イーサリアムの建築的地震：なぜEVMはRISC-Vに道を譲る必要があるのか

イーサリアムプロトコルは、創世以来最も根本的な変革に直面しています。単なるアップグレードではなく、基本的なアーキテクチャの抜本的な刷新です。DeFiやNFT革命を支えたイーサリアム・バーチャルマシン (EVM)は、ゼロ知識証明が支配的な未来において、ネットワークの最大のパフォーマンスボトルネックとなりつつあります。答えは：RISC-Vに置き換えることです。

誰も語らないパフォーマンス危機

真実はこうです：現在のゼロ知識EVM実装は、ネイティブ実行の50倍から800倍遅いです。なぜか？それは、EVMを直接証明しているのではなく、EVMのインタプリタを証明しているからです。これは、いずれもRISC-Vバイトコードにコンパイルされるためです。

Vitalik Buterin自身が問いかけました：最終的にEVMの実行をRISC-Vにコンパイルしているのなら、なぜ開発者と実行層の間に不要な抽象化レイヤーを追加するのか？ そのインタプリタのオーバーヘッドを排除するだけで、Layer 1の検証において100倍の効率向上が可能です。

現在の設計決定は、連鎖的な問題を引き起こしています。

事前コンパイル済みコントラクト：イーサリアムは、(modexp、ecrecoverなど)のハードコーディングされた暗号関数を、EVMのパフォーマンス制限の応急処置として追加しました。これにより、信頼されたコードベースが壊滅的に膨れ上がっています。単一のプリコンパイルのラッパーコードは、今やRISC-Vインタプリタ全体よりも複雑です。新たなプリコンパイルを追加するには、激しいハードフォークが必要であり、イノベーションを妨げています。

アーキテクチャの不整合：EVMの256ビットスタック設計は、2015年の暗号プリミティブには理にかなっていました。しかし今や、それは負債です。ほとんどのスマートコントラクト操作は32ビットまたは64ビット整数を使用していますが、EVMは同じリソースを消費し続け、小さな値に対しても2〜4倍の不要な複雑さを追加し、ゼロ知識証明の効率を損なっています。

なぜRISC-Vが勝つのか：オープンスタンダードの優位性

RISC-Vは、独自の仮想マシンではなく、オープンな命令セットアーキテクチャ標準です。誰でも自由に利用できます。これには三つの決定的な利点があります。

根本的なシンプルさ：コア命令は47個だけ。x86の何千もの命令と比較してください。この最小限主義は意図的です。攻撃面が少なく、形式的検証が容易で、信頼できるコードの境界も小さくなります。

成熟したソフトウェアエコシステム：RISC-Vを採用することで、イーサリアムは数十年にわたるコンパイラインフラを無料で手に入れます。LLVMツールチェーンはすでにRust、Go、C++、Pythonなど多くの言語をサポートしています。開発者は新しい構文を学ぶ必要はなく、既に知っている言語でスマートコントラクトを書き、直接Layer 1の実行層にコンパイルできます。Vitalikはこれを「NodeJS体験」と呼び、クライアント側とサーバー側のコードを同じ言語で書くことを指します。

市場の収束：10のzkVMプロジェクトのうち9つはすでにRISC-Vをネイティブ命令セットとして採用しています。これは理論的な話ではなく、ゼロ知識コンピューティングエコシステムの事実上の標準です。Layer 1の採用は、イーサリアムのコアを、その全てのLayer 2エコシステムが構築しようとしているインフラと整合させることになります。

移行の青写真：三段階、革命なし

これはビッグバンではありません。Vitalikは意図的に慎重なアプローチを示しました。

フェーズ1：プリコンパイル置換
RISC-Vの機能は、ホワイトリストに登録されたプログラムを通じてEVM内に登場します。バイトコード形式の変更はありません。開発者は気づきません。ネットワークは、制御された条件下でメインネット上で新しいVMの運用経験を積みます—最もリスクの低いテスト環境です。

フェーズ2：デュアル仮想マシン時代
EVMとRISC-Vのコントラクトが共存します。スマートコントラクトは自分のバイトコード形式にタグ付けできます。重要な革新：システムコール (ECALL) を介して相互呼び出しが可能です。これにより、RISC-VのUniswap V3コアプールがレガシーのEVMベースのオラクルを呼び出す、透明な相互運用性が実現します。

フェーズ3：EVMはシミュレーション (「ロゼッタ」戦略)
従来のEVMは、RISC-V上で動作する形式的に検証されたスマートコントラクトになります。これは究極の単純化です。二重の実行エンジンを維持する代わりに、コア開発者は一つの合理化されたLayer 1を維持し、レガシーサポートはアプリケーション層のソフトウェアとして構築されます。このフェーズには数年かかるかもしれませんが、避けられません。

勝者と敗者：ロールアップの再編

この変化はLayer 2インフラにとって大きな衝撃となるでしょう。

オプティミスティックロールアップは存亡の危機に直面：ArbitrumやOptimismのようなプロジェクトは、不正証明メカニズムに依存しており、L1のEVMを通じて争われた取引を再実行します。EVMがL1から消えると、彼らのセキュリティモデルは崩壊します。彼らは二つの厳しい選択を迫られます：(1) RISC-V用の不正証明システムをゼロから再構築するか、(2) Ethereumのセキュリティモデルを完全に放棄するかです。

ZKロールアップは追い風を得る：Polygon、zkSync、Scrollなどは、RISC-V zkVMを基盤にLayer 2を構築しています。L1が彼らの言語を話すことで、ネイティブのロールアップが可能になり、翻訳層は不要です。L2チームはL1のコンパイラやデバッガ、検証ツールを再利用できます。これによりL2の経済性は大きく変わります：

• L2 RISC-VとL1 VM間のカスタムブリッジングロジック不要
• ガス計算が正確になり、L1の手数料は実際のRISC-V検証コストを反映
• 決済は原子性となり、ヒューリスティックではなくなる

結果は、Justin Drakeの「ロールアップは特殊なL1インスタンス」というビジョン—より緊密な統合、低遅延、より効率的な資本配分です。

開発者とユーザーへの真の影響

開発者体験：開発者はSolidity/Vyper/Yulに縛られなくなります。Rust、Go、Pythonを書き、npmやcrates.ioの好きなライブラリを使い、直接L1上で動作します。コンパイルは透明です。Vitalikは、エコシステムのネットワーク効果によりSolidityは存続すると予測していますが、圧力は解放されます。

ユーザー経済性：証明コストは約100倍低下します (1ドルの取引あたり数セントに)。これは理論的な話ではありません—Succinct LabsのSP1 zkVMはすでにこれを実証しています。より高速なL2決済と相まって (Optimistic Rollupsは現在7日間の出金待ちを強いていますが、OP Succinctは1時間に短縮し)、ユーザー体験は質的に変わります。

最終目標は「Gigagas L1」—約10,000取引/秒のLayer 1と原子性の最終性です。これにより、コストや遅延のために現在不可能なオンチェーンアプリケーションが解放されます。

管理すべきリスク

ガスメジャーメントの混乱：汎用命令セットアーキテクチャで命令を公平にカウントすることは未解決の問題です。攻撃者はキャッシュミスを繰り返すコードを設計でき、高いCPUコストながら最小のGasしか請求されない可能性があります。これにより、新たなサービス拒否攻撃のベクトルが生まれる恐れがあります。

コンパイラ信頼の爆発：セキュリティモデルは「オンチェーン実行の証明」から「LLVMコンパイラを信頼する」へとシフトします。LLVMは何千行もの複雑なコードであり、多くの脆弱性の歴史があります。攻撃者がコンパイラのバグを悪用すれば、見た目には無害なソースコードに悪意のある動作を隠すことが可能です。さらに、「再現可能ビルド」の問題により、オンチェーンのバイナリと公開ソースコードの一致を証明するのは困難であり、透明性の面で悪夢です。

エコシステムの断片化：異なるプロジェクトが異なるRISC-V構成 (RV32I vs. RV64GC)やABI標準を採用すれば、エコシステムは分裂します。ツールチェーンの優位性も失われます。

緩和策：

• フェーズドロールアウト (プレフェーズ1)：低リスクなシナリオでモデルを証明
• 継続的な敵対的テスト (ファズテストはすでに主要なzkVMで11の重大な整合性バグを発見済み)
• 形式的検証 (SAIL仕様により数学的正確性証明を可能に—Yellow Paperの曖昧さとは異なる)
• 単一の標準化された構成 (おそらくRV64GC + Linux ABI)：断片化を防止

イーサリアムの証明可能な未来

これは単なる速度の問題ではありません。より広いビジョンは、イーサリアムが「スマートコントラクトマシン」からインターネットのためのミニマリストな決済・信頼層へと進化することです。「リーン・イーサリアム」ロードマップ (リーンコンセンサス + リーンデータ + リーン実行)は、複雑さを排除することを明確に意図しています—そして、最も深く削り取るのはリーン実行です。

Succinct LabsのSP1 zkVMは、これが実践的に機能することを証明しています。彼らのOP Succinctは、zk証明をオプティミスティックロールアップに適用し、出金時間を7倍短縮しています。彼らのSuccinct Prover Networkは、証明生成市場のスケッチです。これらは研究論文ではなく、実運用システムです。

この瞬間は明確になりつつあります：形式的検証ツールは成熟しつつあり (リーン定理証明器)、ハードウェア証明加速も出荷中 (SP1 ASICsがテスト中)、そしてzkVMエコシステムの90％はすでにRISC-Vを選択しています。Vitalikの「すべてをsnark化する」ビジョンはもはや空想ではなく、L1の追いつきを待つインフラとなっています。

イーサリアムは選択を迫られています：今、アーキテクチャ的に進化させるか、ゼロ知識計算が標準となるにつれてそのパフォーマンスの天井が硬直化するのを見守るかです。データは、ネットワークが進化を選ぶことを示唆しています—慎重に段階的に進めながらも、避けられないフェーズです。

インターネットの暗号基盤はSolidityで書かれているのではありません。RISC-Vで書かれています。