Ethereumの研究者、12月までにzkEVMのセキュリティギャップ解消を急ぐ

Ethereumのbetter.codesコンテストは、暗号学的な証明ギャップを、研究者が両側から押し進められる公開かつ再現可能な計測値へと変えた。

8月21日15:44:47 UTC時点のライブリーダーボードでは、koalaIRS12について63.99ビットの下側証明と116.13ビットの上側証明が示された。7人の解答者による9件の昇格済み提出を経て、両者の間には52.14ビットが未解決のまま残っている。

KoalaIRS12は、証明システム研究で用いられるインターリーブド Reed–Solomon 還元の固定パラメータ・プロファイルである。この種のReed–Solomon近接性の問題は周辺的なものではなく基礎的なものであり、FRI（Fast Reed–Solomon IOP of Proximity）は、STARKや他のハッシュベースSNARKが、コミットされた文字列が低次数多項式に十分近いかどうかを検査するために用いる手法である。チャレンジのリポジトリは、このスコアをスポットチェック量として定義しており、システム全体の健全性の minus-log2 や、完全なプロトコルの安全性として解釈することを明示的に除外している。研究者が現在得ているのは、チャレンジが安全と示した範囲と、その上側証明がなお危険と判断する範囲との距離を示す公開指標である。

リーダーボードが示すもの

このコンテストは、間隔を両方向から詰めるための2つのトラックで構成されている。

健全性トラックは下側証明を引き上げる。認証された半径において、成功した提出は、ベンチマークの実行可能な還元誤差上限が符号化された目標を満たすことを証明し、その半径をボード上に表示されるスコアへと対応付ける。

攻撃トラックは上側証明を引き下げる。その定理は、ベンチマークの winning-set-density 条件の下で危険な接尾部を認証する。形式化では winning-set-density に関する単調性定理を仮定していないため、リポジトリはその接尾部を直接カバーしている。上側証明トラックのスコアは koalaIRS12 の形式的な境界を示すものであり、Ethereumへの攻撃コストを論じるには別途、システム全体の分析が必要となる。

Ethereum Foundationの開始発表によれば、定理文、パラメータ点、検証ハーネスは固定されている。各提出は必要な定理を出力し、比較器がその文を対象と照合し、Leanカーネルが昇格前に証明を検証する。受理された結果は、その固定環境内で提出された定理が証明されたことを意味する。

ただし、運用上の保証はそれだけにとどまらない。モデルの完全性、定義に埋め込まれた前提、実装の忠実性、個別に分析されたコンポーネントの合成まで含める必要がある。Foundationが5月に行ったSP1の形式検証作業のレビューは、こうした追加層が重要である理由を示している。仕様や定理文はコードであり、入力やバージョンは再現可能に固定される必要があり、コンポーネント単位の結果は、全体システムについて結論を支える前に、より広い推論を要する。

Gal Arnon、Dan Boneh、Giacomo Fenziによる学術論文は、list decoding、Reed–Solomon proximity gap、correlated agreement、mutual correlated agreement を、簡潔な証明システムにおける未解決課題として挙げている。これは現在のリーダーボードのスナップショットより前に公表されたもので、今日のスコアを評価することなく、この問題群の重要性を説明している。

Foundationはbetter.codesを、ハッシュベースSNARKの安全性に向けた機械検証済みの研究経路として位置づけている。koalaIRS12の証明を改善することは、その枠組みの中の一つの還元をより鋭くすることになる。

116.13ビットの証明にも同じ制約がある。これはチャレンジに符号化されたパラメータ点にのみ適用される。他のパラメータ選択、構成、システム要素は、別個の研究課題のままである。

このように両側から動くことで、間隔はより情報量の多いものになる。昇格のたびに検証可能な境界が変わり、固定された定理が、連続する結果の比較可能性を維持する。

Ethereumの12月目標とのギャップ

Foundationの2025年12月版zkEVMセキュリティ・ロードマップは、128ビットの証明可能安全性、最終証明サイズ300 KiB以下、そして再帰アーキテクチャに対する形式的な健全性議論を求めていた。2月のセキュリティ・スプリント更新では、M3期限が2026年12月上旬へと移され、アーキテクチャの安全性議論は12月1日提出の成果物と整合された。ロードマップは、各コンポーネントの上限を監査可能なシステムパッケージへ結び付けるようチームに求めている。

koalaIRS12については、符号化された128ビット目標に達する下側証明が得られれば、このベンチマークの健全性側はその固定パラメータ点で決着することになる。だが、本番のzkEVMとして主張するには、関連するすべてのコンポーネントにわたる健全性の会計、証明サイズ要件への適合、文書化された再帰トポロジー、各部分の合成方法に関する議論、そして仕様が実装と一致していることを示す証拠が追加で必要になる。

Foundationの公開進捗ページは8月20日時点の同期で、zkVMの準備状況とISA準拠結果を掲載し、リアルタイム証明とsoundcalc統合を基準として挙げている。ただし、表示された表には12月上旬パッケージ全体の完了マーカーはなく、別途追跡されている作業についても言及していない。

5月の任意実行証明に関する更新では、zkEVM証明がメインネット試験を補完する一方で、通常の実行クライアントの再実行が引き続きアテステーションを支える、コンセンサス重要ではない段階が説明された。この任意の役割により、リーダーボードの直接的な影響は研究領域にとどまる。

証明の変動は、Ethereumの現在のコンセンサス重要な検証経路を変えることなく、将来の安全性議論に利用できる証拠を変化させるにすぎない。

better.codesでは、健全性提出が63.99ビットの下側証明を押し上げ、攻撃提出が116.13ビットの上側証明を押し下げることができる。zkEVMロードマップ全体では、12月上旬のレビューに必要なシステムレベルの会計、証明サイズ、再帰に関する議論、実装証拠を各チームが公表しなければならない。

現時点では、52.14ビットの間隔が、koalaIRS12における未完了作業の生きた指標となっている。Ethereumの128ビット本番ケースは、そのコンポーネント証拠がより大きな証明の中でどう位置付けられるかに依存する。