ここ2年間、zkVM（ゼロ知識バーチャルマシン）技術の進展は目覚ましく、初期の「証明できる」から現在の「リアルタイム証明」へと進化し、この分野の大きな飛躍を示しています。

Succinct社が今年5月に発表したSP1 Hypercubeシステムは、業界で広く注目されています。このシステムは、革新的な多変量多項式アーキテクチャを採用して証明システムを再設計しており、前身のSP1 Turboに比べて、遅延とコストの両面で桁違いの向上を実現しました。公式データによると、最大93%のイーサリアムブロックが12秒以内に証明を完了でき、全体の性能最適化幅は驚異的な5倍に達しました。

この突破は単にコードの最適化だけでは実現できず、全体のシステムアーキテクチャを徹底的に再構築しました。エンジニアたちは制約システムとパイプラインを再設計し、各時間帯に生成されたブロックを持続可能に処理可能なリアルタイムオブジェクトと見なすことで、システムの効率を大幅に向上させました。

SP1 システムのコア最適化の考え方は、「実行→追跡→制約→証明」のプロセスを限界まで圧縮することです。スタンフォード大学の関連コース資料は、RISC-V 命令の実行から追跡収集、次に AIR/多項式制約、最終的な証明生成に至るまで、SP1 の証明プロセスを深く分析し、各ステップの重要性と検証可能性を詳細に説明しています。

注目すべきは、現代のzkVMの最適化が従来のコンパイラ最適化の範疇を超えているという点です。最新の研究によると、標準のLLVM最適化がRISC-VタイプのzkVM（RISC ZeroやSP1など）に対して依然として顕著な効果を持つ（性能向上は40％を超える）ものの、この向上幅は従来のCPUでの最適化効果に比べてはるかに低いことが分かりました。この現象の主な理由は、zkVMの性能ボトルネックが、その特有の制約システムに起因しているためであり、従来のCPUにおけるキャッシュ管理や分岐予測などのハードウェア特性によるものではありません。

zkVM 技術の進化に伴い、今後さらに革新的な発展が見られることが期待されており、これはブロックチェーン技術の応用と普及に新たな可能性をもたらすでしょう。