リーンイーサリアム：次の10年のイーサリアムに向かっています

キーポイント

• 7月31日、Ethereum Foundationの研究者であるJustin Drakeは、「Lean Ethereum」ロードマップをリリースし、今後10年間でイーサリアムの開発方向を計画しました。

• ロードマップには、すべての暗号化プリミティブをハッシュベースのメカニズムに移行して量子抵抗を達成し、コンセンサス層、データレイヤー、実行層を根本的に再設計するなどの急進的な計画が含まれています。

• Ethereumの無駄のないアプローチは、SUIの「脂肪」アプローチとは対照的であり、最小限の変更で既存の機能を維持しようとしています。

1.「リーンイーサリアム」を発表する

イーサリアムの10周年である7月31日、イーサリアム財団の研究者であるジャスティンドレイクは、今後10年間でイーサリアムの開発に備えるために「リーンイーサリアム」と呼ばれるロードマップを共有しました。ロードマップはブログ投稿の形式で公開されており、フィールドごとに2〜3文の簡単な説明しかありませんが、各要素には多数の凝縮された詳細が含まれています。この記事では、ロードマップの各部分を掘り下げ、このロードマップを介してイーサリアムネットワークがどのように変換されるかを調べます。

1.1量子暗号抵抗性の強化

ロードマップで最初に述べたように、イーサリアムの最大の価値は、「作成ブロック以来止まらなかったチェーン」としての安定性にあると思います。この成果は、過去10年間にわたってネットワークの分散化と軽量化を優先するというイーサリアムの戦略によって推進されています。これは、イーサリアムの最近発表された「1兆ドルのセキュリティ」目標を達成するために保持しなければならない価値です。

このビジョンの背後にあるのは、量子コンピューティングの時代の到来です。GoogleのWillow Quantum Computerが105キュビットを実装しているなど、量子コンピューティングテクノロジーは加速しており、NISTは2030年までに既存の暗号化アルゴリズムを段階的に廃止し、2035年までに量子抵抗基準への完全な移行を推奨しています。誰もが知っているように、十分に強力な量子コンピューターが現在の暗号化システムを無効にする可能性があります。この問題は長年にわたってWeb3エコシステム全体で議論されており、Vitalikは、量子耐性暗号化アルゴリズムにアップグレードする前に量子コンピューター攻撃が発生した場合、イーサリアム研究フォーラムでハードフォークを通じて実装できる対策を詳述しました。

ただし、イーサリアムは最終的には、2023年にVitalikが言及したイーサリアムの長期ロードマップ「Splurge」の最終段階で実施される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ることは明らかです。どの暗号化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以前の説明はありませんでしたが、ドレイクのロードマップは、すべての暗号化プリミティブをハッシュベースのシステムに移行するための根本的なアプローチを明確に提案しています。

ハッシュベースの暗号化の量子抵抗性に関して：顕著な量子コンピューティング方法は、RSAや楕円曲線などの公開キー暗号化を効果的にクラックする可能性がありますが、ハッシュ機能を割るのは比較的非効率的です。量子コンピューティングはブルートフォースの亀裂をスピードアップできますが、ハッシュの長さを増やすことでセキュリティレベルを上げると、この問題に完全に対処できます。ハッシュベースの署名スキーム（例：Sphincs+、Lamport）は、量子抵抗性を持つことが知られています。ハッシュベースの暗号化は量子抵抗を提供するだけでなく、最も単純な形式の暗号化の利点もあり、コンセンサス層、データレイヤー、実行層の再構築を可能にします。

1.2包括的なチェーンの再設計により、高いスケーラビリティを実現します

ロードマップの2番目の柱は非常にスケーラビリティです。ドレイクは、イーサリウムネットワークで1秒あたり1ギガビットガスと1秒あたり1秒間のギガビットガスの壮大な目標を提案しました（レイヤー2）。トランザクションスループットでは、これはイーサリアムでの1秒あたり約10,000トランザクションと、2番目のレイヤーでの約100万トランザクションに相当します。これは、イーサリアムの現在のパフォーマンスの約30 TPSと比較して想像を絶するパフォーマンスの改善です。Drakeのロードマップは、Ethereumの3つのコアレイヤー（実行レイヤー、コンセンサスレイヤー、データレイヤー）を再設計することにより、急進的なパフォーマンスの改善を実現することを目的としています。

1.2.1コンセンサスレイヤー：ビームチェーンの実装

コンセンサスレイヤーの場合、目標は、昨年のDevcon Conferenceでドレイクが提案したビームチェーンを実装することです。ドレイクは、ビーコンチェーンの設計がパフォーマンスよりもセキュリティを優先し、パフォーマンス関連の更新のボトルネックを作成すると述べました。彼は、コンセンサス層の包括的な再設計は、ビーコンチェーン設計のエラーを完全に解決しなければならないと考えています。さらに、彼は、急速に進化するスナークの証拠とZKVMの積極的な採用を求めて、ブロック生産と最終速度を少なくとも3回増加させました。

Beamチェーンのロードマップには複数の問題が言及していますが、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た複数の委員会を大規模な委員会に統合し、最終化時間を12秒に短縮し、ブロック生産時間を4秒に短縮することです。これには、スナークプルーフとZKVMが役割を果たす非常に軽量の状態検証が必要です。国家管理および署名メカニズムは、スナークベースのシステムへの移行に大幅な変更を受けることが期待されています。

ドレイクは、これがビームチェーンロードマップを発表する際に個々の研究者としての彼の提案であると強調したが、リーンイーサリアムロードマップのリリースは、ビームチェーンの実装が正式に開始されることを示唆している。

1.2.2実行レイヤー：RISC-Vの導入

実行レイヤーも大幅な変更を受けると予想されます。ドレイクは、EVMを完全に再設計するためのロードマップを提案し、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、スナークに優しい指示セットを採用しました。彼はRISC-Vを潜在的な代替実行環境として述べ、2024年以来Vitalik Butlingが議論してきたRISC-Vベースの実行環境の可能性を高めました。

RISC-Vは、EVMの256ビットスタックベースのアーキテクチャよりもはるかに軽いオープンソース命令セットアーキテクチャです。各RISC-V命令はシンプルで予測可能な制約に変換できるため、RISC-Vに基づく実行環境の構築は、イーサリアム実行の証明生成時間を大幅に短縮できます。すべての実行がゼロ知識の証明を自動的に生成するように設計されている場合、ノードは再検討せずに状態遷移の精度に自信があります。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と言語を継続できるようにします。

1.2.3データレイヤー：ブロブの制限を克服します

EIP-4844を通じ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すが、依然として基本的な制限があります。128kbのサイズが柔軟性を制限し、KZGは量子コンピューターに対して脆弱であることを約束し、ブロックごとに6ブロブの現在の目標（ペクトラがアップグレードされた場合）は将来のニーズを満たすのに十分ではありません。

Lean Ethereum Roadmapは、これらの制限を複数の視点から解決します。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抵抗が確保されます。可変BLOBサイズを許可することにより、コスト効率を最大化し、第2層チェーンが必要なデータの正確な量のみを保存できるようにします。最後に、データの可用性サンプリング方法が改善され、ノードがデータ全体をダウンロードせずに可用性を検証できるようになり、BLOBの数が大幅に増加するための基礎を築きます。

2。私たちは今どの段階にいますか？

Lean Ethereumの発表により、Leanroadmap.orgのWebサイトも起動されており、ユーザーはLean Ethereum Roadmapの実装ステータスをリアルタイムで追跡できます。ウェブサイトによると、イーサリウムコミュニティへのアップグレードニーズを促進する段階は終了しようとしており、タスクの優先順位の準備は2026年初頭までに完了すると予想されます。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に実装が最大5年かかると推定し、リーンイーサリウムの実装は、2029年の変更を完了することを目的としています。コンセンサス、実行、およびデータが非常に速いペースで前進することで更新する必要があります。このウェブサイトは、上記のチャートだけでなく、更新に必要なすべてのコンポーネントの詳細な実装の進捗も追跡し、開発者だけでなく、イーサリアムコミュニティ全体に視界を提供し、リーンイーサリアムは壮大な目標であるだけでなく、数年後に現実になる未来になると主張します。

3。リーンイーサリアムvs.パットSUI：量子コンピューティングの時代のさまざまな方法

無駄のないイーサリアムロードマップは、ソラナやSUIなどの高性能の次世代ブロックチェーンに対するイーサリアムの反応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で設計されていますが、イーサリアムは先駆者として、技術的な負債と地方分権化とセキュリティのコアバリューを維持する必要性により、積極的なパフォーマンスの改善の困難に直面しています。このロードマップは、Ethereumがスループット競争に参加するためだけでなく、パフォーマンスとセキュリティを改善するためにチェーンを包括的に再編成することにより、イーサリアムの伝統的な姿勢から大きく逸脱するためにも重要です。

私が最も感銘を受けたのは、再編成するときに新しい機能を追加するのではなく、圧縮チェーンを（薄くするために）選択することでした。多くの場合、古代のシステムは既存の構造に新しい機能を追加することで進化し、このロードマップは反対のアプローチを取りました – すべてを再考し、簡素化します。技術的な負債をクリアし、新しい飛躍の準備をすることは大胆な選択です。

対照的に、昨年4月に発表されたSUIのQuantum後の戦略は、Latecomers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などの幅広い分野で量子耐性暗号を導入する予定であり、各ユースケースのパフォーマンス要件についてさまざまな暗号化メカニズムを採用し、既存の実装にすぐに対応するために慎重に更新する予定です。さらに、SUIは、28日の内部研究を通じて開発された量子抵抗の暗号化メカニズムを発表しました。これは、SUI、ソラナ、コスモスなどのEDDSAベースのチェーンに後方互換性を提供する最初の量子抵抗経路であるため、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せずに量子抵抗を得ることができるようにアップグレードされることが期待されています。

既存の実装を維持しながら量子耐性暗号の導入は、検証時間とサイズの大幅な増加などのパフォーマンスの劣化をもたらすと予想されますが、SUIは、バッチ検証の最適化などのテクノロジーでこの問題を軽減し、既存のユーザーエクスペリエンスの最大保持を優先することを目指しています。これは、SUIがゼロから設計する際のパフォーマンスとパスワードの互換性に重点を置いており、パスワードメカニズムを置き換えるときに発生する可能性のある技術的な問題を最小限に抑えるためです。他のチェーンと比較して、SUIのすでに圧倒的なパフォーマンスは、PATプロトコル戦略を使用して量子抵抗を実装できるもう1つの理由です。

EthereumとSUIの量子対処戦略は、さまざまな出発点から始まりますが、共通の洞察を共有するのは興味深いことです。両方のプロジェクトは、量子コンピューティングの脅威を単なる技術的な課題ではなく、ブロックチェーンの基礎を再考する機会と見なしています。Ethereumの急進的な再設計は、10年以上実行されているシステムでさえゼロから再考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、量子コンピューティングの時代に備えるためのこれら2つのアプローチは、最終的にブロックチェーンエコシステムの成熟度を示しています。目標は、「高速チェーン」または「安全なチェーン」を作成するだけではありません。各プロジェクトは、独自の哲学とビジョンで未来に備えています。この多様性は、生態系全体の回復力を高め、予測不可能な未来への最良の準備です。それがイーサリアムであろうとSUIの道であろうと、私たちが私たちをWeb3のより良い未来に導くことを楽しみにしています。