原作者：ダニエル・リーCoinVoice
ブロックチェーンと暗号通貨の開発に関しては、イーサリアムは常に注目を集めてきました。最大のスマート コントラクト プラットフォームとして、分散型アプリケーションの開発を推進してきました。しかし、ブロックチェーン技術が進化し続け、ユーザーのニーズが高まるにつれ、イーサリアムは容量拡張などの複数の課題に直面しています。これらの問題に対処し、イーサリアムをより堅牢かつ持続可能なものにするために、イーサリアムコミュニティは今年 11 月にメジャーアップグレードであるイーサリアムカンクンアップグレードを開始する予定です。
イーサリアム カンクンのアップグレードは、イーサリアム アップグレード ルートのマイルストーン イベントとみなされます。このアップグレードでは、シャーディング テクノロジーと以前に使用されていたロールアップ ソリューションを導入することにより、「二輪駆動」拡張モデルを形成します。カンクンのアップグレードは、現在のイーサリアム ネットワークが直面しているパフォーマンスのボトルネック問題を解決できるだけでなく、将来の徹底的なアップグレードの基礎を築くこともできます。この記事では、イーサリアム カンクンのアップグレードで導入された新しいテクノロジーとプロトコルに焦点を当て、このアップグレードがイーサリアム エコシステム全体に与える影響を調査します。
イーサリアム拡大への道
チェーン上のデータの増加に伴い、イーサリアムは世界最大のスマートコントラクトプラットフォームとして、ほとんどのデータの保管と決済を担当しています。これにより、イーサリアムのメインネットワークのトランザクション速度とスループットに対する要求が高まっており、イーサリアムのトランザクション速度と拡張の問題を解決することが、イーサリアム開発者とコミュニティスタッフの常に焦点となってきました。これを行うために、彼らはさまざまな解決策を考え出しました。
1 つ目の解決策は、最初の層 (レイヤー 1) でシャーディング (シャーディング テクノロジ) を使用して容量拡張を実現することです。シャーディング テクノロジーは、ビーコン チェーンの立ち上げと統合後のイーサリアムのアップグレード ロードマップの 3 番目の部分としてランク付けされており、イーサリアムのアップグレード ロードマップ全体の中で最も重要かつ重要な部分です。このスキームの核となるアイデアは、イーサリアムのメインチェーンを異なるシャードに分割し、これらのシャード間でバリデーターをランダムにローテーションすることです。各シャードは本質的に独自のミニブロックチェーンであり、ビーコン チェーンと並行して実行されます。シャーディングテクノロジーを通じて、イーサリアムはトランザクションのスループットとスケーラビリティを大幅に向上させ、増大するユーザーのニーズに応えることができます。
ただし、シャード拡張の実装は簡単な作業ではありません。シャード間の通信、コンセンサス メカニズムの設計、バリデータの割り当てなど、一連の複雑な問題を解決する必要があります。多くの調査と実験が必要であり、実現には程遠いです。本当に実現するには長い時間がかかります。 Ethereum のアップグレード ロードマップでは、シャーディング ソリューションは、Pro-Danksharding (EIP-4844)、Proposer-Builder Separation (PBS)、および Complete Sharding (Danksharding) の 3 つの段階に分かれています。現在リリース予定のカンクン アップグレード コア EIP-4844 は、イーサリアムのシャーディング拡張に向けた最初のステップです。
2 番目の解決策は、レイヤー 2 で容量拡張を実現することです。その中でも主流のレイヤー2拡張技術がRollupです。シャーディング技術とは異なり、ロールアップはメインのイーサリアムチェーンを独自のミニブロックチェーンに分割するのではなく、イーサリアムの最初の層の上でミニブロックチェーンとして機能します。ロールアップの仕組みは、パッケージ化されたデータのバッチを実行のためにレイヤー 2 に配置し、実行結果とトランザクション データを圧縮してレイヤー 1 に送り返すことです。ロールアップの利点は、取引手数料と取引速度が大幅に向上することです。イーサリアムのメインネットワークと比較して、レイヤー2のトランザクション手数料は3～8倍削減でき、トランザクション速度は数千倍高速化できます。
現在、主流のロールアップ ソリューションは、Optimism Rollup と ZKRollup に分かれています。 Optimism Rollup は短期的なソリューションとみなされますが、ZKRollup は長期的なソリューションとみなされます。ただし、ロールアップ ソリューションには致命的な欠陥があります。つまり、ロールアップ データの受信はまだ最初のレイヤーと通信する必要があるということです。圧縮アルゴリズムを使用しても、大規模な受信により第 1 層ノードのストレージ コストが増加します。したがって、Rollup の拡張限界は第 1 層のスループットによって制限され、無制限に拡張することはできません。
2 つの技術ルートの利点を最大限に活用するために、イーサリアムは進歩的なアップグレード プランを採用しています。まず、短期および中期の市場ニーズを満たすために、第 2 層ロールアップおよびその他のテクノロジーによって急速な拡大が達成されます。同時に、イーサリアム研究開発チームはシャーディング技術の研究も進めています。まもなくリリースされる EIP-4844 は、Rollup を中心とした拡張計画であり、Rollup のアクセラレータと見なすことができます。これは、イーサリアムがシャーディング拡張を達成するための最初のステップでもあり、将来の完全なシャーディングへの道を開きます。第 2 層の最適化と第 1 層のシャーディング技術の組み合わせにより、イーサリアムは「二輪駆動」拡張モデルを立ち上げました。これは、イーサリアムが大規模なアプリケーションの普及を達成するための基盤を築くだけでなく、継続的な成長のためのプラットフォームであり、市場の需要と業界の持続可能な発展に対する確かな技術サポートを提供します。
カンクンのアップグレードではどのようなテクノロジーがもたらされるのでしょうか?
カンクン アップグレードは、イーサリアム ネットワークのスケーラビリティとセキュリティを向上させるための多くのテクノロジーとプロトコルを導入するイーサリアムの重要なアップグレードです。カンクンのアップグレードによってもたらされる具体的なテクノロジーとプロトコルをいくつか紹介します。詳細は以下のとおりです。
EIP-4844 ：
EIP-4844 は、取引手数料の削減を目的としたイーサリアムの改善提案です。 Blob Carrying Transactions と呼ばれる新しいトランザクション タイプが導入されています。これらのトランザクションは通常のトランザクションに似ていますが、BLOB と呼ばれる追加のデータのコレクションが含まれています。
BLOB のサイズは非常に大きく (~125 KB)、現在の calldata ストレージ方法よりも経済的です。これらの BLOB をイーサリアム コンセンサス レイヤーに一時的に保存することで、EIP-4844 はデータをイーサリアム ベース レイヤーに集約するコストを大幅に削減し、それによってトランザクション手数料を削減できます。 BLOB キャリー トランザクションの導入に加えて、EIP-4844 では、完全なダンク シャーディングの実装という将来のニーズを満たすために、実行層ロジック、検証ルール、多次元手数料市場などの他のシステム変更も実装されます。
EIP-4844 には完全な danks シャーディング ロジックの大部分が含まれていますが、実際のシャーディング自体は実装されていないことに注意することが重要です。ただし、EIP-4844 は依然としてイーサリアムにスケーラビリティとコスト削減のメリットをもたらし、大量導入を達成するために必要なコストとスループットのレベルに近づけることができます。
EIP-1559 ：
EIP-1559 は、カンクンのアップグレードで実装されるイーサリアムのもう 1 つの重要な提案です。イーサリアムの取引手数料モデルを改善し、ユーザーエクスペリエンスとネットワークの予測可能性を向上させることを目的としています。 EIP-1559 では、基本料金と変動料金を含む、需要と供給に基づく動的な料金市場が導入されています。基本料金は燃やされ、イーサリアムのインフレを抑えるのに役立ちます。変動手数料は取引量の規模に基づいて調整され、より合理的な取引手数料を提供し、ユーザーがより効率的な取引を行うことを促進します。
シャード BLOB トランザクション:
Proto-DankSharding のフレームワークの下で、Shard Blob トランザクションと呼ばれる新しいトランザクション タイプが導入されます。このトランザクション タイプにより、ロールアップはデータを BLOB に送信し、ブロックに追加できます。シャード BLOB トランザクションには最大 2 つの BLOB を含めることができ、各ブロックには 8 ～ 16 個の BLOB を含めることができ、各 BLOB のサイズは約 1 MB ～ 2 MB です。この新しいトランザクション タイプにより、データの保存と送信のコストが削減され、イーサリアム ネットワークのスループットが向上し、トランザクション コストが削減されます。
KZG 多項式スキーム:
トランザクション中に、BLOB で公開されたトランザクション データを検証するために、KZG 多項式スキーム (Kate、Zaverucha、および Goldberg によって命名) が導入されました。 KZG は、BLOB の内容全体を明らかにすることなく検証できるゼロ知識検証システムです。この検証メカニズムにより、トランザクション データの整合性と信頼性が保証されます。
上記の特定のテクノロジーとプロトコルに加えて、カンクンのアップグレードには、イーサリアムの機能とパフォーマンスをさらに向上させるための他の重要な EIP (イーサリアム改善提案) も含まれています。注目すべき EIP のいくつかを次に示します。
EIP-1159: この提案は、イーサリアムのトランザクション構造を改善し、基本料金とオプションの拡張データを導入し、トランザクションの効率と予測可能性を向上させることを目的としています。
EIP-3198: この提案は、と呼ばれる新しいトランザクション タイプを提案しています。"Fat"トランザクションには 1 つのトランザクションに複数の操作を含めることができるため、トランザクションの数とコストが削減されます。
EIP-3541: この提案では、と呼ばれる新しい契約タイプが導入されています。"Access Lists"、契約のアクセス権管理を最適化し、契約のやり取りにかかるコストを削減します。
EIP-3529: この提案は、と呼ばれる新しいコントラクトの作成および初期化メカニズムを提案しています。"Reduced Gas Cost for Empty Accounts"、契約の作成と初期化のコストを削減します。
EIP-2930: この提案では、と呼ばれる新しいトランザクション タイプが導入されています。"Repricing for state access opcodes"、状態アクセス操作コードの価格を再設定することでトランザクションコストを削減します。
カンクンのアップグレードはどのような影響をもたらすのでしょうか?
カンクンのアップグレードはイーサリアムネットワークにとって重要なアップグレードであり、広範囲に影響を与えるでしょう。このアップグレードの目標は、完全なデータ シャーディング ネットワークを準備し、ロールアップ テクノロジを拡張することです。これは、イーサリアム ネットワークやレイヤー 2 ネットワークなど、複数の影響を及ぼします。
カンクンのアップグレード: イーサリアムのネットワークパフォーマンスが大幅に向上します
カンクンのアップグレードの結果、イーサリアム ネットワークにはいくつかの重要な改善が加えられます。まず、Proto-Danksharding が導入され、イーサリアム ネットワークのスケーラビリティが大幅に向上します。現在、イーサリアムのメインネットは 1 秒あたり限られた数のトランザクションしか処理できないため、混雑と高いガスコストが発生します。シャーディングテクノロジーの導入により、カンクンのアップグレードにより、イーサリアムネットワークは複数のシャードを同時に処理できるようになり、トランザクションのスループットが大幅に向上します。これにより、イーサリアム ネットワークは増大するユーザーの需要に応え、より分散化されたアプリケーションとトランザクションをサポートできるようになります。
第二に、カンクンのアップグレードにより、イーサリアムネットワーク上の取引手数料も削減されます。現在のイーサリアムネットワークでは、ユーザーはスマートコントラクトを締結し、取引を行うために高額なガス料金を支払う必要があります。これは、小規模なトランザクションや一般ユーザーにとっては十分に使いやすいものではありません。ただし、カンクンのアップグレードはデータの導入によって実現されます。"blobs"トランザクションのガス料金を削減するために EIP-4844 を実装します。これにより、イーサリアム ネットワークがより手頃な価格になり、より多くのユーザーが参加し、より幅広い採用が促進されます。
カンクンのアップグレードにより、イーサリアムネットワークのセキュリティも強化されます。今回のバージョンアップでは、EIP-6780などの対策によりネットワークのセキュリティ基盤を強化する。これにより、ユーザーの資金とデータが保護され、ネットワークに対する潜在的な攻撃のリスクが軽減されます。セキュリティはブロックチェーン ネットワークの重要な要素の 1 つであり、カンクンのアップグレードにおけるセキュリティの強化により、イーサリアム ネットワークの信頼性に対するより高い基準が設定されることになります。
カンクンのアップグレード: 新たな開発の機会をもたらすレイヤー 2
今後のカンクンでのイーサリアムのアップグレードにより、レイヤー 2 は新たな開発の機会をもたらします。カンクンのアップグレード後は、イーサリアムレイヤー2の速度が10～100倍に向上し、トランザクションコストも削減されます。これにより、レイヤー 2 がイーサリアム エコシステムに適切に統合され、ユーザーに高速かつ低コストのトランザクション エクスペリエンスを提供できるようになります。オプティミスティック ロールアップでも ZK ロールアップでも、このアップグレードによる改善の恩恵を受けることができます。
まず、カンクンのアップグレードにより、イーサリアム レイヤ 2 ネットワークのトランザクション速度が向上し、トランザクション コストが削減され、オプティミスティック ロールアップや ZK ロールアップなどのレイヤ 2 ソリューションの機会がもたらされます。 Optimistic Rollup の場合、トランザクションのバックアップがより速く完了し、ネットワーク全体のスループットが向上し、エコロジー プロジェクトの開発が加速されます。 ZK ロールアップにとって、カンクンのアップグレードは、いくつかの技術的な課題にもかかわらず、より大きなチャンスをもたらします。 ZK Rollup はプライバシーとセキュリティを強化し、ユーザーがセキュリティを犠牲にすることなく、より低い取引手数料で取引できるようにします。カンクンのアップグレードの実施により、ZK ロールアップの利点はさらに重要になり、レイヤー 2 ネットワークでより重要な役割を果たし、ユーザーにさらに多くの選択肢を提供することが期待されます。
第二に、レイヤー 2 の総ロックアップ量 (TVL) は、昨年 10 月の 50 億米ドルから 107 億 9,000 万米ドルを超えました。これは、市場と投資家がレイヤー2の今後の発展に前向きであることを示しています。カンクンのアップグレードの実施により、このデータはさらに大きな進歩を遂げると予想されます。同時に、Scroll や Taiko など、メイン ネットワーク上で開始されようとしているいくつかの新しいレイヤー 2 プロジェクトにも、良い開発の機会が与えられます。
第三に、レイヤー 2 ネットワークの速度とコストの増加により、ユーザー エクスペリエンスが大幅に向上し、より多くのユーザーを引きつけることができます。これは、分散型アプリケーション (DApps) の開発に重大な影響を及ぼします。たとえば、レイヤー 2 ベースの DeFi 製品は、より多くのトランザクションを処理できるようになり、よりスムーズなエクスペリエンスを提供できるようになります。同時に、ゲームやソーシャルメディアなどの業界もトラフィックやトランザクションエクスペリエンスを非常に重視しており、より良い発展の機会も得られるでしょう。
第 4 に、BLOB データは短期間しか保存できないため、履歴データの呼び出しに問題があります。これにより、分散ストレージの必要性が生じ、レイヤー 2 拡張計画ではデータ可用性レイヤーの使用も必要になります。したがって、カンクンのアップグレードは、L1ストレージ拡張ネットワーク（Ethストレージ、Arweave、Filecoin Ethereum DAレイヤープロジェクトなど）にもプラスの影響を与え、それによってイーサリアムエコシステムにおける分散型アプリケーションプロジェクトの開発がさらに促進されます。
全体として、カンクンのアップグレードはイーサリアムの拡張ロードマップの最初のステップであり、技術的な改善とその結果としての効果を通じてレイヤー2ネットワークの開発を大幅に促進します。将来的にはレイヤー 2 ネットワークがイーサリアム エコシステムの主力となり、ユーザーにより良いサービスを提供することが予測されます。ただし、技術の向上はレイヤー 2 ネットワークの成功に必要な条件にすぎず、重要なのは、ユーザーの問題点を真に解決する成熟した高品質のアプリケーションを開発することにあります。この方法でのみ、レイヤー 2 の価値を最大化できます。
