導入
最近、Guatian はプロジェクト関係者から、どのパブリック チェーンを導入すべきか、各パブリック チェーンのパフォーマンスの違い、エコロジカルなレイアウトやプラットフォームのトラフィックはどのようなものなのか、長期的および短期的な影響はどうなるのかといったコンサルテーション リクエストを頻繁に受け取ります。プロジェクト上で。今年だけでも、Arbitrium、Sui、そして待望の zkSync など、いくつかの人気のパブリック チェーン プロジェクトの発行を経験しており、誰もがパブリック チェーンの基礎知識の普及と分析に熱心に取り組んでいます。そこで私たちは、市場で非常に活発で注目を集めているパブリック チェーンの全体的なレビューを準備するために、パブリック チェーン調査チームを特別に設立しました。私たちは、GameFi プロジェクト関係者とユーザーの観点から、GameFi プロジェクトに対するこれらのパブリック チェーンのパフォーマンス レベル、使いやすさ、サポートについて包括的な分析を実施します。
当初の計画では、4 本の長い研究論文を執筆する予定であり、主な内容は次のとおりです。
最初の記事は、イーサリアムの開発の歴史、ブロックチェーン ゲームの生態、既存の問題から始まり、さらにイーサリアム 2.0 のアップグレード ロードマップにまで及びます。
2 番目の記事は、Optimistic Rollup トラックから始まり、OP シリーズの基本的な技術的ルートと、テクノロジー、市場、チェーン ゲームのサポートに関するいくつかの代表的なプロジェクト (Arbitrium、Optimism、opBNB など) の違いを分析します。 ;
3 番目の記事では、zk Rollup トラックのテクノロジーの分析と、zkSync、StarkNet、Polygon zkEVM、Linea、Scroll などの代表的なプロジェクトの関連情報に焦点を当てています。
4 番目の記事では、Solana、Aptos、Sui、Near、Avalanche などの他の人気のあるレイヤー 1 パブリック チェーンの技術的特徴、チェーン ゲーム エコロジー、および技術サポートを分析します。
上記の体系的な分析を通じて、プロジェクト関係者とユーザーの両方が今日の市場の主流のパブリック チェーンをより包括的かつ深く理解できるようになり、さまざまなパブリック チェーンに基づくプロジェクトへのより適切な展開と投資も可能になると私は信じています。決定はより強固な理論的基盤を提供します。
始まり
デジタル時代の波の中で、イーサリアムはブロックチェーン界の頂点に輝く星として輝きます。イーサリアムはその創設以来、ブロックチェーンとスマート コントラクト テクノロジーの最先端の推進者であり、常に新しい歴史の章を生み出してきました。ブロックチェーン ゲームのパイオニアとして、イーサリアムは GameFi トラックの開発を主導してきました。 Guatian はイーサリアムの開発とアップグレードの道を案内し、このエコシステムがどのようにしてスタートアップ プロジェクトから世界で最も重要なパブリック チェーン エコシステムに進化したかを探ります。
1. イーサリアムの起源と発展の歴史
イーサリアムは初日から、課題、革新、苦闘に満ちた刺激的な物語でした。
2013 年末、イーサリアムのヴィタリック・ブテリン氏はイーサリアムのホワイトペーパーを発表しました。このホワイトペーパーは、ビットコインの設計概念の一部を継承しただけでなく、ブロックチェーンの開発に新たな章を開きました。そして2014年、イーサリアムはICOを開始し、42日間で約1,800万ドル相当のビットコインを調達し、ブロックチェーンコミュニティ全体に衝撃を与えました。
2015 年 7 月 30 日、イーサリアムは最初のバージョンであるフロンティアのリリースに成功し、年末には業界に大きな影響を与えた標準である ERC 20 を提案しました。
しかし、それから間もなく、2016 年はイーサリアムにとって最も激動の年となりました。 2016 年 3 月、イーサリアムは主要なネットワーク アップグレードである Homestead アップグレードを開始しました。このアップグレードはイーサリアムの安定性とセキュリティを向上させることを目的としており、イーサリアムがより成熟した段階に入ったことを示します。 Homestead のアップグレードにより、イーサリアムの仮想マシン、スマート コントラクト開発ツール、ネットワーク プロトコルが改善され、より多くの開発者や企業が参加するようになります。しかし、良い時代も長くは続かず、2016 年 5 月から 6 月にかけて、イーサリアム コミュニティは DAO 事件と呼ばれる大きな危機に見舞われました。 DAO は分散型自律組織であり、スマート コントラクトに脆弱性があり、攻撃者が大量のイーサを盗むことができました。この事件はコミュニティの分裂を引き起こし、一方の当事者は盗まれたイーサを回収するためのハードフォークを主張し、もう一方の当事者はブロックチェーンを変更しないという原則を主張した。最終的に、ハードフォークが発生し、イーサリアムはイーサリアム (ETH) とイーサリアム クラシック (ETC) という 2 つの異なるブロックチェーンに分割されました。イーサリアム クラシックはコード非干渉の原則を遵守し、イーサリアムのジェネシス ブロックを変更せずに維持し続けます。
2016 年がイーサリアムのスタートアップ プロジェクトから、より成熟した洗練されたブロックチェーン プラットフォームへの進化を示したとすれば、2017 年はイーサリアムの本当のブームの瞬間でした。 2017 年の初めに、企業の世界でイーサリアム ブロックチェーンの適用を促進するために、イーサリアム エンタープライズ アライアンス (EEA) が設立されました。この提携には、マイクロソフト、IBM、インテルなどを含む多くの有名企業がイーサリアム技術の共同研究と開発を誘致しました。
2017 年 10 月、イーサリアムは「メトロポリス ビザンチウム」と呼ばれるメトロポリス アップグレードの第 1 段階を完了しました。このアップグレードでは、プライバシー保護の強化、スマート コントラクトのセキュリティの向上、トランザクション コストの削減など、一連の改善が行われています。 Metropolis Byzantium はイーサリアムの機能をさらに強化し、将来の成長への道を開きます。
メインネットのアップグレードに伴い、ICO (Initial Coin Offering) の流行がブロックチェーンの世界全体を席巻しました。 2017 年、イーサリアムのスマート コントラクト プラットフォームは多くの新しいプロジェクトの最初の選択肢となり、多くの新しい暗号通貨およびブロックチェーン プロジェクトが ICO を通じて資金を調達しました。この流行はイーサリアムの価格の急速な上昇につながり、多くの投資家や開発者を惹きつけました。イーサリアムの価格は、2017年初めの数ドルから年末までに数百ドルまで上昇した。これは世界的な注目を集め、イーサリアムを仮想通貨市場で当然のことながら時価総額第 2 位の通貨に押し上げました。しかし、ブームの裏側では、トランザクションとスマートコントラクトの急増により、トランザクションの混雑と高額なガス料金というイーサリアムのますます深刻な問題が引き起こされています。これにより、イーサリアム コミュニティはネットワークの拡張とパフォーマンス向上の問題に注目し始め、その後のイーサリアムの継続的なアップグレードへの道も開かれました。
2018 年までに、イーサリアムは深刻な課題に直面しました。 2018年初め、イーサリアムと他の暗号通貨は大規模な価格暴落を経験し、イーサリアムの価格は急落しました。これは、仮想通貨市場の不安定さを反映して、市場のボラティリティと投資家の懸念を引き起こしました。仮想通貨の冬でもイーサリアムのアップグレードは止まらず、イーサリアム 2.0 の開発は重要な進歩を遂げ、スケーラビリティとエネルギー効率を向上させるためにプルーフ オブ ワーク (PoW) からプルーフ オブ ステーク (PoS) に切り替える全体的なルートを決定しました。一方、イーサリアムネットワークは、取引量の増加により、2018年も引き続き輻輳と高額な取引手数料に直面しました。これにより、ネットワークのパフォーマンスとスケーラビリティに対する注目が高まり、これらの問題に対処する方法について多くの議論が行われるようになりました。
2018 年、世界中の規制当局が仮想通貨と ICO に対してより厳格な規制を導入し始めました。これにより、一部の ICO プロジェクトが調査され、制裁を受けることになり、仮想通貨業界は法令順守の問題に焦点を当て始めました。市場のボラティリティにもかかわらず、2018 年には分散型金融 (DeFi) エコシステムが台頭しました。分散型取引所、融資プラットフォーム、ステーブルコインなどの DeFi プロジェクトがイーサリアム上で急速に成長しており、イーサリアムのエコシステムに新たな機会とイノベーションをもたらしています。
2019 年はイーサリアムにとってイノベーションの年です。イーサリアム 2.0 プロジェクトは 2019 年にビーコン チェーンのリリースを含む重要な進歩を遂げ、よりスケーラブルでエネルギー効率の高いネットワークに向けたイーサリアムの段階的な動きを示しました。 2019年は、DeFiエコシステムが爆発的に普及した年でもありました。融資プラットフォーム、分散型取引所、ステーブルコインなどを含む、多数のDeFiプロジェクトがイーサリアム上に登場しています。これらのプロジェクトは数十億ドルの資本流入を呼び込み、金融セクターに分散型イノベーションをもたらしました。
DeFiの台頭により、規制当局はイーサリアムやその他のブロックチェーンプロジェクトのコンプライアンスに焦点を当て始めています。その結果、一部のプロジェクトでは法令を遵守するための措置を講じる必要が生じ、分散性とコンプライアンスのバランスについての議論も生まれています。 USDT、DAI、USDC などのイーサリアム上のステーブルコインは、暗号通貨取引に安定性と流動性を提供する暗号通貨の世界における重要な資産となっています。 2019 年はブロックチェーン ゲームの台頭も目立ち、イーサリアム上のいくつかのゲームが多数のユーザーを魅了し始めました。これらのゲームでは、プレーヤーに真の所有権と相互運用性を与えるために、NFT (代替不可能なトークン) がよく使用されます。
イーサリアムは、その誕生から開発、成熟、頂点に達するまで、絶え間ない変化と課題を経験しており、スマートコントラクトプラットフォームとしてのその巨大な可能性を十分に証明しています。最初のホームステッドのアップグレードからハードフォークまで、ICO の狂気から規制の強化、そして DeFi とチェーンゲームの初期の台頭まで、イーサリアム コミュニティは技術の進歩を促進し、イーサリアムの将来に無限の可能性を生み出すために懸命に働き続けています。ブロックチェーン。以下では、イーサリアムのチェーンゲームの開発の歴史を詳しく説明します。
2. イーサリアムオンチェーンゲームの台頭
ブロックチェーン ゲームの開発の歴史を整理したい場合、最初に注目すべき場所はイーサリアム エコシステムです。 2017 年から現在まで、イーサリアムは繁栄し、多くの驚異的なチェーン ゲームが登場しました。いくつかの代表的なプロジェクトを取り上げ、その開発の歴史と既存の問題についてお話します。
ブロックチェーン ゲームの元祖といえば、2017 年の CryptoKitties を思い浮かべる人が多いと思いますが、厳密にはこれが最初のブロックチェーン ゲームではありませんが、確かにイーサリアムで人気を博し、広く使用されるようになった最初のゲームです。ほとんどの人がよく知っています。デジタル猫の収集と繁殖をベースにしたゲームで、ERC-721を初めて組み合わせた最も初期のNFTプロジェクトとなり、それぞれのデジタル猫はユニークなNFTです。子猫の養子縁組、繁殖、取引は仮想通貨コミュニティのFOMO感情に火をつけることに成功しており、仮想通貨の子猫の価格は100万にも達し、ほとんどの一般プレーヤーにも衝撃を与えた。 CryptoKitties の成功は、NFT に対する多くのプレーヤー/プロジェクト関係者の関心を呼び起こしましたが、ゲームの人気により、トランザクションの混雑と高額な手数料が常態化し、イーサリアム ネットワークのスケーラビリティの問題も露呈しました。
2018 年の今、Gods Unchained がみんなの注目を集めています。イーサリアム上の「ハースストーン」カードゲームで、プレイヤーはさまざまな属性のカードを集め、交換し、戦うことができます。このゲームは、イーサリアム上のNFTを使用することでカードのセキュリティを確保し、チェーンゲームとカードゲームの間に深い蜜月期間を開始し、すべてが「Fi」になる時代の到来をもたらします。ただし、イーサリアム ネットワークの制限により、ゲームは依然としてトランザクションの遅延とピーク時の高額な手数料に悩まされています。
ブロックチェーン ゲーム プロジェクトの真の頂点に達した最後の波は、間違いなく Axie Infinity です。 Axie はイーサリアムをベースにしたコレクションおよび戦闘ゲームで、プレイヤーはゲーム内の仮想生き物である Axie を収集、育成、取引することでトークンを獲得できます。 2018 年にリリースされたときは、深刻な弱気市場にあったため、価格は低調でしたが、2021 年の大きな強気市場になってから急速に上昇し、ゲームのプレイアビリティとプレイヤーの熱意が大幅に向上しただけでなく、 「P2E」チェーンゲーム人気の新たな波が生まれ、多数のゲーム組合やゴールドファーミングスタジオが誕生しました。最盛期には、Axie の月間収益は 3 億ドルを超え、「Honor of Kings」を上回り、世界で最も収益性の高いゲームとなりました。 P2E モデルの台頭は、GameFi 時代の真の到来を表しており、DeFi+NFT モデルを通じて、ブロックチェーン技術に基づくゲームアセットの開発と取引が促進されます。 Axie Infinity に加えて、Alien Worlds、Cryptoblades、Sorare、Zed Run など、同様のモデルのゲームも多数市場に登場しています。しかし、イーサリアムネットワークの混雑と高額な取引手数料により、ゲームへの参加閾値と取引コストが高すぎるため、多くのプレイヤーの参加も制限されています。
チェーン ゲームのもう 1 つの主要な部門は、Sandbox と Decentraland に代表される、いわゆる「メタバース」派です。メタバース要素と土地販売を主な経済モデルとして使用するメタバース ゲームです。 Decentraland を例に挙げると、これはイーサリアムに基づく仮想取引プラットフォームであり、ユーザーはゲーム内の仮想土地や資産を購入、収集、取引できます。 Decentraland は NFT を使用して、仮想資産の真の所有権を保証します。ただし、ゲームの最適化が不十分であり、エクスペリエンスが不十分であり、イーサリアム ネットワークのパフォーマンス制限もゲームのさらなる開発を妨げています。以下のグラフからわかるように、ディセントラランドの土地の取引額と数量は2021年末のピーク（約3,400万ドル）以来減少し続けており、現在はピーク時の1％未満となっています。
1. イーサリアムのオンチェーン ゲームにおける先駆的な成果
所有権と希少性:ブロックチェーン技術により、ゲーム内の仮想資産に実際の所有権と希少性を持たせることができます。プレイヤーは自分のゲーム資産を真に所有および管理でき、これらの資産の供給は限られているため、仮想資産に高い価値と取引可能性が与えられます。
経済エコシステム:イーサリアムのオンチェーン ゲームは、プレイヤーにとって真の経済エコシステムを生み出します。プレーヤーは、ゲームへの努力と投資を通じて仮想資産の利益を獲得し、それを他のプレーヤーに取引、販売、リースすることができます。この経済モデルは、プレイヤーに実際の価値を獲得する機会を提供し、ゲーム開発のモチベーションを高めます。
2. イーサリアムのオンチェーン ゲームはいくつかの問題と課題に直面しています
イーサリアムの最大の問題点はスケーラビリティであり、アーキテクチャが限られているため拡張性が不十分でトランザクション速度が遅いと同時に、スループットが限られているため、特にプロジェクトの集中販売段階ではガス料金が高額になるという問題があります。 NFT とトークン: 試してみると、ガス戦争が発生し、ネットワークが麻痺し、取引手数料が瞬時に非常に高いレベルに押し上げられ、ユーザー エクスペリエンスに大きな影響を与える可能性があります。
3. イーサリアム 2.0 アップグレード
イーサリアムは2020年4月末にETH 2.0テストネットを立ち上げ、半年間のテストを経て12月に2.0メインネットを正式に立ち上げ、イーサリアム2.0時代の到来を告げた。イーサリアム 2.0 は 1.0 メインネットへのメジャーアップグレードであり、イーサリアムのパフォーマンス、スケーラビリティ、セキュリティ、持続可能性を向上させ、イーサリアムの使用と応用を加速することを目的としています。
なぜ 2.0 にアップグレードするのですか?
1. イーサリアム独自の高いレートと混雑の問題
また、チェーンゲーム関連のトランザクションにおいて、イーサリアムのガスレートの高さ、確認速度の遅さ、効率の低さなどがユーザーから批判されていることも上で述べました。一部のチームは、外部アプリケーション (Flashbot など) を開発することでトランザクション効率を最適化し、手数料をある程度削減しましたが、トランザクション需要の高まりを考えると、それは大したことではありません。この問題を根本的に改善するには、イーサリアム パブリック チェーン内から始めて、その基礎となるアーキテクチャをアップグレードして、ネットワークのパフォーマンスが大幅に向上できるようにする必要があります。
2. 競争力のあるパブリックチェーンの台頭
イーサリアムは依然として現在のパブリックチェーン市場で絶対的なリーダー的地位を占めていますが、特にパフォーマンスとアーキテクチャの点で後発参入者が参入し続け、常に超え、革新しており、それがイーサリアムの市場シェアをある程度揺るがしています。以下は、2020 年以前 (イーサリアム 2.0 アップグレード前) のいくつかの主要なパブリック チェーンのパフォーマンスとデータの比較です。イーサリアムはどのデータ (TPS、トランザクション手数料、ブロック生成効率など) においても優位性を持っていません。は野放しに発展を続けており、近い将来、市場シェアと市場価値の点で簡単に追い越されることが予想されます。
BSCやSolanaに代表されるパブリックチェーンは、イーサリアムEVMと互換性があるだけでなく、環境面での恩恵も大きく、BinanceやFTXなどの投資家に支えられており、ユーザーへの配当や財務上のメリットはもちろん、急速に成長し、イーサリアムのトラフィックが流れます。イーサリアム自体の混雑と高額な料金は、これらのパブリックチェーンに優れた開発の機会を与えています。これらすべてにより、パブリックチェーンの王としての地位を維持し続けるために、イーサリアムはできるだけ早くアップグレードする必要があります。
3. パブリックチェーンのセキュリティとプライバシーに対するユーザーの新たなニーズ
誕生から現在まで、イーサリアムのトランザクションは数千倍に増加し、1 日のトランザクション量は数千から、基本的には 100 万レベルで安定しています。急速な成長に伴い、仮想通貨分野には多額の資金が流入し、アプリケーションの高品質化とユーザー数の増加に伴い、ブロックチェーン技術に対するユーザーのセキュリティやプライバシー保護に対する要求も高まっています。も増え続けています。
金融分野のアプリケーションでは、ユーザーはアドレスのプライバシーなどに対する強い要求を持っています。ブロックチェーンの世界の過度の透明性は、リミッターの開発において明らかに重要な制約となるでしょう。セキュリティを確保しながらプライバシー保護をどのように実現するかは、今後のイーサリアムの発展にとって解決すべき重要な課題の一つでもあります。
メインコンテンツのアップグレード
誰もがブロックチェーンの不可能な三角形、つまり分散化、セキュリティ、スケーラビリティについて聞いたことがあるかもしれません。イーサリアム 2.0 のアップグレードは、この三角形の 3 つの側面に対する解決策を提案し、このアップグレードの主要な内容を構築しました。
1. シャード チェーン - スケーラビリティの問題を解決する
シャーディング チェーンは、イーサリアムのトランザクション効率とスケーラビリティを大幅に向上させることができるアーキテクチャ メカニズムです。イーサリアムの最新のシャーディング ソリューション (シャーディング 2.0) では、すべてのネットワーク リソースが異なるシャードに分割され、各シャードは新しいチェーンとして認識され、それぞれビーコン チェーン (ハブ チェーン) に接続されます。ノードはすべてのトランザクションを処理する必要はなく、1 つのシャードを実行するだけでよく、データのごく一部を保存するだけでよいため、作業効率が大幅に向上し、イーサリアムのスケーラビリティの問題が大幅に軽減されます。
シャーディング 2.0 ソリューションはロールアップ ソリューション用にカスタマイズされており (ロールアップ ソリューションとレイヤー 2 プロジェクトについては以降の記事で詳しく説明します)、ロールアップ ソリューションはシャーディング ソリューションの拡張です。ロールアップを通じて、すべての交換プロセスと実行はオフチェーンで行われますが、イーサリアムのメイン チェーンはトランザクション データのみを保存します。データ シャーディングとロールアップのハイブリッド実装により、理論的にはイーサリアムで 1 秒あたり 100,000 件を超えるトランザクションを処理できるようになり、ロールアップは現時点で最も理想的な拡張ソリューションであるとも考えられています。
2. プルーフ・オブ・ステーク - 分散化の問題を解決する
イーサリアム 2.0 のもう 1 つの重要なアップグレードは、プルーフ オブ ステーク (PoS) コンセンサス メカニズムの導入です。これまでイーサリアムの運用は、多くの計算能力とエネルギーを必要とするプルーフ・オブ・ワーク（PoW）に基づいていましたが、PoWからPoSへの移行により、イーサリアムのエネルギー消費は99％以上削減されます。
イーサリアム 1.0 の PoW コンセンサス メカニズムでは、マイナーはパッケージ引き換えを処理することで ETH を取得します。 ETH 2.0のPoSメカニズムでは、ユーザーはETHを抵当に入れるだけでネットワーク上の検証者となり、シェアを表す資本の証明を取得できます。 PoW メカニズムでは、検証ノードになるには高価なマイニング マシンを購入し、十分なコンピューティング パワーを生成して競争力を発揮する必要がありますが、PoS メカニズムでは検証ノードの参入しきい値を効果的に下げることができます。 32 ETH を誓約するユーザーは誰でも、ビーコン チェーンのランダム アルゴリズムによってブロック検証者とブロック提案者を選択する検証者委員会に参加する機会を持ちます。ブロック提案者はトランザクションをパッケージ化して新しいブロックを提案し、他のブロックは検証されます。新しいブロックをテストし、最後に共同でブロック生成プロセスを完了します。参入障壁が下がると、より多くのノードが検証に参加できるようになり、ネットワーク全体がより分散され、分散化されます。
3. ビーコンチェーンとCasperメカニズム - セキュリティ問題を解決
シャーディングと PoS コンセンサス メカニズムの導入により、スケーラビリティと分散化の問題は解決されますが、セキュリティに関する新たな課題も生じます。たとえば、51% の攻撃の問題はシャーディング、シャード間の二重支出攻撃、および無関心な攻撃、長距離攻撃、PoS コンセンサス メカニズムによって引き起こされる単純な攻撃によって引き起こされます。イーサリアムはこれら 2 種類のリスクを橋渡しし、ビーコン チェーンとコンセンサス メカニズム Casper を通じてセキュリティ問題を解決します。
51% 攻撃の問題を解決するために、ビーコン チェーンは各検証者を予測不可能にするランダム性を提供し、各検証タスクの後にすべての検証ノードが再シャッフルされ、新しい検証委員会が選択されます。が回避され、セキュリティが向上します。同時に、ビーコン チェーンを通じてシャード間通信が実現され、すべてのシャードのステータスと情報が記録されるため、二重支払いの問題が回避されます。
Casper はイーサリアム 2.0 のコアコンセンサスプロトコルであり、システムノードの管理とバリデータに対する報酬とペナルティの実装を担当します。バリデーターは、プロトコルを実行する前に、誓約を渡してビーコン チェーンに適用してノードになる必要があります。バリデーターが割り当てられたタスクを完了できない場合、誓約されたトークンが失われるか、ノードプールから追い出されて検証作業に参加できなくなるリスクがあります。これにより、バリデーターは報酬と罰のシステムを通じて誠実に行動し、コンセンサスルールに従うことが強制され、PoS の無関心な攻撃の問題はほぼ解決されます。
長距離攻撃とは、ジェネシスブロックから開始して、元のメインチェーンよりも長いチェーンを作成し、トランザクション履歴を改ざんして元のメインチェーンを置き換えることを指します。単純な攻撃とは、フォークされたチェーンが単位時間あたりに元のメイン チェーンの長さを超えるできるだけ多くのブロックを作成する攻撃を指します。アップグレードされたイーサリアムは、各エポックの最初のスロット ブロックをチェックポイントとして設定し、投票を通じてチェーンのファイナリティを達成することで、ブロックを変更不可能にし、そのようなリスクを回避します。
4. ETH 2.0アップグレードロードマップ
イーサリアムの創設者であるヴィタリック・ブテリン氏は、イーサリアム 2.0 の将来のアップグレード ルートを、マージ、サージ、スカージ、ヴァージ、パージ、散財の 6 つの簡潔な段階で概説しています。各ステージは、特定のテーマと機能アップグレードを中心に展開します。
1. The Merge
この合併は、イーサリアムの PoS システムへの移行を示すものであり、高度に分散化され、スケーラブルで、安全で持続可能なネットワークというイーサリアムのビジョンの実現に向けた重要な一歩となります。このマージは、Bellatrix と Paris (提案 EIP-3675 および EIP-4399) の 2 つの主要なアップグレードを通じて展開され、イーサリアムの元の実行レイヤーと、2022 年 10 月に開始される新しく確立された PoS コンセンサス レイヤー (ビーコン チェーン) をマージします。
マージによりいくつかの大きな変更がもたらされます。その中で最も重要なのは、フルノードが実行層クライアントとコンセンサス層クライアントの両方を実行する必要があることです。マージ前は、単一のクライアントがトランザクションとブロックに関連するすべてのタスクを処理できますが、マージ後は、実行層とコンセンサス層のクライアントがそれぞれピアツーピア ネットワークを維持し、コンセンサス層のクライアントがブロックの伝播、認証、処罰を処理します。実行層クライアントは、トランザクションの実行と状態の維持を引き続き管理します。
The Merge の重要なアップグレードの 1 つは、Single Slot Finality (SSF) です。 SSF は、イーサリアムのブロックファイナリティ時間を現在の 64 ～ 95 スロット (約 15 分) から 1 スロットに短縮することを目指しています。 SSF を実装するには、正確なコンセンサス アルゴリズムの開発、署名集約プロセスの最適化、バリデータ参加のための最適な経済的方法の決定という 3 つの重要な課題に対処する必要があります。これらの課題に対する解決策はすでに存在しますが、実装にはさらに時間がかかるでしょう。興味のある友人は、これらの問題を探求する Vitalik の記事をフォローしてください。
Secret Leader Election は、提案者を秘密裏に選出するメカニズムを設定します。乱数とシャッフルにより、提案者の選出は予測不可能で、公平かつ独自であり、攻撃される可能性が軽減されます。
2. The Surge
サージは、イーサリアム アップグレードのもう 1 つの重要な内容であり、その誕生以来ブロックチェーン テクノロジーを悩ませてきたスケーラビリティの問題を解決し、そのパフォーマンスが最終的には従来の電子決済 (電子決済など) の速度に近い 100,000 TPS レベルに達するようにすることです。ビザとして）。このアップグレードは、Danksharding (「DS」、シャーディング) を通じて実現されます。
プロトダンクシャーディング (EIP-4844) は、ダンクシャーディングの最初のステップであり、デネブ-カンクン (つまり、カンクンのアップグレード) にとって重要なステップです。また、イーサリアムにとってシャーディング メカニズムを実装し、拡張ロードマップを完了するための重要なステップでもあります。レイヤ 2 ロールアップのトランザクションと運用コストを削減します。各シャード ブロックをビーコン チェーンに直接含めることにより、シャード ブロックには実行されたトランザクションが含まれなくなり、大きなデータ ブロックのみが含まれ、特定のトランザクション タスクはレイヤー 2 ロールアップ プロトコルによって処理されます。
レイヤ 2 の元のトランザクション データがレイヤ 1 メイン ネットワークに送信された後、さまざまなソリューションに基づいてデータの正確性を検証する方法により、オプティミスティック ロールアップと ZK ロールアップという 2 つの異なるロールアップ ルートが誕生しました。
1) Optimistic rollups
楽観的なロールアップは、データの妥当性を楽観的に扱う不正証明またはチャレンジ証明に基づいたソリューションです。指定された期間 (例: 1 週間) 内に誰もデータに異議を唱えず、不正行為の証拠を提出しなかった場合、データは真実で正確であるとみなされます。
しかし、誰かが異議を唱え、特定のトランザクションが不正であると指摘した場合、オプティミスティック ロールアップは L1 スマート コントラクトに一連の EVM ロジックを実装してトランザクションの実行をシミュレートする必要があり、それによってデータの正当性を検証し、詐欺師を罰する必要があります。 . 挑戦者に報酬を与えます。 Optimistic ロールアップとは異なり、Arbitrium は異なるアプローチを採用しています。一連の EVM ロジックは実装しませんが、挑戦者が複数ラウンドにわたってコントラクトを操作できるようにすることで、問題のある命令の範囲を絞り込みます。最後に、問題のあるコマンドを確認します。
2) ZK rollups
ZKロールアップはゼロ知識証明技術をベースにしたソリューションで、L1がトランザクションの計算処理をL2に委託していることが分かり、同時にL2が正しくトランザクションを実行したかをL1が検証できるのが魅力です。ゼロ知識証明。同時に、トランザクション署名は L2 でのトランザクション実行プロセス中に検証されているため、つまり、ゼロ知識証明部分には署名検証がすでに含まれているため、L1 に送信されるトランザクションには署名が含まれる必要がなく、さらに節約できます。データスペース。トランザクションの合法性を即座に確認でき、データ サイズが小さいため、ZK ロールアップは L2 の将来の方向性とより一致すると考えられます。しかし、難しいのは、ZK ロールアップがすべてのアプリケーションと互換性のあるユニバーサル回路システム zkEVM をどのように設計できるかということです。
3. The Scourge
Scourge には、公正かつ透明なトランザクションの包含を維持しながら、MEV の集中化を緩和するように設計された一連のアップグレードが含まれています。 MEV は、マイナーまたはバリデーターがブロック報酬やトランザクション手数料を超えて獲得できる追加収益の尺度であり、ブロック内のトランザクションを戦略的に含めたり、除外したり、並べ替えたりすることで達成されます。通常のバリデーターは、標準のクライアント ソフトウェアを実行します。それらには MEV 値を取得する機能がまったくありませんが、大規模なバリデーターは、変更および最適化されたソフトウェアを使用して MEV 値を取得します。この不公平性により、ネットワークはますます集中化することになります。
上記の問題の解決策は、提案者と構築者の分離 (PBS) です。つまり、提案者は引き続きブロックの公開の主役ですが、ブロックの構築と実行は作成者のブロック ビルダーにのみ任せます。うまく機能している市場では、競争力のあるクリエイターがブロックから抽出できる MEV の全額まで入札するため、分散されたバリデーターのセットが MEV 報酬の大部分を獲得できるようになります。したがって、PBS は MEV の集中力に効果的に対抗できます。
PBS のもう 1 つの特徴は、検閲コストの増加です。ブロックチェーンの精神は常に集中検閲と相容れません。PBS ソリューションでは、ブロック ビルダー間で価格競争があるため、ブロック ビルダーはできるだけ多くのトランザクションを追加します。建設業者が取引を審査から除外したい場合、潜在的な入札価格が相手の入札価格よりも完全に低くなる可能性があり、オークションに勝つことができなくなります。入札する権利を獲得し、取引を審査から除外するには、より多くのコストを投資する必要があり、それによって審査コストが増加します。
4. The Verge
The Verge は、最小限のブロック検証方法、つまり、少量のデータをダウンロードし、基本的な計算を実行して検証を完了する方法を実装することを目的としており、この目標を達成するには、既存の Merkle Patricia Trie (MPT) を Verkle にアップグレードする必要があります。トライ。
現在、イーサリアムは MPT を通じて状態データ管理を実装しています。結果が正しいことを確認するには、MPT 全体を証明し、それをレイヤーごとにハッシュして検証する必要があります。現在、イーサリアムの各フルノードは完全な状態ツリーを維持しているため、独立したトランザクションと状態検証を実行できますが、検証プロセス全体が非常に非効率的で煩雑になります。 Verkle Trieは、兄弟ノードの参加を必要としないことを証明すると同時に、ツリーの幅を大きく、深さを浅くできるため、証明効率が大幅に向上し、5～10倍の向上が期待されています。 。
5. The Purge
Purge は Purge の略で、履歴データ ストレージの負担を軽減することで、よりシンプルなプロトコルとより軽量なノードを実現するように設計されています。イーサリアム 1.0 時代では、各ノードはすべてのブロックの履歴データを保持する必要がありました。2.0 アップグレード後、ブロック検証にファイナリティとチェックポイントが導入されました。ビーコン チェーンのデータ同期は、最初のブロックから開始する必要がなく、データが大幅に改善されました。同期速度です。 EIP-4444 の導入により、クライアントは 1 年前の履歴データを保存しなくなり、期限切れのデータはアーカイブされます。アーカイブされたデータを取得する場合は、特別な読み取りおよび書き込みルールが必要になります。
6. The Splurge
Splurge は誇示するという意味で、栄光の瞬間を表します。このシリーズには、アカウント抽象化、多次元 EIP-1559、検証可能な遅延関数など、あらゆるカテゴリのアップグレードが含まれています。その中でも、アカウントの抽象化はウォレットを使用する敷居を大幅に下げます。すべてのアカウントを 1 種類のアカウント (契約アカウント) に抽象化します。ウォレットはコントラクト ウォレットにアップグレードでき、各ユーザーのスマート コントラクトを作成して、ユーザーの資産とオンチェーン インタラクションを管理できます。コントラクトウォレットでは、セキュリティ制限、マルチ署名、ガス支払いなど、より多くのビジネスロジックを定義できます。将来的には、ユーザーが選択できる対応するウォレットテンプレートも提供され、コントラクトウォレットの構成が容易になる予定です。
5. その後の影響と展望
イーサリアム 2.0 アップグレードが市場に与える影響はポジティブです。まず第一に、アップグレードによりイーサリアムのトランザクション パフォーマンスとスケーラビリティが向上し、シャーディング テクノロジーと改善されたコンセンサス メカニズムの導入により、ネットワーク スループットとトランザクション確認速度が大幅に向上し、イーサリアム ネットワークの可用性と競争力が大幅に向上します。 、より多くの開発者と企業がイーサリアムエコシステムに参加することを引き付けています。第二に、イーサリアム 2.0 はセキュリティと安定性も向上します。ビーコン チェーンと Casper メカニズム、およびトークン ステーキングを導入することにより、エネルギーへの依存が軽減され、同時にネットワークのセキュリティと全体的な安定性が向上します。もう一度言いますが、イーサリアム 2.0 アップグレードは、より多くの革新と機能をもたらします。収益分配を調整し、ノードの負担を軽減し、ノードのしきい値を下げ、シャーディングテクノロジーを導入することで、イーサリアムはより複雑なスマートコントラクトと分散型アプリケーションをサポートできるようになります。さらに、レイヤー 2 ソリューションの統合により、イーサリアムはより多くのトランザクション データを処理し、市場の需要にさらに応えることができるようになります。これにより、開発者や企業は、より価値のあるアプリケーションやサービスを作成する機会が増えます。
ただし、イーサリアム 2.0 アップグレードの実装には、いくつかの潜在的なリスクと課題にも直面しています。まず、アップグレードにはネットワークに大きな変更が必要なため、各ノードのバージョンに不整合が生じ、さらにアップグレードをしたくない、またはアップグレードできないなどの問題が発生します。第二に、アップグレードがイーサリアム エコシステムに与える影響は不確実であり、すでにイーサリアム エコシステムに含まれているアプリケーションの場合、アップグレードにより一連の互換性の問題が発生する可能性があります。最後に、アップグレードのスケジュールも不確実であり、アップグレードにおける技術的な問題や遅延がアップグレード プロセスに影響を与える可能性があります。
イーサリアムの 1.0 から 2.0 へのアップグレードは、イーサリアム エコシステムにおける重要なマイルストーンですが、その開発が止まることはありません。開発チームは明確なロードマップを持って、イーサリアムの可能性を最大限に引き出し、理想的な分散ネットワークを実現するために、さまざまなモジュールのアップグレードの実装を進めています。近い将来、より堅牢で効率的なイーサリアム エコシステムが実現すると期待されています。また、レイヤー 2 の精力的な開発により、イーサリアム エコシステムに新たな推進力が継続的に注入され、より多くのアプリケーション (ゲームを含む) やデータをチェーンにアップロードできるようになります。今後の一連の記事では、オプティミスティック ロールアップと ZK ロールアップの観点から 2 つのレイヤー 2 トラックのパブリック チェーン プロジェクトを詳しく分析していきますので、ご期待ください。
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