「コンピューターの高速化と数学スキルの向上が進み、それによってイーサリアムなどのブロックチェーン技術が再構築されつつあります。これにより、スケーラビリティが向上し、分散化されたブロックチェーンエコシステムが確立されると同時に、より強力なスマートコントラクトも実現されるでしょう。」
クラウドサービスへの依存
現在のブロックチェーン技術は、既に膨大な計算リソースを消費していますが、多くの人々が期待するほどには中央集権的で脆弱です。高度なプロトコルは大規模なサーバーに依存しており、ほとんどの場合、わずかな強力なクラウドサービスに依存しています。本当に高度なスマートコントラクトの開発はまだ初期段階にあります。
今日、イーサリアムのスマートコントラクトはおおむね24〜25KB程度であり、多くのDeFi（分散型金融）エコシステムは複数のコントラクトに依存しています。将来、スマートコントラクトがメガバイトサイズになり、組み込まれた機械学習モデルや複雑な決定木などの機能が追加される可能性が高いため、このような展開は避けられないと考えられます。
「25KBでスマートコントラクトのサイズを制限すべきだという意見は、かつて初期のパソコンがメモリを640KBまでしか扱えなかった時代の考え方と同様に、時代遅れになる可能性があるでしょう。」
「ブロックチェーンに科学的進歩がどのような変化をもたらすかを理解するには、なぜそれが生まれたかについて振り返ることが重要です。かつて多くの人が、無駄が多いと考えられていた手法が、膨大なコンピューティングパワーを使用しているという点に注目すべきです。」
厳しいメモリ制限
コンピューターの初期の時代には、メモリや演算リソースが非常に限られていたため、たとえば「1985」の「19」などを省略することが一般的でした。数千もの並列プロセスを必要とするプルーフ・オブ・ワーク（PoS）システムは、当時の視点からすると、著しく非効率的であると考えられるでしょう。
ブロックチェーンには、セキュリティと価値が繰り返し確認されることで成立する問題があります。全員が取引の正確性を確認し、合意形成を試みることが求められます。もし1つの信頼できる中央集権的な機関が管理を引き受けることができれば、多くの労力が省けますが、現在そうした存在は希少です。
以前は、全員がお互いの結果をチェックさせることは不可能でした。なぜなら、それには十分な処理能力が必要だったからです。私は、両親がパンチカードをコンピューターで使用する家庭で育ちましたが、今やそのような時代は過去のものとなりました。幸いなことに。
ムーアの法則の限界？
「ムーアの法則によって、コンピューティングパワーは約18カ月ごとに倍増するという考え方が導入され、我々はパンチカード時代から救われた。その結果、時代と共に非常に速いペースで性能が向上しています。1970年には、チップ上に約1,500の回路が搭載されていましたが、2020年には500億回路に迫るまでになりました。」
ブロックチェーン技術においては、以前に比べてコンピューティングパワーの調達が格段にコストダウンし、それを信頼性の高いデータや結果に代わる、高い価値のあるものと交換可能になったことを意味しています。イーサリアムの台頭により、ブロックチェーン技術は実用的なアプリケーションが揃ったエコシステムへと変貌を遂げました。ムーアの法則の減速があるものの、まだ有効であるため、技術革新の途上にあり、これからも継続して進化していくでしょう。
ムーアの法則は、チップ上のトランジスタ数が2年ごとに倍増し、コストはほとんど変わらないと述べています。しかしこの10年間は、トランジスタの縮小限界が近づいていると長らく考えられてきました。量子力学の不思議な効果が計算結果に影響を与え、回路をこれ以上小さくすることが難しくなるためです。ただし、そのような状況にはいまだ至っていません。
現在、最小のチップでは4ナノメートルの回路が利用されており、半導体業界では、将来の製造計画として、回路幅が0.7ナノメートルのチップを作るロードマップを策定しています。なお、シリコン原子の直径は0.2ナノメートルであり、これが最終的な限界と考えられています。
数学的な処理能力の向上
「チップに搭載される論理回路の強化だけでなく、数学的な処理能力も向上しています。最も重要なゼロ知識証明（ZKP）という非常に特殊で複雑な数学的証明の改善に成功しました。ゼロ知識証明は、データを公開せずに情報の真偽を証明する数学的手法です。これにより、データを全て露出することなく複数の取引をまとめたり、取引にかかわる情報を秘匿することが可能になります。」
ゼロ知識証明は、ブロックチェーンにおいて取引処理の増加とユーザーのプライバシー保護を両立させるために重要です。課題は、その実行が複雑で、膨大な計算能力が必要とされる点にあります。
数年の間に、ゼロ知識証明（ZKP）は概念の証明からブロックチェーンの中核技術として発展してきました。この背景には、高性能かつ低価格なコンピューターの登場だけでなく、私たちの数学的能力の向上も大きく関わっています。ゼロ知識証明におけるムーアの法則のようなものはまだ確立されていませんが、EYにおける経験は非常に良好です。開発したプライバシー技術「Nightfall」の性能は、2018年にプロトタイプを発表してから1万倍以上向上しています。
真の分散化に向けて
チップの性能向上と数学の進歩が相まって、ブロックチェーンの運用方法に大きな変化がもたらされる可能性があります。すでにその兆候が見られており、ゼロ知識（ZK）ロールアップやゼロ知識ベースの仮想マシンなどが、高度な数学と膨大な演算能力を活用して、イーサリアム上でのブロックチェーン取引を圧縮して実行することが可能となっています。過去には、Nightfallをテストする際にはサーバーの使用時間を多く確保する必要があったのですが、最新バージョンのNightfallでは、最高性能のラップトップでも十分に実行可能となっています。
このペースで進めば、将来的にはスマートフォンを含むあらゆるデバイスがブロックチェーンノードとして動作し、クラウドにデータを送信するだけでなく、デバイス内でトランザクションを処理できるようになる可能性があります。たとえば、Zcashのような暗号通貨では、すでにブラウザを使用して基本的なゼロ知識証明トランザクションを行うことができます。これらの機能が浸透すれば、計算資源を集中させるクラウドサービスの中央集権化が軽減され、真の分散型ブロックチェーンエコシステムが実現される可能性が高まります。
もう1つの重要な変化は、最大のスマートコントラクトの許容サイズが拡大することでしょう。 現在、イーサリアムでは24KBまでに制限されており、大規模なDeFiサービスは通常、複数のコントラクトを組み合わせる必要があります。 より大きなスマートコントラクトを許容することで、サービスは単純化され、コストが削減され、ハッキングのリスクも低減される可能性があります。
長らくインターネットの再分散化について議論されてきました。ブロックチェーンはこれまでに我々に進化の方向性を示してきましたが、期待通りに物事が進むとは限りませんでした。Web3の世界の多くは、依然として高度に中央集権化されています。次のステップとして、ブロックチェーンの改善は真の分散化を目指し、新たな機会を提供することが考えられ、これによって強力で革新的なサービスを持つネットワークが構築される可能性があります。ブロックチェーンの進化はまだまだ続いているのです。
CoinDesk JAPAN編集部による訳・編集｜画像提供：Shutterstock｜原文：ブロックチェーンの完全な分散化に向けて、より高速なコンピューターと優れたアルゴリズムが求められる
