Ethereumの共同創設者であるVitalik Buterin氏は、ネットワークが当初のブロックチェーン設計を超え、ブロックチェーンインフラと先端暗号技術を組み合わせた「暗号学的世界コンピュータ」へと移行しつつあると述べている。最近のブログ記事でButerin氏は、今後のHegotaアップグレード以降に計画されている変更を概説した。その内容には、ゼロ知識証明(背後のデータを明かすことなく命題を検証する暗号手法)、最適化されたコンセンサス、テストではなく数学的にコードの正しさを証明する形式検証、改善されたステート管理、より強力なプライバシーが含まれる。

ロードマップでは、トランザクション検閲に対抗するために設計されたインクルージョンリストメカニズムであるFOCILや、他の証明を検証でき、大量の計算を単一のコンパクトなチェックへと折りたたむハッシュベースの証明である再帰的STARKなど、計画中のアップグレードが prominent に登場する。そしてButerin氏は、Hegotaが検証、計算、ネットワークアーキテクチャのより深い変更前におけるEthereum最後の従来型フォークになる可能性を示唆した。

Ethereumはブロックチェーンの原点を超えて

Buterin氏は、EthereumがBitcoinの当初の設計に結びついた中核的なブロックチェーン機能を今なお保持しているものの、ローンチ以来その技術は大きく変化したと指摘した。今日のネットワークは汎用計算、プルーフ・オブ・ステーク、ゼロ知識アプリケーション、Layer 2ネットワークをサポートしているが、完全な検証には依然としてすべてのブロックのダウンロードと再実行が必要である。

将来の設計では、特殊化された計算とマルチパーティによるブロック構築が加わる予定だ。注目すべきは、検証がすべてのブロックのダウンロードと再実行から移行する可能性があることだ。代わりに、ユーザーはPeerDASサンング(ノードがすべてを保持するのではなくデータの小さなサンプルを確認することでデータ可用性を確証する仕組み)と、ブロック検証の作業を簡潔な証明へと圧縮するSNARK検証に依拠できるようになる。これは完全な検証が現在要求する計算負荷を軽減する。コンセンサスもより最適化されたプルーフ・オブ・ステークシステムへと移行し、ブロック構築は単一の生産者ではなく複数の参加者が関与する可能性がある。

新しい設計がユーザーのトレードオフを変える方法

Buterin氏によれば、将来のEthereumはFOCILを通じてより強力な検閲耐性を提供できる可能性がある。これは、一部のバリデータが排除を望む場合でもユーザーのトランザクションがブロックに取り込まれるかという問題に対処するものだ。トランザクションファイナリティも改善が見込まれ、スロットはおよそ4〜8秒続く予定だ。ファイナリティとは、トランザクションが事実上不可逆になる時点のことである。

実行コストは、アプリケーションが計算をどのように編成するかに左右されるようになるだろう。並列処理やプルーニングをサポートする依存関係を利用する作業では、開発者はより少ないコストで済む可能性がある。Buterin氏は、順序付けや非可換なステート変更(実行順序によって結果が変わる操作)に関する情報はオンチェーンに残り、その他の計算は最終ブロックに入る前に集約される可能性があると予想している。

分散型インフラは、参加者間でデータと計算を処理することもできるだろう。Buterin氏は、現代の暗号技術がこのアプローチを制限していた古い検証問題に対処すると述べた。以前のシステムは委員会に依存しており、セットアップコスト、レイテンシ、障害リスクをもたらしていた。

Hegotaが始めるEthereumの次の段階

Buterin氏は、来年に計画されているHegotaを、Ethereum最後の従来型フォークとなる可能性が高いと位置づけた。その後は、再帰的STARK、自動化された形式検証、最適化されたコンセンサス、そして将来的な量子コンピュータにも耐えるように設計された暗号方式である量子セーフな開発が期待されるという。

また同氏は、より長期的な可能性として難読化についても言及し、実用的な難読化が多くの参加者を含む暗号化計算を支援できる、すなわち内部動作を隠したまま実行されるプログラムが可能になると述べた。

ただしButerin氏は、Ethereumが効率的なゼロ知識証明と大規模なステート管理において依然として課題に直面していることを認めており、Hegotaの展開が近づく中、この両方の進展が注目すべきポイントとなる。構想されているアーキテクチャは、ブロックチェーン、暗号学的検証、プライバシーツール、分散型のオフチェーンコンポーネントを組み合わせるものだ。