Beam ChainからLean Ethereumへ：LeanロードマップがEthereumエコシステムに与える影響の詳細分析

作者： Zhixiong Pan

原題：イーサリアムの次の10年：Beam ChainからLean Ethereumへの全面的なアップグレード

Ethereum Foundationは10周年の際（つまり2025年7月末）、正式に「Lean Ethereum」と呼ばれる新しい技術ブループリントを発表しました。このブループリントの核心目標は、よりシンプルで安全かつ効率的なイーサリアム基盤レイヤーを構築し、イーサリアムの今後10年、さらにはそれ以上の発展に堅固な技術基盤を提供することです。

Lean Ethereumとは？

Lean EthereumはEthereum FoundationのコアリサーチャーであるJustin Drakeによって提案され、その主な理念はプロトコル設計を大幅に簡素化し、量子コンピュータ耐性のある暗号技術を導入することで、イーサリアムネットワークの究極のパフォーマンス向上（毎秒数百万件のトランザクション処理）および量子耐性のセキュリティを実現することです。

Lean Ethereumブループリントの核心は、主に以下の2つの重要なプロジェクトグループに表れています。

1. Leanコンセンサス（旧Beam Chain）

Leanコンセンサス（Lean Consensus）はLean Ethereumの中核かつ基盤です。当初は「Beam Chain」と呼ばれ、2024年のDevcon期間中に公開されました（Eth 3.0とも見なされていました）が、後に正式に「Leanコンセンサス」と改名されました。このプロジェクトグループはイーサリアムのコンセンサスレイヤー（ビーコンチェーン）の新しい設計に特化しています。

Leanコンセンサスの主な目標は以下の通りです：

• 超高速確定：ブロック生成時間を約4秒に短縮し、約12秒で最終確定を実現。

• 分散化の向上：バリデーターの最低ステーキング額を32 ETHから1 ETHに引き下げ、コンセンサス参加のハードルを大幅に低減。

• ポスト量子セキュリティ：ハッシュベースの署名技術を導入し、コンセンサスレイヤーが将来の量子コンピュータの脅威に耐えられるようにする。

• オンチェーン軽量検証：SNARK技術を用いてチェーン状態を効率的に検証し、どのノードでも簡単にブロックチェーンの完全性を検証可能にする。

• ネットワーク最適化：新しいP2Pプロトコル（例：Gossipsub v2.0）によってネットワーク通信効率を最適化。

• アグリゲート証明技術：ハッシュアグリゲート署名を採用し、ネットワーク通信負担を軽減し、検証効率を向上。

Leanコンセンサスは現在Lean Ethereumのフラッグシッププロジェクトであり、専用の公開ミーティング（Lean Calls）があり、数週間ごとに技術アップデートと交流が行われています。チームのコアメンバーにはJustin Drake、Dmitry Khovratovich、Will Corcoranなどが含まれます。

2. PQ（ポスト量子暗号）プロジェクトグループ

PQプロジェクトグループは暗号技術のアップグレードに特化しており、その目標はイーサリアムが将来の量子コンピュータ時代においても安全かつ信頼できることを保証することです。PQプロジェクトグループの主な研究分野：

• ハッシュ署名アルゴリズム：量子攻撃に耐性のあるハッシュ署名方式で、現行の楕円曲線署名アルゴリズムを置き換える。

• データコミットメントの最適化：現行のKZG多項式コミットメントからハッシュコミットメントへ移行し、チェーン上のデータセキュリティを向上。

• ゼロ知識証明（ZKP）：ハッシュアルゴリズムに適した効率的なSNARK/STARK回路を開発し、状態検証に利用。

• 形式的検証：新しい暗号方式に対して厳格な形式的検証を行い、実装とプロトコル設計の正確性を確保。

PQプロジェクトグループのコアメンバーにはWill Corcoran、Antonio Sanso、George Kadianakisなどが含まれ、Ethereum Foundation内部のリサーチャーと外部の学術専門家が共同で推進しています。

3. LeanデータとLean実行

上記2つのコアプロジェクトグループ以外にも、Lean Ethereumには2つの重要だが独立したチームではないプロジェクトグループがあります：LeanデータとLean実行。

Leanデータ

Leanデータ（Lean Data）はデータ可用性レイヤーのパフォーマンス向上に特化しており、例えば以下の方法でイーサリアムチェーン上のデータスループット能力を大幅に向上させます：

• PeerDAS v1およびv2：分散型データ可用性サンプリングを実現し、データスループットを大幅に向上。

• BPO（Blob Parameter Only）メカニズム：データストレージパラメータを自動調整し、チェーン上のデータ容量を段階的に増加。

• FullDASおよびメンンプールシャーディング：データのブロードキャストとストレージ効率をさらに最適化。

Leanデータの最終目標は、Teragasレベルのデータ転送を実現し、将来の大量のLayer2アプリケーション需要をサポートすることです。

Lean実行（別名EVM 2.0）

Lean実行（Lean Execution）はイーサリアム仮想マシン（EVM）の完全な再構築に取り組んでおり、目標はシンプルで効率的、かつゼロ知識証明に適した新しい実行環境を実現することです。主な研究分野は以下の通りです：

• RISC-Vアーキテクチャに基づくzkVM：命令セットを簡素化し、証明コストを削減。

• リアルタイムゼロ知識証明：証明生成速度を向上させ、リアルタイム検証を可能にする。

• 互換性と移行パス：新しいzkVMを段階的に導入し、既存のEVMと並行して運用、最終的に完全移行。

• ハードウェアアクセラレーションのサポート：専用ASICやFPGAによるゼロ知識証明の高速化ソリューションを探求。

LeanデータとLean実行の進捗は、主にEthereum Foundationの公式ブログ、プロトコルアップデート、およびEthereum開発者コミュニティ（Ethereum Magicians）を通じて同期されています。

Lean Ethereumの長期的意義

Lean Ethereum計画はEthereum Foundationによる今後10年の発展ロードマップの重要な布石です。Leanコンセンサスは中核的支柱として、より効率的なプロトコル設計によってチェーンのセキュリティとスケーラビリティを確保し、PQプロジェクトは量子コンピュータの脅威に対する防御線を構築、LeanデータとLean実行はそれぞれオンチェーンデータスループットとスマートコントラクト実行性能の向上を保証します。

このシンプルで効率的かつ安全な新アーキテクチャは、イーサリアムメインネットを数十年、さらには百年にわたり持続可能なグローバル信頼インフラへと進化させ、将来の大規模な分散型アプリケーションエコシステムを支えることを目指しています。

どのように参加するか？

Ethereum FoundationはLean Ethereum公式ウェブサイト、GitHubリポジトリ、公開Lean Calls、Ethereum Magiciansコミュニティなどを通じて、コミュニティメンバー、研究者、開発者の広範な参加を呼びかけています。