Vitalik・ブテリン氏、ZK証明でバリデータ状態を95%削減する「超軽量チェーン」を提案

イーサリアムのビーコンチェーンは、ゼロ知識証明を用いて残高管理をオフチェーンに移す新設計のもと、バリデータ1件あたりの保存データを121バイトから約6バイトに削減する。

イーサリアム共同創業者のVitalik・ブテリン氏は7月6日、ビーコンチェーンのバリデータ状態を95%削減し、オンチェーンでの会計処理を日次のSTARK証明に置き換える提案を発表した。

「目標はビーコンチェーンが維持する必要のある状態量を減らし、今日のオンチェーン会計の多くをゼロ知識証明に置き換えることだ」とブテリン氏は「The Extremely Lean Chain（超軽量チェーン）」と題した研究記事で述べている。

現在、ビーコンチェーンはバリデータごとに公開鍵、引き出し承認情報、残高、スラッシング状況、エポックカウンターなど、参加者1件あたり約121バイトを保存している。ブテリン氏のフェーズ1設計では、これを有効残高と公開鍵インデックスの2項目に削減する。バリデータは約5,400のマークルブランチをカバーする日次のSTARK証明を生成するが、ブテリン氏は現代のラップトップであれば1時間以内に完了できるワークロードだと述べている。

本提案は、ブテリン氏がマージ（The Merge）に次ぐネットワークの第3の主要イテレーションと位置づけるイーサリアムの「Lean」ロードマップの一環である。2029年までに6〜7回のフォークを経て実装されれば、この設計によりイーサリアムは数百万のバリデータをサポートしつつ、日次のバリデータIDローテーションを導入できるようになり、デポジット、ステーキング活動、引き出しの関連付けが困難になる。

日次IDローテーションによるプライバシー保護

フェーズ2では、ゼロ知識証明によって生成されるローテーション型バリデータIDを導入する。バリデータは同一の鍵を無期限に使用する代わりに、毎日新しい公開鍵を登録し、新規参加者として見える一方で、ZK証明の連鎖により継続性を非公開で証明する。プロトコルは入金時に暗号学的コミットメントを用いて引き出しアドレスを秘匿し、引き出し時にのみ開示する。この設計はシングルシークレットリーダー選挙（Single Secret Leader Election）も可能にし、ブロック提案者がブロック生成前に公開特定されることを防ぐ。

イーサリアム基盤再構築への幅広い取り組み

「超軽量チェーン」は、イーサリアムの更新されたストローマン・ロードマップの一環として提案されている複数の構想のひとつである。EF（イーサリアム財団）研究員のToni Wahrstätter氏は別途、イーサリアム上のネイティブUTXO（未使用トランザクション出力）を提案しており、ビットコインのUTXOモデルを借用することで、支払いフローにおける永続的状態を99.8%削減できる可能性がある。ブテリン氏はこれらの変更を、再実行に代わる再帰的STARKによる検証への移行が完了するまで複数年を要する変革の一部と位置づけている。日次の残高証明を欠いてもスラッシングの対象とはならず、バリデータは再びアテステーションを行う前に必要な証明を提出すればよい。

本記事は情報提供のみを目的としており、投資助言を構成するものではない。