イーサリアムの進化についての簡単な紹介

著者: @LuozhuZhang

出典:ツイッター

イーサリアムは、言語や文字と同じように、人類の文明レベルのイノベーションです。

しかし、イーサリアムの開発中に、いくつかの大きな変更も加えられました。イーサリアムを理解し、それに参加するには、その歴史と進化を理解する必要があります。

この記事ではイーサリアムの進化と最新のロードマップを整理していきます。

イーサリアムは非常に複雑な経済システムであるため、説明するために主要な部分のみを抜粋しました (したがって、いくつかの省略がある可能性があります)

1) イーサリアムは 2013 年にヴィタリック・ブテリンによって提案され、彼はビットコインの設計を直接借用したため、分散化とセキュリティは最初からイーサリアムの DNA に組み込まれていました (これが私がイーサリアムが好きな理由です)。

しかし、イーサリアムは「スケーラビリティのトリレンマ」のため、拡張することが非常に困難でした。

さまざまな方向でイーサリアムを上回るパフォーマンスを目指すブロックチェーンは数多くありますが、その選択によってさらに多くの問題が生じます。

たとえば、高い TPS (スケーラビリティ + セキュリティ) を備えたチェーンを選択します。通常、チェーンには非常に大きなブロックと高性能ノードがあり、1 秒あたりにより多くのトランザクションを処理できます。

しかし、その代償は分散化です。消費者向けラップトップではそのような高性能ノードを実行できず、数十、数百のノードしか搭載されていないからです (BSC、Solana)

もう 1 つの選択肢は、IBC やその他のマルチチェーン ユニバースなどの分散化 + スケーラビリティです。しかし、これは大きなセキュリティ リスクをもたらします。

攻撃者が複数の連鎖のうち最も弱い連鎖を選択して攻撃すると、攻撃が成功すると一連の深刻な連鎖反応が引き起こされます。

2) イーサリアムの場合、分散化とセキュリティよりもある程度のスケーラビリティを犠牲にすることになります。

そのため、イーサリアムが初めて立ち上げられたとき（2015年）、ヴィタリック・ブテリンはPoWをPoSに変換するための調査と計画を開始しました。

当時の調査: https://blog.ethereum.org/2015/12/28/ Understanding-serenity-part-2-casper/

PoW と比較して、PoS には 3 つの利点があります。イーサリアムネットワークはより安全で分散化されます。詳細については、Vitalik Buterin による記事を参照してください: https://vitalik.ca/general/2020/11/06/pos2020.html

PoS コンセンサスメカニズムから出発して、Vitalik Buterin は初期のイーサリアムロードマップを定義しました。

3) 最も初期のロードマップは次のとおりです: PoW から PoS (フェーズ 0) → データ シャーディング (フェーズ 1) → 実行シャーディング (フェーズ 2)

イーサリアムは、最高度の分散化とセキュリティを実現することを期待しているだけでなく、データ/実行シャーディングを通じて実行効率の問題を解決することも望んでいます。

Vitalik Buterin氏の調査によると、フェーズ2の実装後、イーサリアムは1000〜5000 TPSに達する可能性があります。

現在、イーサリアムには 5 ～ 15 TPS しかありません。

実行効率の向上は主に、実行シャーディングによってトランザクションを並列実行できることによるものです。

そして、フェーズ 0 としての PoS は、Vitalik の最初の研究の結果だけではなく、他のシャードがベースレイヤー (ビーコンチェーン) として PoS を使用する必要があるためでもあります。

このワークフローでは、データ シャーディングにはコードの実行は含まれず、データの保存と検証 (データの可用性) のみが含まれます。実行シャーディングはコードの実行に使用されます (layer1 の現在の実行層と同様)

フェーズ 2 の実装後は、トランザクションを並列処理するために多数の実行シャードが存在し、最終的にデータ シャードに集約され、さらにビーコン チェーンとメイン チェーン (Main Chain) に集約されます。

当時、シャーディングの実行については興味深い研究がたくさんありました。たとえば、Vitalik Buterin は、すべてのプログラミング言語をイーサリアムの中間言語にコンパイルし、最終的には EVM バイト コード実行を可能にする標準化中間言語 (eWASM) を提案しました。 。

このようにして、イーサリアムはもはや「堅実さの代弁者」ではなく、あらゆる言語で開発できる豊かなエコシステムとなるでしょう。

各実行シャードも異なる VM で設計できます。最後に、状態が同期され、ベース レイヤに集約されます (今日のロールアップとよく似ています)。

しかし、「マージ (フェーズ 0)」に時間がかかりすぎ、シャーディングの設計が何度も変更されたため、最も重要なことは、Rollup やその他の L2 (プラズマ、ステート チャネル) の出現と急速な開発です。イーサリアムのロードマップへのもう一つの変更。

Vitalik Buterin 氏はこれを「ロールアップ中心のイーサリアムロードマップ」と呼んでいます。

4) Rollup の出現は無視できず、今後長期にわたってブロックチェーンの主要テーマとなる可能性があります。

イーサリアムは独自のロールアップロードマップも再設計しました。

最初のステップは、コンセンサス層 (ビーコンチェーン) と実行層 (現在のイーサリアム) の合併を達成するための「マージ」を完了することであり、その後イーサリアムは PoW から PoS に完全に移行します。

2 番目のステップは、ビーコン チェーンに基づいてデータの断片化を展開することです (PoS と断片化は並行して開発されるため、合併は断片化の開発の進捗には影響しません)。

ただし、ここでのデータ シャーディングはイーサリアム自体の実行シャーディングには使用されませんが、ロールアップをより適切に提供し、ロールアップのデータ ストレージ コストをさらに削減するために使用されます。

詳細については、Vitalik Buterin によって書かれたこの記事を参照してください: https://notes.ethereum.org/@vbuterin/data_sharding_roadmap

データ シャードが正常にデプロイされると、ロールアップは検証のために、自身で処理されたすべてのブロック データを別のシャードに並行して送信できます。

理論的には、デプロイされたデータ シャードの数により、ロールアップのコスト (および L1 スループット) を削減できます。

DAS (データ可用性サンプリング) が完全に導入されたとき、データ シャーディングが完全に展開されました (まったく新しい世界!)。

コンセプト: イーサリアム L1 の現在の TPS は 5 ～ 15 です。すべてのユーザーとアプリケーションがロールアップに移行された場合、3000 以上の TPS を達成できます。

データシャーディングの展開が完了すれば、理論的には 100,000 以上の TPS を達成できます (ブロックチェーンはもはや少数の人々のおもちゃではなくなります)。

5) 長期的にはイーサリアムはどうなるでしょうか?

これは非常に未解決の質問であり、研究する価値があります。

私はゼロ知識証明と同じくらいこの問題に興味があります。

なぜなら、ブロックチェーンが物理世界よりも高度なガバナンス システムに発展し、イーサリアム (または真に安全な分散型ブロックチェーン) が私たちのデジタル ライフの基礎となり、私たちの現実社会に強い影響を与えるようになるのを見たいからです。直接的な影響があります。

まず第一に、イーサリアムは非常に優れたベースレイヤーとなり、ロールアップ用のデータストレージとデータ検証を提供します。

ユーザーがロールアップに集中することを選択するか (最大のロールアップにはシーケンサーを分散させる必要がある)、異なるロールアップに分散することを選択するかどうか...