2030年イーサリアムの発展方向:Rollup技術分化における世界帳簿ビジョンの実現

イーサリアムは常に信頼できる中立性を維持しながら、上層の革新を推進することに努めています。初期の議論では「Rollupを中心にしたロードマップ」が描かれており、つまり基盤ネットワークが徐々に簡素化され固定化され、大部分の活動がL2に移行するというものでした。しかし最近の発展は、最小限の合意形成とデータの可用性層としてだけでは不十分であることを示しています:L1はトラフィックと活動を処理する能力を備えている必要があります。なぜなら、これはL2が最終的に依存する基盤だからです。これは、より速いブロック生成速度、より低いデータコスト、より強力な証明メカニズム、そしてより良い相互運用性が必要であることを意味します。

L1の活性化がL2の活性化を促進し、水位が上がるように成長することができます。

間もなく始まるBeam Chainのコンセンサスメカニズムの再構築は、より速い最終確認速度とより低いバリデーターのハードルを実現し、元のスループットを向上させると同時に、イーサリアムの中立性をさらに強化することを目的としています。また、すでに提案されている活動は、ますます複雑化するイーサリアム仮想マシン(EVM)からRISC-Vネイティブ仮想マシンへの移行を考慮しており、従来の契約との相互運用性を維持しながら、証明者の効率を大幅に向上させることが期待されています。

これらのアップグレードはL2の状況を再構築します。2030年までに、イーサリアムの汎用Rollupを中心としたロードマップは、ある範囲内で2つの方向に統合されます:

• アライン型Rollup:イーサリアムとの深い統合(を優先して実現し、共有ソートやネイティブ検証)を行い、最小限の信頼仮定のもとでL1の流動性を最大限に活用します。この関係は相互利益を持ち、アライン型RollupはL1から直接コンポーザビリティとセキュリティを取得できます。

• 性能型Rollup: 吞吐量とリアルタイムユーザー体験を優先し、時には代替データ可用性層(DA層)や承認された参加者(（中央集権的なソートエンジン、小規模なセキュリティ委員会/マルチシグ)）を通じて実現しますが、なおもエーテルを最終的な決済層として信頼性(やマーケティング)のために使用します。

これらのRollupソリューションを設計する際、各チームは以下の3つの側面を考慮する必要があります:

• 流動性取得: どのようにイーサリアムや他のRollupソリューションで流動性を取得し、利用するのか? 同期または原子的な可組み性の重要性はどのようなものか?

• セキュリティの出所: イーサリアムからロールアップに移転する流動性は、どの程度までイーサリアムのセキュリティを直接継承するのか、それともロールアッププロバイダーに依存するのか?

• 実行表現力:イーサリアム仮想マシン(EVM)の互換性の重要性はどのようなものですか? SVMなどの代替案や人気のRustスマートコントラクトの台頭を考慮すると、EVM互換性は今後5年間も重要であり続けるのでしょうか?

ロールアップ系譜の二極化

Rollupプロジェクトは徐々に二つの極端に集まっています。一方は高性能のRollupで、最大のスループットとユーザー体験(高帯域幅、低遅延)を提供できますが、イーサリアムL1との結合度は低いです; もう一方はイーサリアム整合型のRollup(、例えばL1ベースのRollup、ネイティブRollup、スーパーソニックRollup)などで、このようなRollupはイーサリアムの安全性、データ、コンセンサス機構を十分に活用し、分散化、安全性、信頼できる中立性を優先して保障しますが、L1の設計制限により、一部の性能を犠牲にします。そして、中間の地帯に位置し、両者のバランスを取ろうとするRollupは競争が難しく、最終的にはどちらかの極に近づく可能性があり、淘汰されるリスクに直面します。

! Imagine Ethereum 2030: L1 and Rollup Dual-Track World Ledger

グラフの左上隅にあるRollupは性能に重点を置いています：それらは、中央集権的なソートエンジン、代替データ可用性ネットワーク(DAネットワーク)、または特定のアプリケーションに最適化されたものを採用する可能性があり、通常のL2(、例えばMegaETH)のスループットをはるかに超えます。部分的な性能型Rollupは、整合性で右側により近く(、例えば、Puffer UniFiやRiseなどの迅速な事前確認に基づく技術を採用し、右上隅の「理想的な目標」)を狙っていますが、その最終的な確定性はL1の規範に依存します。それに対して、右下隅のRollupはイーサリアムとの整合性を最大化します：ETHを手数料、取引、DeFiに深く統合し、取引のソーティングおよび/または証明の検証をL1に固定し、原始的な速度ではなく可組み性を優先します(例えば、Taikoはこの方向に進んでいますが、ユーザー体験を最適化するために許可された事前確認を探索しています)。2030年までに、多くの「中庸」なL2は上記のいずれかのモデルに移行するか、淘汰されるリスクに直面することを予想しています。ユーザーと開発者は、高リスクで可組み性のあるDeFiシナリオ(に対して、高い安全性とイーサリアムとの整合性を持つ環境を選択する傾向があります)、または大衆向けアプリケーション(に対して高いスケーラビリティとアプリケーション向けにカスタマイズされたネットワーク)を選択します。イーサリアムの2030年のロードマップは、これら2つのパスの基盤を築いています。

"アライメント"の定義には議論があり、まだ合意に達していません。本報告に関しては、上記が"パフォーマンス"と"アライメント"の簡単な分析フレームワークです。前述の図表はこの定義に基づいて描かれており、他の"アライメント"の解釈には必ずしも適用されるわけではありません。

なぜ中間地帯が消失するのですか？

ネットワーク効果は市場をより少なく、より大きなハブに集約させるでしょう。暗号通貨のようにネットワーク効果が主導する市場では、最終的には少数の勝者が支配する構図が形成される可能性があります(。私たちがCEX分野で見ているように)。ネットワーク効果が特定のチェーンのコア優位性を中心に集約されるため、エコシステムはしばしば「パフォーマンス最大化」と「セキュリティ最大化」の少数のプラットフォームに統合されます。イーサリアムの整合性やパフォーマンスで中途半端なRollupを実現した場合、最終的には前者のセキュリティも得られず、後者の可用性も持つことができません。

Rollup技術が成熟するにつれて、経済活動は「必要な安全性」と「安全性を得るコスト」のバランスに基づいて階層化されます。決済やガバナンスのリスクを負えないシナリオ、例えば機関級DeFi、大型チェーン上の金庫、高価値担保市場などは、イーサリアムの完全な安全保障と中立性を継承するチェーン上の(またはイーサリアムL1自体)に集中する可能性があります。一方、大衆向けのアプリケーションシナリオ(、例えばMeme、取引、ソーシャル、ゲーム、小売決済など)は、ユーザーエクスペリエンスが最も良く、コストが最低のチェーンに集まるでしょう。このようなチェーンは、カスタマイズされたスループット向上策や中央集権的なソートメカニズムが必要になるかもしれません。したがって、「速度はまずまずだが最速ではなく、安全性はまあまあだが最適ではない」汎用チェーンの魅力は次第に低下していくでしょう。特に2030年までに、クロスチェーンの相互運用性が資産をこれら二つのシナリオ間で自由に流動させることができれば、この中間地帯の生存空間はさらに限られるでしょう。

イーサリアム技術スタックの進化

イーサリアム全体の基盤層(は、実行、決済、コンセンサスからデータの可用性)までの重大なアップグレードを計画しており、L1のスケーラビリティを向上させ、Rollupを中心とした開発モデルにより適合させることを目指しています。重要な改善(は矢印で示されており)、パフォーマンスを向上させ、複雑さを軽減し、イーサリアムがRollupの運用においてより直接的な役割を果たすことを促進します。

! Imagine Ethereum 2030: L1 and Rollup Parallel World Ledger

実行レイヤー

2030年までに、イーサリアムの現在の実行環境(は256ビットアーキテクチャと従来のデザインのイーサリアム仮想マシンEVM)が、より現代的で効率的な仮想マシンに置き換えられるか、強化される可能性があります。Vitalikはイーサリアム仮想マシンをRISC-Vベースのアーキテクチャにアップグレードすることを提案しました。RISC-Vは、取引実行と証明生成の効率において重大なブレークスルーを実現することが期待されている、簡素化されたモジュラー命令セットです( 50〜100倍の向上)。32/64ビット命令は現代のCPUに直接適合し、ゼロ知識証明においても効率が高いです。技術的なイテレーションの影響を減らし、進捗の停滞を避けるため(、例えば以前にコミュニティがEVMの代替としてeWasmを検討した際のジレンマ)、ダブル仮想マシンモードを採用することを計画しています：EVMを保持して後方互換性を確保しつつ、新しいRISC-V仮想マシンを導入して新しい契約を処理する( Arbitrum StylusによるWASM + EVM契約の互換性のあるソリューションに類似しています)。この措置は、実行層を大幅に簡素化し、加速させることを目的とし、同時にL1のスケーラビリティとRollupサポート能力を助けることを目指しています。

なぜそうするのですか?

EVMの設計はゼロ知識証明を考慮していないため、zk-EVM証明器は状態遷移のシミュレーション、ルートハッシュ/ハッシュツリーの計算、およびEVM特有のメカニズムの処理時に大量の追加コストが発生します。それに対して、RISC-V仮想マシンはよりシンプルなレジスターロジックを採用しており、直接的にモデル化し証明を生成できるため、必要な制約が大幅に減少します。ゼロ知識証明に対するその親和性は、ガス計算や状態管理などの非効率なプロセスを排除し、ゼロ知識証明を採用するすべてのRollupに大きな利益をもたらします: 状態遷移証明の生成はより簡単で迅速かつ低コストになります。結局のところ、EVMをRISC-V仮想マシンにアップグレードすることで、全体的な証明スループットが向上し、L1がL2の実行を直接検証することが可能になります(以下に詳述)、一方でパフォーマンス型Rollup自体の仮想マシンのスループット上限も向上します。

さらに、これによりSolidity/Vyperのニッチなエコシステムを突破し、イーサリアムの開発者エコシステムを大幅に拡大し、Rust、C/C++、Goなどの主流開発コミュニティの参加を促すことができます。

###集落レイヤー

イーサリアムは、ばらばらなL2決済モデルから統一された、ネイティブ統合の決済フレームワークへ移行することを計画しており、これによりRollupの決済方法が根本的に変わることになります。現在、各Rollupは独立したL1検証契約(詐欺証明または有効性証明)を展開する必要があり、これらの契約はカスタマイズの程度が高く、相互に独立しています。2030年までに、イーサリアムはネイティブ機能(提案されたEXECUTEプリコンパイル機能)を統合する可能性があり、これを汎用L2実行検証器として機能させる予定です。EXECUTEは、イーサリアムのバリデーターが直接Rollupの状態遷移を再実行し、その正確性を検証することを可能にし、本質的にはプロトコル層で任意のRollupブロックの検証能力を「固定」することになります。

このアップグレードは「ネイティブロールアップ」を生み出します。これは本質的にプログラム可能な実行シャーディング(で、NEARの設計)に類似しています。通常のL2、標準ロールアップ、またはL1ベースのロールアップとは異なり、ネイティブロールアップのブロックはイーサリアム自身の実行エンジンによって検証されます。

EXECUTEはEVMシミュレーションと維持に必要な複雑なカスタムインフラストラクチャ(、詐欺証明メカニズム、ゼロ知識証明回路、マルチシグ"セキュリティ委員会")を省略し、等価EVM Rollupの開発を大幅に簡素化し、最終的にほぼカスタムコードを必要としない完全な信頼不要のL2を実現しました。次世代リアルタイムプローバ(、FermahやSuccinct)を組み合わせることで、L1上でリアルタイム決済を実現できます: RollupトランザクションはL1に組み込まれるとすぐに最終性を達成し、詐欺証明ウィンドウや複数期間の証明計算を待つ必要はありません。決済レイヤーをグローバルに共有されるインフラストラクチャとして構築することで、イーサリアムは信頼性の中立性(を強化し、ユーザーは検証クライアント)やコンポーザビリティ(を自由に選択でき、同スロットでのリアルタイム証明問題を心配することなく、同期コンポーザビリティが大幅に簡素化)されます。すべてのネイティブ(またはネイティブ+ L1ベースの)Rollupsは、同じL1決済関数を使用し、標準化された証明とRollup(シャーディング)間の便利な相互作用を実現します。

コンセンサス層

イーサリアムの信標チェーン(Beacon Chain)コンセンサス層はBeam Chain(に再構築される計画で、2027-2029年にテスト)を行う予定です。これは、先進的な暗号技術(を通じて量子耐性)を含むコンセンサスメカニズムのアップグレード、スケーラビリティと分散化の向上を目指しています。六つの研究方向のアップグレードの中で、本記事に関連する核心的な特性には以下が含まれます:

• より短い時間枠、より迅速な最終性:Beam Chainの核心目標の一つは、最終性の速度を向上させることです。現在約15分かかる最終性(Gasperメカニズム下の2つのエポック、つまり32+32の12秒の時間枠)を3つの時間枠の最終性(3SF、4秒の時間枠、約12秒)に短縮し、最終的には単一の時間枠の最終性(SSF、約4秒)を実現します。3SF+4秒の時間枠は、トランザクションがブロックチェーンに追加された後10秒以内に最終確認が完了できることを意味し、L1ベースのロールアップやネイティブロールアップのユーザー体験を大幅に改善します:L1ブロック速度の向上は、ロールアップブロック生成を直接加速します。トランザクションがブロックに取り込まれる時間は約4秒(高負荷時には長く)、関連するロールアップのブロック速度は3倍(向上しますが、依然としてパフォーマンス型ロールアップ、代替L1またはクレジットカード決済より遅いため、事前確認メカニズムは依然として重要です)。より迅速なL1の最終性は、決済の保障と加速も可能にします:ロールアップは数秒以内にL1で完了できます。