イーサリアムプロトコルアップグレードの展望分析：The Surge

2022年10月以来、イーサリアムの共同創設者は、イーサリアムプロトコルの将来の発展に関する一連の記事を発表し、6つの主要な段階をカバーしました。本記事では、第二段階The Surgeに焦点を当て、イーサリアムの可用性と長期的な発展に関する計画を探ります。

イーサリアムのコアビジョン

イーサリアムは去中心化インターネットの基盤となるインフラを目指しています。スマートコントラクトを通じて、DeFiやNFTなどのさまざまな複雑な去中心化アプリケーションをサポートしています。しかし、イーサリアムはスケーラビリティの課題に直面しており、1秒あたりわずか15〜30件の取引しか処理できず、従来の決済ネットワークの処理能力には遠く及びません。これにより、ネットワークが混雑した際にガス料金が高騰し、グローバルなインフラとしての可能性が制限されています。

The Surgeの主な目標には次のものが含まれます:

• イーサリアムL1 + L2 100,000 +トランザクション処理能力/秒を達成
• L1の分散化と堅牢性を維持する
• L2の一部がイーサリアムのコア特性を完全に継承することを確認する
• L2間の相互運用性を最大化し、統一されたエコシステムを構築する

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ロールアップを核とした拡張方案

The Surgeは主にL2ソリューションを通じてスケーラビリティを向上させ、その中でロールアップが鍵となります。この戦略はイーサリアムL1を強力で分散化された基盤層として位置づけ、L2が拡張タスクを担います。

ロールアップは、チェーンの外でトランザクションをパッケージ化し、メインネットに提出することで、スループットを大幅に向上させると同時に、安全性と分散化を維持します。推定によれば、ロールアップはイーサリアムのトランザクション処理能力を毎秒10万件以上に引き上げることができ、これによりイーサリアムはグローバル規模のアプリケーションをサポートできるようになります。

最近、rollupを中心としたロードマップが重要な進展を遂げました:EIP-4844 blobsの導入によりL1のデータ帯域幅が大幅に向上し、複数のEVM rollupが初期段階に入っています。各L2は独立したシャーディングとして機能し、シャーディングの多様化が現実のものとなりました。

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データ可用性サンプリング技術の進展

データ可用性サンプリング(DAS)はThe Surgeのもう一つの重要な技術であり、データ可用性の問題を解決することを目的としています。DASは、ノードが完全なデータにアクセスすることなくデータを検証できるようにし、スケーラビリティと効率を向上させます。

現在、DASには主に2つの形式があります: PeerDASと2D DAS。PeerDASは、ロールアップのセキュリティを強化することが期待されています。2D DASは、blob内部のランダムサンプリングだけでなく、blob間のサンプリングも行い、KZGコミットメントの線形特性を利用してブロック内のblobセットを拡張します。

DAS技術により、イーサリアムはより大量のデータを処理し、より迅速で低コストのロールアップを実現し、中央集権を損なうことなく行います。今後は2D DASをさらに改善し、その安全属性を証明する必要があります。

プラズマと他のスケーリングソリューション

rollupを除いて、Plasmaも重要なL2拡張ソリューションの一つです。Plasmaは、メインチェーンとは独立して取引を処理するサブチェーンを作成し、定期的にメインネットに要約を送信します。データの可用性に問題が発生しても、ユーザーは利用可能な最新の状態を抽出することで資産を回復できます。

Plasmaの開発進捗はrollupに遅れていますが、それでもイーサリアムのスケーラビリティツールキットの一部と見なされています。初期のPlasmaバージョンは支払い機能のみをサポートしていましたが、各ルートがSNARKで検証される場合、Plasmaの機能は大幅に強化されます。

さらに、データ圧縮技術や暗号証明の改善は、rollupやその他のL2ソリューションの効率を向上させるのにも役立ちます。これらの技術の改善は、イーサリアムのより高いスループットを実現するために不可欠です。

Cross-L2 相互運用性の改善

現在のL2エコシステムが直面している主な課題の一つは、クロスL2の相互運用性が低いことです。ユーザー体験を改善するためには、以下の点で進展を遂げる必要があります:

• 特定のチェーンのアドレス: アドレスにはチェーン情報が含まれている必要があり、L2間の送信プロセスを簡素化します。
• 特定チェーンの支払いリクエスト:標準化されたクロスチェーン支払いリクエストの作成方法
• クロスチェーン交換とガス支払い: クロスチェーン操作を表現する標準化されたオープンプロトコルを構築する
• ライトクライアント:ユーザーがRPCプロバイダーに依存することなく、相互作用するチェーンを検証できるようにする
• 共有トークンブリッジ:共有の最小限のロールアップを作成し、低コストのクロスL2送金を実現する
• 同期の組み合わせ性: L2とL1の間、または複数のL2の間で同期呼び出しを許可する

これらの改善は技術的な問題だけでなく、L2、ウォレット、L1の協力も必要です。標準化のタイミングと範囲については慎重に検討する必要があります。

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イーサリアムL1を引き続き拡張する

L1自体の拡張は、より多くのユースケースを受け入れる上で重要な価値を持っています。L1拡張戦略は主に次のようなものがあります:

1. L1検証を簡素化し、Gas制限を向上させるために技術を改善する
2. 特定の操作コストを削減し、リスクを増加させることなく平均容量を向上させる
3. ネイティブロールアップを実装し、複数の並行EVMコピーを作成する

これらの戦略にはそれぞれ利点と欠点があり、組み合わせ、分散化、複雑性などの面でバランスを取る必要があります。

分散化とセキュリティのバランス

スケーラビリティを追求する一方で、イーサリアムは去中心化を維持しています。一部の高性能ブロックチェーンとは異なり、イーサリアムの拡張戦略は誰でもノードを実行できることを保証し、真の去中心化を実現しています。

イーサリアムがロールアップ中心の未来に向けて進む中、これらのシステムの信頼不要性を確保することが重要です。ロールアップの暗号証明は有効であることが証明されていますが、依然としてリスクが存在し、厳格なテストと反復が必要です。

The Surgeの見通し

サージが完了した後、イーサリアムは高いスケーラビリティを実現しつつ、分散化、安全性、持続可能性を維持することが期待されています。このビジョンには、rollupとDASを通じてL1を拡張することだけでなく、コンセンサスアルゴリズムの改善、ツールの開発、そして繁栄するdAppエコシステムの育成も含まれています。

多くの課題、例えば大規模なrollupの実施やL2の安全性を確保することに直面しているにもかかわらず、これらの障害をうまく克服できれば、イーサリアムはWeb3の中心としての地位を強化することになります。The Surgeの成功は、今後数年間でブロックチェーン技術の風景を再び形作り、去中心化を犠牲にすることなくスケーラビリティを追求するイーサリアムの独自の価値提案を示す可能性があります。

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