現在日時：2026-08-17 JST Cardano Epoch：649

1. はじめに

将来の耐量子計算機暗号（Post-Quantum Cryptography: PQC）を考えると、ブロックチェーンにとって問題になるのは「量子耐性アルゴリズムを採用できるか」だけではない。

PQCでは、従来のECDSAやEdDSAなどと比較して、アルゴリズムによっては公開鍵・署名・証明データが大型化し、署名検証の計算負荷やネットワーク帯域、ストレージ消費量も増加し得る。

金融庁の「預金取扱金融機関の耐量子計算機暗号への対応に関する検討会 報告書」も、PQCは従来の公開鍵暗号に比べ、暗号鍵のデータ量、デジタル署名のデータ量、必要計算量のうち少なくとも1つ以上でより多くのリソースを要求し得ると整理している。

したがって将来のブロックチェーン評価では、

PQCを実装した状態でも、性能・ノード参加性・分散性を維持できるか

という視点が不可欠になる。

本稿では、Bitcoin / Ethereum / Cardano / Solana / Sui / Aptos / Polkadot / Avalanche / BNB Chain / XRP Ledgerの主要10チェーンについて、

1. スケーリング設計
2. 2026年時点の進捗
3. PQC時代への構造的適合性

を比較する。

2. 結論

2.1 PQC時代のScaling Readiness

本稿では、PQC時代のスケーリング耐性を、

「署名・公開鍵・暗号検証コストが増加した状態でも、ネットワーク全体を過度に肥大化させず処理能力と分散性を維持できる能力」

として評価する。

これは現在のTPSランキングではない。 PQC導入後のcryptographic weight増大を、どのような構造で吸収できるかを評価したものである。

3. Bitcoin

3.1 設計

Bitcoinの基本思想は、L1を極力保守的・単純に保ち、大量決済をLightning NetworkなどのL2へ逃がす設計である。

Bitcoin L1
   ↓
channel open / close
   ↓
Lightning Network
   ↓
大量のoff-chain決済

3.2 PQCとの関係

PQC署名が大型化すれば、Bitcoin L1の限られたblockspaceに直接影響する。

そのためBitcoinでは、

• L1上で毎回PQC署名を処理する
• ではなく、
• 少数のPQC署名でchannelを管理し
• 大量の取引をLightning内で処理する

という構造が合理的になる。

評価

• Compute scaling：★★
• Consensus scaling：★★
• Data scaling：★★★
• State scaling：★★
• L2 scaling：★★★★★

PQC Scaling評価：★★★☆☆

4. Ethereum

4.1 設計

Ethereumはexecution sharding中心の構想から、明確にRollup-centric roadmapへ移行した。

Ethereum L1
    ↓
Data Availability
    ↓
Rollups
 ├─ Optimistic Rollup
 ├─ zkRollup
 ├─ Base
 ├─ Arbitrum
 └─ その他L2

中心技術は、

• blobs
• PeerDAS
• Danksharding
• L2 rollups
• proof aggregation

である。

4.2 PQCとの相性

Ethereumの大きな強みは、PQC処理をL1で全部直接行う必要がないことである。

大量のPQC署名
      ↓
L2で処理
      ↓
集約
      ↓
proof / compressed data
      ↓
Ethereum L1

PQC導入による署名肥大化・検証負荷をL2側へ逃がし、L1では最終的なsettlementとData Availabilityに集中できる。

PeerDASが進めば、各nodeが全blobを保持しなくてもDA安全性を維持できるため、PQC時代のデータ肥大化にも有利になる。

PQC Scaling評価：★★★★★

5. Cardano

5.1 現行設計

CardanoはExtended UTXO（EUTXO）とOuroboros系PoSを基盤としている。

現在のスケーリング上の最大テーマはLeiosである。

5.2 Leios

概念的には、

Transactions
      ↓
Input Blocks
      ↓
並列処理
      ↓
Endorser Blocks
      ↓
Ranking / Consensus

という形で、データ処理と最終consensusを分離する。

これにより、単一ブロック生成者がすべてのtransaction throughputを直接支配する構造から離れ、ネットワーク帯域と並列性をより有効に利用できる。

5.3 PQCとの関係

PQC時代には、

署名サイズ ↑
公開鍵サイズ ↑
署名検証コスト ↑
network traffic ↑
storage ↑

が起き得る。

Leiosでは、transaction processingをInput Block側へ分散できるため、

PQC Tx
 ↓
複数Input Block
 ↓
parallel validation
 ↓
Endorser
 ↓
compact consensus

という構造が成立しやすい。

これはPQC時代のcryptographic workload parallelizationと相性がよい。

5.4 将来UTXO sharding

さらにCardanoでは長期的にUTXO set自体を分割・水平化する方向が議論されている。

UTXO set
 ├─ shard A
 ├─ shard B
 ├─ shard C
 └─ shard D

もし実現すれば、

• transaction処理
• consensus
• state

を段階的に水平Scalingできる。

CGTAの推論

Leiosの価値は単なるTPS向上だけではない。

1 transactionあたりのcryptographic weightそのものが重くなる未来へのarchitectural headroom

として評価する必要がある。

これは将来のPQC導入を考えると非常に重要である。

PQC Scaling評価：★★★★★

6. Solana

6.1 設計

Solanaは、強力なvalidator hardware、高速network、parallel runtimeを組み合わせたvertical scaling志向が強い。

高性能validator
      ↓
高速network
      ↓
parallel execution
      ↓
single global state

Firedancerはこの方向性をさらに強化する。

6.2 PQCとの関係

PQC署名検証は、アルゴリズム次第ではCPU・SIMD・GPUなどの並列処理と相性が良い。

したがってSolanaは、

大量のPQC署名を高速hardwareで処理する

という解を取りやすい。

しかし、

PQC
 ↓
Tx size ↑
signature verification ↑
bandwidth ↑
storage ↑
validator hardware requirement ↑

という連鎖も起こり得る。

つまりScaling性能は高い一方、validator参加要件が上昇するとdecentralizationに圧力がかかる。

PQC Scaling評価：★★★★☆

7. Sui

7.1 設計

Suiの特徴はObject-centric architectureである。

独立objectを扱うtransactionなら、

Tx A → Object A
Tx B → Object B
Tx C → Object C

を並列処理できる。

すべてのtransactionを常にglobal total orderへ載せる必要がない。

7.2 PQCとの関係

多数のPQC署名が到来しても、対象objectが独立していれば署名検証・executionを並列化しやすい。

したがってPQCのcompute overheadとの相性はよい。

ただしshared objectへアクセスが集中するとcontentionが生じる。

PQC Scaling評価：★★★★☆

8. Aptos

8.1 設計

Aptosの代表的技術はBlock-STMである。

Transactions
      ↓
optimistic parallel execution
      ↓
conflict detection
      ↓
必要ならre-execution

マルチコアCPUを積極的に使い、transaction executionを並列化する。

8.2 PQCとの関係

PQC署名検証のcompute costが増えても、マルチコアparallelismを活用しやすい。

したがってcompute-heavyなPQC環境との親和性は高い。

一方、Solanaと同様に高性能hardwareへの依存が強くなれば、validatorの参加コスト上昇に注意が必要になる。

PQC Scaling評価：★★★★☆

9. Polkadot

9.1 設計

Polkadotは複数parachainをshared securityで支える構造を持つ。

Shared Security / Relay
       ↓
 ┌─────┼─────┐
Para A Para B Para C

Elastic Scalingでは、1つのparachainへ複数coreを割り当てられる。

Para A
 ├─ core 1
 ├─ core 2
 ├─ core 3
 └─ core 4

9.2 PQCとの関係

PQC導入で処理負荷が2倍、4倍、8倍になっても、validation resourceをcore単位で追加するというhorizontal scaling pathが存在する。

これはPQC時代に非常に強い構造である。

PQC Scaling評価：★★★★★

10. Avalanche

10.1 設計

Avalancheは、単一chainを巨大化させるより、用途別の独立L1を増やす方向へ発展している。

Avalanche ecosystem
 ├─ L1-A
 ├─ L1-B
 ├─ L1-C
 ├─ L1-D
 └─ ...

Avalanche9000 / Etna系の変更は、このhorizontal modelをより容易にする。

10.2 PQCとの関係

PQC負荷が増加した場合、異なる業務・アプリケーションを複数L1へ分離できる。

つまり、

cryptographic workloadをchain単位で水平分散

できる。

ただし各L1のsecurity modelがどのように設計されるかは重要である。

PQC Scaling評価：★★★★☆

11. BNB Chain

11.1 設計

BNB Chainは、

BSC L1
  +
opBNB L2

という二段構成を持つ。

BSC自身も高速化を進めつつ、opBNBでrollup型の拡張を行う。

11.2 PQCとの関係

PQC overheadは、

• BSC L1の高速化
• opBNB側へのexecution移行
• aggregation

によって吸収可能である。

ただしL1側の性能改善がvalidator hardware強化に依存する場合、decentralizationとのtrade-offは残る。

PQC Scaling評価：★★★☆☆〜★★★★☆

12. XRP Ledger

12.1 設計

XRPLは、高速な単一L1としての完成度を高める方向が基本である。

12.2 PQCとの関係

PQC署名が大型化すると、

Tx size ↑
validation cost ↑
bandwidth ↑
storage ↑

をL1側が比較的直接吸収することになる。

2026年時点で、Ethereumのrollup-centric、PolkadotのElastic Scaling、CardanoのLeiosほど明確な大規模horizontal scaling構造は、同程度には確認できていない。

したがってここは慎重に評価する必要がある。

PQC Scaling評価：★★★☆☆

13. PQC時代にはTPSだけでは比較できない

現在のblockchain比較ではTPSが強調されるが、PQC時代には、

1 classical transaction
≠
1 PQC transaction

となる。

概念的には次のような変化が起こり得る。

重要なのは、「PQCは必ずすべて遅くなる」という意味ではないことだ。

アルゴリズムによって、

• keyが大きい
• signatureが大きい
• signingが重い
• verificationが重い
• communicationが重い

など、ボトルネックの場所が異なる。

そのため、blockchain側にも柔軟なarchitectureが必要になる。

14. PQC時代に重要になる4種類のScaling

A. Compute Scaling

PQC署名検証を並列処理する能力。

強い候補：

• Solana
• Sui
• Aptos

B. Consensus Scaling

block production / validationそのものを並列化する能力。

強い候補：

• Cardano Leios
• Polkadot Elastic Scaling

C. Data Scaling

大型化した署名・公開鍵・証明データを、すべてのnodeへ完全複製しない能力。

強い候補：

• Ethereum PeerDAS
• Rollups

D. State Scaling

全stateを全nodeが永久に処理・保持しない能力。

有望候補：

• Cardanoの将来UTXO sharding
• Polkadot
• Avalanche

15. 主要10チェーン統合比較

\* 将来ロードマップを含むため、現行mainnet機能とは区別が必要。

16. 2035年前後のPQC × Scaling 5段階シナリオ

※ 確率はCGTAによるシナリオ分析上の推定であり、観測データから算出された統計値ではない。

17. 最も重要な結論

量子耐性とスケーリングは別々の問題ではない。

従来のBlockchain Trilemmaは、

Security
Scalability
Decentralization

として語られてきた。

しかしPQC時代には、

Security
   ↓
PQC
   ↓
Tx weight ↑
verification ↑
bandwidth ↑
storage ↑
   ↓
Scalability
   ↓
node requirement ↑
   ↓
Decentralization

と連鎖する。

したがって将来の評価軸は、

「PQCを実装できるか」

では足りない。

重要なのは、

「PQCを実装した状態でも、一般参加可能なnode要件と分散性を維持できるか」

である。

この観点から特に注目すべきアーキテクチャは、

1. Cardano：Leios＋将来UTXO sharding
2. Ethereum：PeerDAS＋Rollup-centric scaling
3. Polkadot：Elastic Scaling＋multi-core architecture

の3系統である。

Sui・Aptos・Solanaはcompute parallelismに強く、PQC署名検証の計算負荷には対応しやすい一方、hardware要求が高くなった場合のdecentralizationとのtrade-offに注意が必要である。

BitcoinはL1そのものを巨大化させず、Lightningに大量transactionを退避することでPQC負荷を間接的に吸収する設計が自然である。

つまりPQC時代の勝者は、単純に「最高TPSを出すchain」ではなく、

暗号処理・data・state・consensusを、必要に応じて分離・並列化・集約できるchain

になる可能性が高い。

18. 今後の研究テーマ

次の比較として有用なのは、

PQC適合性 × PQC後Scaling耐性 × Crypto-agility × Decentralization

の4軸統合評価である。

これにより、

• PQC導入可否
• 移行容易性
• PQC後の処理性能
• node参加性
• state / data肥大化耐性
• L2・sharding・parallel execution
• 暗号アルゴリズム再変更への対応力

まで含めた「量子時代の生存可能性」を評価できる。

これは単なるquantum resistance比較よりも、将来のblockchain architectureを理解する上で重要な指標になる。

19. 出典・情報源

基礎資料

• 金融庁「預金取扱金融機関の耐量子計算機暗号への対応に関する検討会 報告書」（2024-11-26）
• PQCは従来暗号より通信量・計算量・鍵・署名サイズなどのresourceを多く要求し得ること
• crypto-agilityの重要性
• 2030年代前半〜半ばをPQC利用可能状態の目安とする考え方

Blockchain / Scaling

• Cardano / Input Output Global
• Ouroboros Leios / Linear Leios関連資料・roadmap
• Cardano scaling roadmap
• Ethereum Foundation / ethereum.org
• Rollup-centric roadmap
• Proto-Danksharding / blobs
• PeerDAS
• Danksharding roadmap
• Bitcoin / Lightning Labs
• Lightning Network
• Taproot channel / LND development
• Solana Foundation / Anza / Firedancer
• Solana runtime
• Firedancer
• network performance roadmap
• Sui Foundation / Mysten Labs
• Object-centric execution
• Mysticeti consensus
• Aptos Labs / Aptos Foundation
• Block-STM
• parallel execution architecture
• Polkadot / Parity Technologies
• parachains
• Elastic Scaling
• Agile Coretime
• Avalanche / Ava Labs
• Avalanche L1 architecture
• Avalanche9000 / Etna
• BNB Chain
• BSC scaling roadmap
• opBNB
• XRP Ledger Foundation / XRPL.org
• XRPL consensus and server architecture

Epoch

• 「⭕️Cardano_epoch.pdf」
• Epoch 649：2026-08-13 06:44:51 JST〜2026-08-18 06:44:51 JST

20. Fact Check / 留意事項

• PQCのresource overheadはアルゴリズムによって大きく異なるため、「PQC化すると一律に○倍重くなる」とは言えない。
• CardanoのUTXO shardingなど、将来ロードマップに属する項目は現行mainnet機能ではない。
• 各チェーンの「PQC Scaling評価」は、公式roadmap・architectureを基礎にCGTAが行った相対評価であり、標準化された業界指標ではない。
• 2035年前後のシナリオ確率は推測であり、量子コンピュータの実現時期を予測する統計値ではない。
• CRQC実現時期そのものは未確定であり、専門家間でも幅がある。
• 暗号方式の具体的な移行設計・安全性評価には暗号学およびprotocol securityの専門家による確認が必要。

作成：2026-08-17 JST Author：BWtake & CGTA