な戦略的利益は、この大胆な努力に正当性を提供するには十分です。今回の転換は、一連の核心的なバランスに焦点を当てています：ZKネイティブアーキテクチャがもたらす大きなパフォーマンス向上と、後方互換性に対する切実なニーズとのバランス；簡素化プロトコルがもたらすセキュリティの利点とEVMの大規模ネットワーク効果の慣性とのトレードオフ；汎用エコシステムの強力な能力と複雑なサードパーティツールチェーンへの依存のリスクとの選択。最終的に、このアーキテクチャの変革は「リーン実行」（Lean Execution）へのコミットメントを実現するための鍵となり、「リーンイーサリアム」（Lean Ethereum）ビジョンの重要な要素でもあります。それは、イーサリアムのL1を単純なスマートコントラクトプラットフォームから、高効率で安全な決済およびデータ可用性レイヤーに変革し、検証可能な計算をサポートするために設計された広大な宇宙のためのものです。ヴィタリック・ブテリンが言ったように、「終点は……すべてにZK-snarkを提供することです。」Ethproofsのようなプロジェクトは、この転換に客観的なデータと協力のプラットフォームを提供し、Succinct LabsチームはそのSP1 zkVMの実際の応用を通じて、この未来に対する実行可能な青写真を提供しています。RISC-Vを受け入れることで、イーサリアムは自らのスケーラビリティのボトルネックを解決するだけでなく、ハッシュと署名の後に続く第三の暗号学的原理SNARKによって推進される次世代インターネットの基盤となる信頼のレイヤーとしての地位を確立しました。世界のソフトウェアを証明し、暗号の新時代を切り開く。もっと知る：ヴィタリックの解釈：クリックして視聴ETHProofs 第4回ディスカッション:視聴するにはここをクリック
技術的負債が重くのしかかり、イーサリアムはRISC-Vで「やり直す」ことを選んだ
著者: jaehaerys.eth
コンパイラ: Deep Tide TechFlow
概要
イーサリアムは誕生以来最も重要なアーキテクチャの変革に向けて準備を進めています：EVMをRISC-Vに置き換えます。
理由は簡単です——ゼロ知識（ZK）を中心とした未来において、EVMはすでにパフォーマンスのボトルネックとなっています。
現在のzkEVMはインタプリタに依存しており、50〜800倍の性能低下を引き起こしています。
プリコンパイルモジュールはプロトコルを複雑にし、リスクを増加させます；
256ビットスタック設計は、証明を生成する際に非常に効率が悪い。
RISC-V のソリューション：
ミニマルデザイン（約47の基本命令）+ 成熟したLLVMエコシステム（Rust、C++、Goなどの言語をサポート）;
事実上の zkVM 標準となった（90% のプロジェクトが採用）;
正式なSAIL規範を備えている（あいまいな黄皮書と比較して）→ 厳格な検証を実現する；
ハードウェア構成証明パス (ASIC/FPGA) は既にテストされています (SP1、Nervos、Cartesi など)。
移行プロセスは3つの段階に分かれています：
RISC-Vをプリコンパイルモジュールとして置き換え（低リスクテスト）;
デュアルVM時代:EVMとRISC-Vは共存し、完全に相互運用可能です。
RISC-V 内で EVM を再実装する（ロゼッタ戦略）。
エコシステムへの影響：
楽観型ロールアップ（ArbitrumやOptimismなど）は、詐欺証明メカニズムを再構築する必要があります。
ゼロ知識型ロールアップ（Polygon、zkSync、Scrollなど）は大きな利点を得るでしょう → より安く、より速く、より簡単に；
開発者は、L1層でRust、Go、Pythonなどの言語ライブラリを直接使用できます；
ユーザーは約100倍低コストの証明を享受します → Gigagas L1への道（約10,000 TPS）。
最終的に、イーサリアムは「スマートコントラクト仮想マシン」からインターネットのミニマルで検証可能な信頼レイヤーへと進化し、その究極の目標は「すべてをZK-Snark化すること」です。
イーサリアムの交差点
ヴィタリック・ブテリンはかつて言いました：「終点には……すべてをZK-Snark化することが含まれています。」
ゼロ知識証明（ZK）の結末は避けられないものであり、その核心的な論点は非常にシンプルです：イーサリアムはゼロから始まり、ゼロ知識証明を基盤にして再構築されています。これは、プロトコルの技術的な終点を示しています——L1の再構築を通じて、コア開発チーム（例えば、Succinct）によってサポートされる高性能のzkVMによって最終形態に達成されます。
このビジョンを終点として、イーサリアムは誕生以来最も重要なアーキテクチャの転換点にあります。今回の議論は段階的なアップグレードに関するものではなく、その計算コアを全面的に再構築すること、つまりイーサリアム仮想マシン（EVM）を置き換えることです。この取り組みは、より広範な「リーンイーサリアム」（Lean Ethereum）ビジョンの礎となります。
リーンイーサリアム（Lean Ethereum）のビジョンは、プロトコル全体を体系的に簡素化することを目的としており、これを3つのコアモジュールに分割します：リーンコンセンサス（Lean Consensus）、リーンデータ（Lean Data）、そしてリーンエグゼキューション（Lean Execution）。その中で、リーンエグゼキューションの核心的な問題は、スマートコントラクト革命のエンジンとして、EVMがイーサリアムの将来の発展における主要なボトルネックとなっているのかということです。
イーサリアム財団のジャスティン・ドレイクが言うように、イーサリアムの長期的な目標は常に「すべてをSnark化する（Snarkify everything）」ことです。これは、プロトコルの各層を強化することができる強力なツールです。しかし、長い間、この目標は「手の届かない青写真」のようなものでした。なぜなら、それを実現するにはリアルタイム証明（real-time proving）の概念が必要だったからです。そして今、リアルタイム証明が徐々に現実のものになりつつある中で、EVMの理論的非効率は解決すべき実際の問題に変わっています。
この記事では、Ethereum L1をRISC-V命令セットアーキテクチャ（ISA）に移行する技術的および戦略的な議論を深く分析します。この取り組みは、前例のないスケーラビリティを解放するだけでなく、プロトコル構造を簡素化し、Ethereumを検証可能な計算の未来と一致させることが期待されています。
一体何が変わったのか？
「なぜ」を議論する前に、まず「何」が変化しているのかを明確にする必要があります。
EVM（イーサリアム・バーチャル・マシン）は、イーサリアムのスマートコントラクトの実行環境であり、取引を処理し、ブロックチェーンの状態を更新する「世界コンピュータ」として知られています。数年間にわたり、その設計は革命的であり、分散型金融（DeFi）やNFTエコシステムの誕生の基礎を築きました。しかし、この約10年前のカスタムアーキテクチャは、今や多くの技術的負債を抱えています。
対照的に、RISC-Vは製品ではなく、オープンスタンダード、すなわち無料で汎用的なプロセッサ設計の「アルファベット」です。ジェレミー・ブルーストルがEthproofs会議で強調したように、その重要な原則がこの役割に最適な選択肢となっています：
ミニマリズム：RISC-Vの基本命令セットは非常にシンプルで、約40から47の命令しか含まれていません。Jeremyが言うように、これは「私たちが必要とする超シンプルな汎用機械のユースケースにほぼ完璧に適しています」。
モジュール設計：より複雑な機能はオプションの拡張を通じて追加されます。この機能は重要であり、コアをシンプルに保ちながら、必要に応じて機能を拡張できることを可能にし、基本プロトコルに不必要な複雑さを強いることはありません。
オープンエコシステム：RISC-V は、LLVM コンパイラを含む大規模かつ成熟したツールチェーンサポートを持ち、開発者が Rust、C++、Go などの主流プログラミング言語を使用できるようにします。ジャスティン・ドレイクが言及したように、「コンパイラに関するツールは非常に豊富であり、コンパイラの構築は極めて困難です……したがって、これらのコンパイラツールチェーンを持つ価値は非常に高いです。」RISC-V により、イーサリアムはこれらの既存のツールを無料で継承することができます。
インタープリタのオーバーヘッド問題
EVMの置き換えを推進する理由は、単一の欠陥ではなく、複数の根本的な制約の集まりにあります。これらの問題は、ゼロ知識証明を中心とした未来の文脈では無視できなくなっています。これらの制約には、ゼロ知識証明システム内の性能ボトルネックや、プロトコル内部に蓄積された複雑さがもたらすリスクが含まれます。
インタープリターのオーバーヘッド問題
この転換の最も緊急な原動力は、EVMのゼロ知識証明システムにおける固有の非効率性です。イーサリアムが徐々にZK証明を通じてL1状態を検証するモデルに移行するにつれて、証明者の性能が最大のボトルネックとなります。
問題は現在のzkEVMの動作方式にあります。彼らはEVMに対して直接的にゼロ知識証明を行うのではなく、EVMのインタープリタに対して証明を行い、そのインタープリタ自体がRISC-Vにコンパイルされています。Vitalik Buterinはこの核心的な問題を率直に指摘しています：
「……もし zkVM の実装方法が EVM の実行を最終的に RISC-V コードにコンパイルするものであれば、なぜ基盤となる RISC-V をスマートコントラクト開発者に直接公開しないのでしょうか？そうすれば、外側の仮想マシンのオーバーヘッドを完全に削減できます。」
この追加の説明層は、巨大なパフォーマンスの損失をもたらします。推定によると、ネイティブプログラムの証明と比較して、この層は50倍から800倍のパフォーマンス低下を引き起こす可能性があります。他のボトルネック（Poseidonハッシュアルゴリズムへの切り替えなど）を最適化した後でも、この「ブロック実行」部分はすべての証明時間の80-90％を占め続け、EVMはL1の拡張における最終的かつ最も厄介な障害となります。この層を取り除くことによって、Vitalikは実行効率が100倍向上する可能性があると予想しています。
技術的負債の罠
EVMの特定の暗号操作における性能不足を補うために、イーサリアムはプリコンパイルコントラクトを導入しました。これはプロトコルに直接ハードコーディングされた専用機能です。この解決策は当時は実用的に思えましたが、現在ではヴィタリック・ブテリンが「悪い」と呼ぶ状況を引き起こしています：
「プリコンパイルは私たちにとって壊滅的です……それらはイーサリアムの信頼できるコードベースを大幅に膨張させました……そして、それらは私たちが合意の失敗に近づく深刻な問題を何度か引き起こしました。」
この複雑さは衝撃的です。Vitalikは、単一のプリコンパイル契約（modexpなど）のラッパーコードが、全体のRISC-Vインタープリタよりも複雑であり、プリコンパイルのロジックは実際にはさらに煩雑であることを例示しました。新しいプリコンパイル契約を追加するには、遅くて政治的な対立があるハードフォークプロセスを通過する必要があり、これは新しい暗号学的原則を必要とするアプリケーションの革新を著しく妨げています。これについて、Vitalikは明確な結論を出しました：
「私は今日から新しいプリコンパイル契約を追加するのをやめるべきだと思います。」
イーサリアムのアーキテクチャ技術の負債
EVMのコアデザインは過去の時代の優先順位を反映していますが、現代の計算ニーズには適していません。EVMは暗号値を処理するために256ビットアーキテクチャを選択しましたが、スマートコントラクトで一般的に使用される32ビットまたは64ビット整数にとって、このアーキテクチャの効率は極めて低いです。この非効率はZKシステムにおいて特に高価です。ヴィタリックが説明したように：
「小さい数字を使用すると、実際にはリソースを節約せず、複雑さが2倍から4倍に増加します。」
そのほか、EVMのスタックアーキテクチャはRISC-Vや現代のCPUのレジスタアーキテクチャよりも効率が低いです。同じ操作を完了するためにより多くの命令を必要とし、コンパイラの最適化もより複雑になります。
これらの問題——ZK証明の性能ボトルネック、プリコンパイルの複雑さ、古くなったアーキテクチャ選択を含む——は、イーサリアムがEVMを超えて、未来に適した技術アーキテクチャを迎え入れるべきという説得力があり緊急性のある理由を構成しています。
RISC-Vブループリント：より強力な基盤でイーサリアムの未来を再構築する
RISC-Vの利点はEVMの不足にあるだけでなく、その設計哲学の内面的な強さにもあります。そのアーキテクチャは、堅牢でシンプルかつ検証可能な基盤を提供しており、Ethereumのような高リスクの環境に非常に適しています。
なぜオープンスタンダードはカスタム設計より優れているのか？
ゼロから全体のソフトウェアエコシステムを構築する必要があるカスタマイズされた命令セットアーキテクチャ（ISA）とは異なり、RISC-Vは成熟したオープンスタンダードであり、以下の3つの主要な利点を備えています：
成熟したエコシステム
RISC-Vを採用することで、Ethereumはコンピュータサイエンスの分野での数十年にわたる集団的な進歩を活用できるようになります。Justin Drakeが説明したように、これはEthereumに世界的なツールを直接利用する機会を提供します。
「LLVMというインフラストラクチャコンポーネントがあります。これはコンパイラツールチェーンであり、高級プログラミング言語をさまざまなバックエンドターゲットの1つにコンパイルすることを可能にします。サポートされているバックエンドの1つがRISC-Vです。したがって、RISC-Vをサポートすると、LLVMがサポートするすべての高級言語を自動的にサポートできます。」
これにより、Rust、C++、Goなどの言語に精通した数百万の開発者が簡単に始められるようになり、開発のハードルが大幅に下がりました。
ミニマリズムのデザイン哲学 RISC-Vのミニマリズムは意図的に設計された特性であり、制限ではありません。その基本命令セットは約47の命令のみを含み、仮想マシンのコアを極めてシンプルに保っています。このシンプルさはセキュリティ面で顕著な利点を持っており、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が容易です。
ゼロ知識証明の分野における事実の基準 さらに重要なのは、zkVMエコシステムが選択を行ったことです。Justin Drakeが指摘したように、Ethproofsデータからは明確なトレンドが見て取れます：
「RISC-VはzkVMバックエンドの先進的な命令セットアーキテクチャ（ISA）です。」
イーサリアムのブロックを証明できる10のzkVMの中で、9つがRISC-Vをターゲットアーキテクチャとして選択しました。この市場の収束は強力なシグナルを発信しています：イーサリアムはRISC-Vを採用することで投機的な試みを行っているのではなく、実際に検証され、ゼロ知識の未来を構築するプロジェクトに認められた基準と一致しているのです。
信頼のために生まれた、ただの実行ではない
広範なエコシステムに加えて、RISC-Vの内部アーキテクチャは、安全で検証可能なシステムの構築にも特に適しています。まず、RISC-Vは形式化された機械可読の仕様—SAILを持っています。これはEVMの仕様（主に文書形式で存在する「黄皮書」と比較して）にとって大きな進歩です。「黄皮書」には一定の曖昧さが存在しますが、SAIL仕様は「ゴールドスタンダード」を提供し、重要な数学的正確性の証明をサポートすることができ、これは価値のあるプロトコルを保護するために不可欠です。イーサリアム財団（EF）のアレックス・ヒックスがEthproofs会議で言及したように、これによりzkVM回路は「公式のRISC-V仕様と直接検証できる」ようになります。次に、RISC-Vには特権アーキテクチャが含まれており、これはしばしば見落とされがちですが、安全性にとって重要な特性です。これは異なる操作レベルを定義しており、主にユーザーモード（信頼できないアプリケーション、例えばスマートコントラクト用）とスーパーバイザーモード（信頼できる「実行カーネル」用）を含みます。Cartesiのディエゴはこれについて詳しく説明しました。
「オペレーティングシステム自体は、他のコードの影響から自分を守らなければなりません。異なるプログラムを互いに隔離して実行する必要があり、これらすべてのメカニズムは RISC-V 標準の一部です。」
RISC-Vアーキテクチャにおいて、ユーザーモードで実行されるスマートコントラクトはブロックチェーンの状態に直接アクセスすることができません。代わりに、監視モードで実行されている信頼できるカーネルに要求を送信するために、特別なECALL（環境呼び出し）命令を使用する必要があります。このメカニズムは、ハードウェアによって強制される安全な境界を構築しており、EVMが純粋にソフトウェアサンドボックスのモデルに依存するよりも、より堅牢で検証が容易です。
ヴィタリックのビジョン
この転換は、システムの安定性と後方互換性を確保するために、段階的で徐々に進むプロセスとして想定されています。イーサリアムの創設者であるヴィタリック・ブテリンが説明したように、このアプローチは根本的な「革命的」変革ではなく、「進化的」な発展を実現することを目指しています。
第一歩：事前コンパイルの代替
初期段階では、最も保守的な方法を採用し、新しい仮想マシン（VM）の限られた機能を導入します。Vitalik Buterinが提案したように、「新しいVMを使用するために、限られたシナリオから始めることができます。例えば、事前コンパイル機能の代替としてです。」具体的には、EVMの新しい事前コンパイル機能を一時停止し、ホワイトリストで承認されたRISC-Vプログラムを通じて必要な機能を実現します。この方法により、新しいVMはメインネットで低リスクの環境で実戦テストを行うことができ、Ethereumクライアントが2つの実行環境の仲介役を果たします。
第二ステップ：2つの仮想マシンの共存
次の段階では「新しいVMをユーザーに直接開放する」ことになります。スマートコントラクトは、そのバイトコードがEVMかRISC-Vかを示すためにマークを使用できます。重要な特徴はシームレスな相互運用性を実現することです：「2種類のコントラクトが相互に呼び出すことができる」この機能は、システムコール（ECALL）を通じて実現され、2つの仮想マシンが同じエコシステム内で協力できるようになります。
第三ステップ：EVMをシミュレーション契約（"Rosetta" 戦略）として使用する
最終目標はプロトコルの極簡略化を実現することです。この段階で、「私たちはEVMを新しいVMの実装の一つとして扱います。」標準化されたEVMは、ネイティブRISC-V L1上で動作する形式検証済みのスマートコントラクトになります。これにより、旧版アプリケーションの永久サポートが保証されるだけでなく、クライアント開発者は簡略化された実行エンジンを維持するだけで済むため、複雑さと保守コストを大幅に削減できます。
エコシステムの波及効果
EVMからRISC-Vへの移行は、コアプロトコルの変革だけではなく、Ethereumエコシステム全体に深遠な影響を及ぼします。この転換は、開発者の体験を再構築するだけでなく、Layer-2ソリューションの競争環境を根本的に変え、新しい経済的検証モデルを解放します。
ロールアップの再定義：オプティミスティックとZKの対決
L1層でRISC-V実行層を採用すると、2つの主要なタイプのRollupに対して全く異なる影響を与えます。
楽観的ロールアップ（ArbitrumやOptimismなど）は、アーキテクチャの課題に直面しています。そのセキュリティモデルは、L1 EVMを通じて論争のある取引を再実行することによって詐欺証明を解決することに依存しています。もしL1のEVMが置き換えられた場合、このモデルは完全に崩壊します。これらのプロジェクトは厳しい選択に直面します：大規模なエンジニアリングの改修を行い、新しいL1 VMに対する詐欺証明システムを設計するか、または完全にイーサリアムのセキュリティモデルから脱却するか。
対照的に、ZK Rollupは巨大な戦略的優位性を得ることになります。ほとんどのZK Rollupは、内部命令セットアーキテクチャ（ISA）としてRISC-Vを採用しています。「同じ言語を話す」L1は、より緊密で効率的な統合を実現することを可能にします。Justin Drakeは「ネイティブRollup」の未来のビジョンを提案しました：L2は実際にL1自体の実行環境の専門的なインスタンスとなり、L1の内蔵VMを利用してシームレスな決済を実現します。この整合性は以下の変化をもたらします：
技術スタックの簡略化：L2チームは、内部のRISC-V実行環境とEVMの間に複雑なブリッジメカニズムを構築する必要がなくなります。
ツールとコードの再利用：L1 RISC-V環境向けに開発されたコンパイラ、デバッガ、および形式検証ツールは、L2で直接使用でき、開発コストを大幅に削減します。
経済的インセンティブの整合性：L1のガス費用は、RISC-Vに基づくZK検証の実際のコストをより正確に反映し、より合理的な経済モデルを形成します。
開発者とユーザーの新しい時代
イーサリアムの開発者にとって、この転換は漸進的であり、破壊的なものではありません。
開発者にとって、彼らはより広範で成熟したソフトウェア開発エコシステムにアクセスできるようになります。Vitalik Buterinが指摘したように、開発者は「Rustでコントラクトを書くことができ、同時にこれらの選択肢は共存できる」と言っています。一方で、彼は「SolidityとVyperは、スマートコントラクトのロジックにおける優雅な設計のため、長期間人気を保つだろう」と予測しています。LLVMツールチェーンを通じて主流のプログラミング言語とその膨大なライブラリリソースを使用することで、この変革は革命的なものとなるでしょう。Vitalikはこれを「NodeJS風の体験」と喩え、開発者は同じ言語でオンチェーンコードとオフチェーンコードを書くことができ、開発の統合を実現します。
ユーザーにとって、この転換は最終的により低コストでより高性能なネットワーク体験をもたらすでしょう。証明コストは約100倍削減され、1トランザクションあたり数ドルから数セント、さらにはそれ以下にまで低下する見込みです。これは直接的により低いL1手数料とL2決済手数料に変換されます。この経済的実現可能性は「Gigagas L1」のビジョンを解放し、約10,000 TPSのパフォーマンスを目指し、将来のより複雑で高価値なオンチェーンアプリケーションへの道を開くでしょう。
Succinct Labs & SP1: 未来を証明するための今の構築
イーサリアムは勢いを増しています。「L1の拡張、ブロックの拡張」はEFプロトコルクラスター内の戦略的な緊急課題です。今後6〜12ヶ月で著しいパフォーマンスの向上が期待されています。
Succinct Labsのようなチームは、実践においてRISC-Vの理論的な利点を示しており、彼らの仕事はこの提案を検証するための強力なケースとなっています。
Succinct Labs が開発した SP1 は、RISC-V に基づく高性能のオープンソース zkVM であり、新しいアーキテクチャのアプローチの実現可能性を検証しています。SP1 は「プリコンパイル中心化」（precompile-centric）の哲学を採用し、EVM の暗号学的ボトルネック問題を完璧に解決します。従来の遅くハードコーディングされたプリコンパイル方式とは異なり、SP1 は Keccak ハッシュなどの集約的な操作を特別に設計された手動最適化の ZK 回路にオフロードし、標準の ECALL 命令を通じて呼び出します。このアプローチはカスタムハードウェアの性能とソフトウェアの柔軟性を組み合わせ、開発者により効率的でスケーラブルなソリューションを提供します。
Succinct Labs の真の影響は、すでに感じられています。 同社の OP Succinct 製品は、SP1 を活用して、Optimistic Rollups にゼロ知識証明機能 (ZK-ify) を提供します。 Succinct の共同創業者である Uma Roy 氏は次のように説明しています。
「OP Stackを使用したロールアップでは、最終確認と引き出しに7日間待つ必要がなくなりました……今では確認がわずか1時間で完了します。このスピードの向上は素晴らしいです。」
このブレークスルーは、OP Stackエコシステム全体の重要な痛点を解決しました。さらに、SuccinctのインフラストラクチャであるSuccinct Prover Networkは、分散型の証明生成市場として設計されており、将来の検証可能な計算の実行可能な経済モデルを示しています。彼らの作業は単なる概念実証ではなく、本文で説明されているように、実行可能な未来の青写真です。
イーサリアムはどのようにリスクを低減するのか
RISC-Vの大きな利点は、形式的検証の聖杯——数学的にシステムの正しさを証明すること——を実現可能な目標にすることができる点です。EVMの仕様は自然言語でYellow Paperに書かれており、形式化が難しいです。一方、RISC-Vは公式の機械可読なSAIL仕様を持っており、その挙動に明確な「ゴールドリファレンス」を提供しています。
これにより、より強力なセキュリティへの道が開かれました。イーサリアム財団のアレックス・ヒックスが指摘したように、現在「zkVM RISC-V回路を公式RISC-V仕様からLeanに抽出して形式的検証を行う」という作業が進行中です。これは画期的な進展であり、信頼をエラーの起こりやすい人間の実装から検証可能な数学的証明に移行させ、ブロックチェーンのセキュリティに新たな高みを開きます。
転換の主要なリスク
RISC-VアーキテクチャのL1は多くの利点を持っていますが、新たな複雑な課題ももたらしています。
ガスメーターの問題
汎用命令セットアーキテクチャ（ISA）のために、決定的で公平なGasモデルを作成することは、未解決の難問です。単純な命令カウント方式は、サービス拒否攻撃の脅威にさらされやすいです。例えば、攻撃者はキャッシュミスを繰り返し引き起こすプログラムを設計することができ、非常に低いGas費用で高いリソース消費を引き起こすことがあります。このような問題は、ネットワークの安定性と経済モデルに厳しい挑戦をもたらします。
ツールチェーンの安全性と「再現可能なビルド」の問題
これは、変革過程において最も重要でありながら、しばしば過小評価されるリスクです。セキュリティモデルは、チェーン上の仮想マシンから、チェーン下のコンパイラ（LLVMなど）に依存するように移行しており、これらのコンパイラは非常に複雑であり、脆弱性を含むことが知られています。攻撃者は、コンパイラの脆弱性を利用して、一見無害なソースコードを悪意のあるバイトコードに変換する可能性があります。さらに、チェーン上のコンパイル後のバイナリファイルが公開されているソースコードと完全に一致していることを保証すること、すなわち「再現可能なビルド」の問題も非常に困難です。ビルド環境のわずかな違いが異なるバイナリファイルを生成する可能性があり、これが透明性と信頼に影響を与える可能性があります。これらの問題は、開発者とユーザーの安全性に対して厳しい試練を課しています。
緩和戦略
前進する道には多層的な防御戦略が必要です。
フェーズごとのプロモーション
段階的な移行計画を採用することは、リスクに対処するための中心的な戦略です。まずRISC-Vをプリコンパイルされた代替案として導入し、その後、二重仮想マシン環境で運用することで、コミュニティは低リスクの環境で運用経験を蓄積し、自信を築くことができ、不可逆的な変更を避けることができます。この漸進的なアプローチは、技術的な変革に安定した基盤を提供します。
包括監査：ファジィテストと形式的検証
形式的検証が最終目標であるにもかかわらず、それは継続的で高強度のテストと組み合わせる必要があります。Diligence SecurityのValentineがEthproofs電話会議で示したように、彼らのArgusファジングツールは、先進的なzkVMにおける11の重要な健全性と完全性の脆弱性を発見しました。これは、最も洗練された設計のシステムでさえ、厳格な対抗テストを通じてのみ発見される可能性のある脆弱性が存在することを示しています。ファジングと形式的検証の組み合わせは、システムの安全性に対してより強力な保証を提供します。
標準化
エコシステムの断片化を避けるために、コミュニティは単一の標準化されたRISC-V構成を統一して採用する必要があります。これはRV64GCとLinux互換のABIの組み合わせである可能性が高く、この組み合わせは主流のプログラミング言語やツールで最も広範なサポートを受けており、新しいエコシステムの利点を最大化することができます。標準化は開発者の効率を向上させるだけでなく、エコシステムの長期的な発展のための堅実な基盤を築くことにもつながります。
イーサリアムの検証可能な未来
RISC-Vによるイーサリアム仮想マシン（EVM）の置き換え提案は、単なる漸進的なアップグレードではなく、イーサリアムの実行層に対する根本的な再構築です。この野心的なビジョンは、深刻なスケーラビリティのボトルネックを解決し、プロトコルの複雑さを簡素化し、プラットフォームを汎用計算領域のより広範なエコシステムに整合させることを目的としています。この変革は巨大な技術的および社会的課題に直面していますが、その長期的な戦略的利益は、この大胆な努力に正当性を提供するには十分です。
今回の転換は、一連の核心的なバランスに焦点を当てています：
ZKネイティブアーキテクチャがもたらす大きなパフォーマンス向上と、後方互換性に対する切実なニーズとのバランス；
簡素化プロトコルがもたらすセキュリティの利点とEVMの大規模ネットワーク効果の慣性とのトレードオフ；
汎用エコシステムの強力な能力と複雑なサードパーティツールチェーンへの依存のリスクとの選択。
最終的に、このアーキテクチャの変革は「リーン実行」（Lean Execution）へのコミットメントを実現するための鍵となり、「リーンイーサリアム」（Lean Ethereum）ビジョンの重要な要素でもあります。それは、イーサリアムのL1を単純なスマートコントラクトプラットフォームから、高効率で安全な決済およびデータ可用性レイヤーに変革し、検証可能な計算をサポートするために設計された広大な宇宙のためのものです。
ヴィタリック・ブテリンが言ったように、「終点は……すべてにZK-snarkを提供することです。」
Ethproofsのようなプロジェクトは、この転換に客観的なデータと協力のプラットフォームを提供し、Succinct LabsチームはそのSP1 zkVMの実際の応用を通じて、この未来に対する実行可能な青写真を提供しています。RISC-Vを受け入れることで、イーサリアムは自らのスケーラビリティのボトルネックを解決するだけでなく、ハッシュと署名の後に続く第三の暗号学的原理SNARKによって推進される次世代インターネットの基盤となる信頼のレイヤーとしての地位を確立しました。
世界のソフトウェアを証明し、暗号の新時代を切り開く。
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