## イーサリアムの歴史における最も重要なアーキテクチャの変更イーサリアムは、その創造以来最も画期的なアーキテクチャの変更を迎えようとしています：イーサリアム・バーチャル・マシン (EVM)をRISC-Vアーキテクチャに置き換えます。この移行は、イーサリアムがトランザクションを処理し、スマートコントラクトを実行する方法における根本的な変化を示しており、ブロックチェーン開発におけるゼロ知識 (ZK)技術の重要性が高まっていることに起因しています。現在のEVMは、ゼロ知識証明の時代において重要なパフォーマンスのボトルネックとなっています：- zkEVMの実装はインタプリタに依存しており、50-800倍のパフォーマンス低下を引き起こします- プリコンパイルモジュールはプロトコルに複雑さとセキュリティリスクを追加します- 256ビットスタック設計は、証明を生成するのに非常に非効率的であることが証明されています。## RISC-Vが最適なソリューションである理由RISC-Vは、EVMの制限に対処するいくつかの魅力的な利点を提供します:- **ミニマリストデザイン** は約47の基本的な命令に基づいており、複数の言語をサポートする成熟したLLVMエコシステムと組み合わされています (Rust, C++, Go)- **業界全体での採用** により、90%のプロジェクトがzkVM実装の標準としてRISC-Vを選択- **正式なSAIL仕様**が曖昧なイエローペーパーに代わり、厳密な検証を可能にします- **ハードウェアアクセラレーションパス** ASICs/FPGAsを通じて、現在SP1、Nervos、Cartesiなどのプロジェクトによってテストされています## 3段階の移行戦略移行は、慎重に計画された複数段階のプロセスを通じて進行します。1. **初期統合**: RISC-Vは低リスクテストのためにプリコンパイルされたモジュールとして実装されました2. **デュアル仮想マシン時代**: EVMとRISC-Vが共存し、完全な相互運用性を持つ3. **完全な移行**: RISC-V (the "Rosetta" strategy) 内での EVM 機能の再実装## エコシステム全体の影響分析このアーキテクチャの変化は、イーサリアムエコシステム全体に波及効果をもたらすでしょう:- **オプティミスティックロールアップ** (アービトラム、オプティミズム)は詐欺証明メカニズムを再構築する必要があります- **ゼロ知識ロールアップ** (Polygon、zkSync、Scroll)は、より安価で、より迅速で、より簡単な証明生成を通じて大きな利点を得ることができます。- **開発者**は、Layer 1レベルでRust、Go、Pythonのような主流のプログラミング言語ライブラリに直接アクセスできることで利益を得るでしょう。- **ユーザー**は、証明生成のコストが約100倍低くなることを体験し、これによりGigagas L1のスループットが(~10,000 TPS)を可能にするかもしれません。## 変更の背後にある技術的な推進要因を理解する### 解釈者のオーバーヘッド問題現在のzkEVMの実装はEVMの操作を直接証明するものではありません。代わりに、EVMのインタープリターを証明し、そのインタープリターはRISC-Vコードにコンパイルされます。ヴィタリック・ブテリンが強調したように："もしzkVMの実装がEVMの実行を最終的にRISC-Vコードにコンパイルすることなら、なぜスマートコントラクト開発者に直接RISC-Vを公開しないのか？これにより、外部仮想マシン全体のオーバーヘッドを完全に排除できる。"この追加の解釈レイヤーは、ネイティブの証明生成と比較して、50〜800倍の遅延を示唆する厳しいパフォーマンスペナルティを課します。### 技術的負債の蓄積イーサリアムは、暗号操作におけるEVMのパフォーマンス制限を克服するためにプロトコルにハードコーディングされた専用関数であるプリコンパイルされたコントラクトの使用を通じて、重要な技術的負債を蓄積しています。ヴィタリックによると:"プリコンパイル契約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らませました...そして、それらは何度も合意の失敗を引き起こしかねない深刻な問題を引き起こしました。"その複雑さは驚異的であり、単一のプリコンパイルされたコントラクトのラッパーコードは、全体のRISC-Vインタープリタの複雑さを超えています。### アーキテクチャの非効率性EVMの256ビットアーキテクチャは、暗号値を処理するために選ばれましたが、32ビットまたは64ビット整数を使用する典型的なスマートコントラクト操作には非常に非効率的です。この非効率性は、ゼロ知識システムでは特に高くつきます。さらに、EVMのスタックアーキテクチャは、RISC-Vや現代のCPUが使用するレジスタベースのアーキテクチャよりも効率が悪く、同じ操作に対してより多くの命令を必要とし、コンパイラの最適化を複雑にします。## RISC-Vの利点：より検証可能なイーサリアムの構築### オープンスタンダード対カスタムデザインカスタム命令セットアーキテクチャが完全に新しいソフトウェアエコシステムを必要とするのに対して、RISC-Vは成熟したオープンスタンダードであり、3つの主要な利点を提供します:- **エコシステムの成熟**: LLVMと互換性のあるすべての高水準言語に対する世界クラスのツールとサポートへのアクセスを活用し、コンピュータサイエンスにおける数十年の集団的進歩を利用する- **デザインのシンプルさ**: より小さく、監査可能な信頼されたコードベースで、形式的に検証するのが容易である- **業界標準化**: 十分の九のzkVMがイーサリアムブロックを証明できる能力を持ち、ターゲットアーキテクチャとしてRISC-Vを選択しています### 信頼と検証のために設計されたRISC-Vのアーキテクチャは、安全で検証可能なシステムを構築するのに特に適しています:- 数学的正しさの証明のための「ゴールドスタンダード」を提供する、形式化された機械可読のSAIL仕様- ハードウェアで強化されたセキュリティ境界を持つ異なる運用レベルを定義する特権アーキテクチャ## リスク軽減戦略RISC-Vへの移行には、対処すべきいくつかの課題が存在します:- **ガス測定の複雑さ**: 一般的な命令セットのための決定論的で公平なガスモデルを作成すること- **ツールチェーンのセキュリティ考慮事項**: オフチェーンコンパイラへの依存への移行を管理することは、脆弱性を引き起こす可能性がありますこれらの課題は次の方法で対処されます:1. 各段階での徹底的なテストを伴う段階的展開2. コアコンポーネントの包括的なセキュリティ監査3. ガスアカウンティングのような重要要素の標準化努力## 検証可能なコンピューティングの未来へこのアーキテクチャの変革は、根本的なスケーラビリティのボトルネックに対処し、プロトコルの複雑さを減少させ、イーサリアムを汎用コンピューティングの原則に沿ったものにすることを目的としています。これにより、イーサリアムのレイヤー1は専門化されたスマートコントラクトプラットフォームから、検証可能なコンピューティング専用に設計された効率的で安全な決済レイヤーへと変革されます。ヴィタリック・ブテリンが強調したように、「最終目標はすべてにZK-snarkを提供することです」 - RISC-Vへの移行がこれを大幅に達成可能にするビジョンです。
イーサリアムの革命的変化：EVMからRISC-Vアーキテクチャへの移行
イーサリアムの歴史における最も重要なアーキテクチャの変更
イーサリアムは、その創造以来最も画期的なアーキテクチャの変更を迎えようとしています：イーサリアム・バーチャル・マシン (EVM)をRISC-Vアーキテクチャに置き換えます。この移行は、イーサリアムがトランザクションを処理し、スマートコントラクトを実行する方法における根本的な変化を示しており、ブロックチェーン開発におけるゼロ知識 (ZK)技術の重要性が高まっていることに起因しています。
現在のEVMは、ゼロ知識証明の時代において重要なパフォーマンスのボトルネックとなっています：
RISC-Vが最適なソリューションである理由
RISC-Vは、EVMの制限に対処するいくつかの魅力的な利点を提供します:
3段階の移行戦略
移行は、慎重に計画された複数段階のプロセスを通じて進行します。
エコシステム全体の影響分析
このアーキテクチャの変化は、イーサリアムエコシステム全体に波及効果をもたらすでしょう:
変更の背後にある技術的な推進要因を理解する
解釈者のオーバーヘッド問題
現在のzkEVMの実装はEVMの操作を直接証明するものではありません。代わりに、EVMのインタープリターを証明し、そのインタープリターはRISC-Vコードにコンパイルされます。ヴィタリック・ブテリンが強調したように：
"もしzkVMの実装がEVMの実行を最終的にRISC-Vコードにコンパイルすることなら、なぜスマートコントラクト開発者に直接RISC-Vを公開しないのか？これにより、外部仮想マシン全体のオーバーヘッドを完全に排除できる。"
この追加の解釈レイヤーは、ネイティブの証明生成と比較して、50〜800倍の遅延を示唆する厳しいパフォーマンスペナルティを課します。
技術的負債の蓄積
イーサリアムは、暗号操作におけるEVMのパフォーマンス制限を克服するためにプロトコルにハードコーディングされた専用関数であるプリコンパイルされたコントラクトの使用を通じて、重要な技術的負債を蓄積しています。ヴィタリックによると:
"プリコンパイル契約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らませました...そして、それらは何度も合意の失敗を引き起こしかねない深刻な問題を引き起こしました。"
その複雑さは驚異的であり、単一のプリコンパイルされたコントラクトのラッパーコードは、全体のRISC-Vインタープリタの複雑さを超えています。
アーキテクチャの非効率性
EVMの256ビットアーキテクチャは、暗号値を処理するために選ばれましたが、32ビットまたは64ビット整数を使用する典型的なスマートコントラクト操作には非常に非効率的です。この非効率性は、ゼロ知識システムでは特に高くつきます。
さらに、EVMのスタックアーキテクチャは、RISC-Vや現代のCPUが使用するレジスタベースのアーキテクチャよりも効率が悪く、同じ操作に対してより多くの命令を必要とし、コンパイラの最適化を複雑にします。
RISC-Vの利点：より検証可能なイーサリアムの構築
オープンスタンダード対カスタムデザイン
カスタム命令セットアーキテクチャが完全に新しいソフトウェアエコシステムを必要とするのに対して、RISC-Vは成熟したオープンスタンダードであり、3つの主要な利点を提供します:
信頼と検証のために設計された
RISC-Vのアーキテクチャは、安全で検証可能なシステムを構築するのに特に適しています:
リスク軽減戦略
RISC-Vへの移行には、対処すべきいくつかの課題が存在します:
これらの課題は次の方法で対処されます:
検証可能なコンピューティングの未来へ
このアーキテクチャの変革は、根本的なスケーラビリティのボトルネックに対処し、プロトコルの複雑さを減少させ、イーサリアムを汎用コンピューティングの原則に沿ったものにすることを目的としています。これにより、イーサリアムのレイヤー1は専門化されたスマートコントラクトプラットフォームから、検証可能なコンピューティング専用に設計された効率的で安全な決済レイヤーへと変革されます。
ヴィタリック・ブテリンが強調したように、「最終目標はすべてにZK-snarkを提供することです」 - RISC-Vへの移行がこれを大幅に達成可能にするビジョンです。