著者: Christine Kim、Galaxy Digital リサーチ担当副社長 翻訳: Golden Finance xiaozou

イーサリアムの合併と上海アップグレードの完了後、イーサリアムはプルーフ・オブ・ワークからプルーフ・オブ・ステーク・コンセンサス・プロトコルへの移行に成功しました。イーサリアム開発ロードマップの次の大きなものは、プロトダンクシャーディングと呼ばれるイーサリアム改善提案 (EIP) 4844 です。このコード更新は、イーサリアム上で実行されるロールアップのスケーラビリティを向上させることを目的としています。イーサリアムのコア開発者である「Protolambda」と Dankrad Feist にちなんで名付けられた EIP 4844 は、BLOB の新しいトランザクション タイプを導入し、イーサリアム ブロックのデータとストレージ要件を増加させ、BLOB を通常のトランザクションから分離する新しい料金市場を作成します。トランザクションは個別に価格設定されます。

ロールアップ プロトコルは、データ可用性 (DA) (バッチ化されたトランザクション データを広く配布し、一時的に保存する機能) のためにイーサリアムなどのレイヤー 1 ブロックチェーンに依存しています。一般に、DA としてイーサリアムに依存するスマート コントラクト ベースのロールアップは、トランザクション決済 (検証) にもイーサリアムに依存します。これらのロールアップは、DA レイヤー (イーサリアムなど) からデータを読み取り、有効なトランザクションおよびスマート コントラクト コードを実行するように設計されています。イーサリアム上に構築されたロールアップは、トランザクションのファイナリティを達成するために、トランザクション データのバッチをイーサリアム ブロックに含めることに依存しています。シーケンサは、DA 層に送信するためにコスト効率の高い方法でユーザー トランザクションをバッチ化し、圧縮します。

通常、大量のデータをイーサリアムに公開すると、ネットワークが「CALLDATA」と呼ばれるフィールドにトランザクション履歴の一部としてデータを永続的に保存するため、コストがかかります。 EIP 4844 を通じて、ブロックあたり追加の 512 KB または 768 KB のデータ スペースがロールアップ用に作成されます。イーサリアムコアの開発者は、BLOB トランザクション用にどのくらいの追加スペースを作成する必要があるかを検討しています。重要なことに、このスペースに公開されたデータは約 3 週間保存されます。 BLOB トランザクションを通じて検証されたデータは短期間保存され、BLOB トランザクション手数料市場は他の種類のトランザクションから独立しているため、理論的には、イーサリアムにデータを公開するロールアップ コストは大幅に削減されます。開発者は、時間の経過とともに、データ サンプリング テクノロジを導入して、イーサリアムのフル ノード検証のために BLOB データを完全にダウンロードする必要がなくなり、ロールアップのコストをさらに削減する予定です。プロトダンクシャーディングは完全なダンクシャーディングのパイオニアであり、「プロトタイプ」であり、イーサリアムノードがブロブデータブロックをダウンロードするだけで完全なブロブの可用性を判断できるようになります。

この記事では、EIP 4844 の動作方法、プロト ダンクシャーディングの制限、完全なダンクシャーディングに向けて進化する EIP 4844 の計画、計画どおりに実装された場合のエンド ユーザーと分散型アプリケーション (dapps) へのコード更新の影響について詳しく説明します。 2023 年秋に向けて。開発者への直接的なメリットと関連する考慮事項。プロトダンクシャーディングの焦点がレイヤー 2 ロールアップ エコシステムをサポートし、イーサリアムをモジュール的に拡張することであることを考えると、次のイーサリアム アップグレードでのコード更新の実装は、世界最大のパブリック ブロックに対するモジュール型ブロックチェーン理論の大規模な適用となるでしょう。チェーンの 1 つをテストする場。

1. 背景の紹介

EIP 4844 は、イーサリアムのスケーラビリティ アップグレードとみなされます。ただし、コードの更新によってイーサリアム自体のトランザクション機能が大幅に向上または改善されるわけではないことに注意してください。プロトダンクシャーディングは、大量のデータをイーサリアムに公開するコストを削減し、それによってロールアップの運用コストを削減します。 EIP 4844 は、イーサリアム上でレイヤー 2 ネットワークをよりコスト効率よく実行できるようになるため、イーサリアムのスケーラビリティが向上すると見なされていましたが、コードの更新はトランザクションとしてのイーサリアムとスマート コントラクト コードの実行を改善しませんでした。ユニバーサル ブロックチェーンのスケーラビリティです。

Arbitrum、Optimism、StarkNet、zkSync、Polygon zkEVM などのイーサリアム ロールアップのトランザクション アクティビティは、過去 4 年間で増加しています。 L2Beat.com は、すべてのレイヤー 2 ネットワークで達成される合計 1 秒あたりのトランザクション (TPS) は、イーサリアムの 1 日あたりの平均 TPS の 3.8 倍であると推定しています。

Blockworks Research が Dune Analytics 経由で提供したデータによると、ロールアップにより、コードとトランザクションをイーサリアムに直接デプロイするコストと比較して、エンド ユーザーと DAPP 開発者はガス料金を 99% 以上節約できます。

2023 年 6 月 13 日の時点で、最も人気のある 2 つのイーサリアム ロールアップ (Optimism と Arbitrum) でトランザクションを送信するコストは約 0.03 ドルから 0.05 ドルです。ただし、オンチェーンのアクティビティが多く、ネットワークが混雑しているため、コストが 1 ドルを超えて高騰する場合があります。

EIP 4844 の目標は、バイナリ ラージ オブジェクト (BLOB) と呼ばれる新しいトランザクション タイプを導入することにより、ロールアップ コストを削減することです。以下に、EIP 4844 で定義されている BLOB トランザクションのライフサイクルを段階的に説明します。

EIP 4844 は、イーサリアム メモリプールに送信された通常のトランザクションがブロックにどのように含まれるかには影響しません。また、イーサリアム ブロック スペースの価格を決定する料金市場にも影響しません。ただし、EIP 4844 は、イーサリアム ブロックのストレージ要件を増加させます。追加のデータ領域は、BLOB トランザクションをブロックに追加するために使用されます。 BLOB は、既存のブロック スペースに影響を与えたり、圧迫したりすることなく、通常のトランザクションを処理するためにイーサリアム ブロックに接続できるカートのようなものです。 BLOB ブロック スペースは、EIP 1559 の料金市場設計を模倣し、独自の料金市場に従ってオークションに掛けられます。当初、BLOB トランザクションのコストはほぼゼロでした。その後、BLOB ブロック領域の半分 (少なくとも 256 KB) を超える確認済みブロックごとに、BLOB トランザクションのコストが 12.5% 増加します。 BLOB ブロック スペースが十分に活用されていない場合、つまり、ブロック スペースの 50% 未満しか埋まっていない場合、ブロックあたりの BLOB コストは 12.5% 削減されます。

BLOB トランザクションはイーサリアムに無期限に保存されるのではなく、イーサリアムのコンセンサス レイヤー (CL) ビーコン チェーンに保存され、3 週間後に CL ノードから削除されます。プロトダンクシャーディングはブロックごとに最大 4 つの BLOB をサポートし、各 BLOB には最大 128 KB の追加データを含めることができます。ブロックあたり最大 512KB の BLOB スペースの制限は、進行中の EIP 4844 テストに基づいて調整される可能性があります。開発者は、BLOB の最大制限を 4 から 6 に増やす可能性について積極的に議論しています。各 BLOB は、ロールアップ シーケンサーがイーサリアムへのトランザクションのバッチを確認する機会となります。イーサリアムは 1 日あたり約 7,094 ブロックを生成し、EIP 4484 以降は、ブロックあたり 4 BLOB の制限を想定して、1 日あたり最大 28,376 BLOB を処理できます。 (これは理論上の最大値であり、ブロブの料金の関係上、実際には決して到達しない可能性があります。ブロックごとのブロブの最大数を継続的に処理するコストは、ソーターにとって法外に高価です。)

過去 6 か月にわたって、トランザクション アクティビティで 2 位にランクされているイーサリアム ロールアップで実行されているシーケンサーは、1 日あたり約 3,126 個のトランザクション パッケージをイーサリアムに送信しました。

Arbitrum は、Optimism の約 2 倍のトランザクション負荷を確認しており、Optimism と同様に、トランザクションを完了するために CALLDATA 経由でイーサリアムにデータを公開するシーケンサーに依存しています。 Ethereum で人気のあるロールアップには、Polygon zkEVM、zkSync、StarkNet などがありますが、これらに限定されません。 Optimism では、料金の 90% 以上が Tier 1 CALLDATA 料金から発生しています。

専用のデータ ストレージ スペースを導入する目的は (最初はどんなに小さくても)、すべての Ethereum ロールアップの DA レイヤーとして Ethereum を使用するコストを削減することです。ロールアップ開発者は保守的に、EIP 4844 をアクティブ化した後はロールアップ料金が 100% ～ 900% 削減されると見積もっています。ただし、これらの推定は、プロトダンクシャーディングの立ち上げ周辺の数か月間でのロールアップの採用の増加と活動に基づいて変更される可能性があります。

Blob トランザクションのコストは、EIP 4844 アクティベーションの開始時点では通常のトランザクションよりも安い可能性がありますが、イーサリアム上で実行されるロールアップの数が増加すると、BLOB トランザクションのコストが急速に上昇する可能性があります。さらに、各 BLOB は、特定のソーターが最大 128 KB のデータを公開する機会を表しますが、ロールアップ ソーターは、単一の BLOB に複数のロールアップからのデータが含まれるように調整することができます。イーサリアム開発者は、ブロックあたりの BLOB の数が限られており、単一のトランザクション パッケージでは各 BLOB トランザクションに利用できる 128 KB のデータ スペースを完全に活用できない可能性があるため、BLOB 価格設定の二次市場が発生する可能性があることを認識しています。オフチェーンの二次市場の出現を防ぐことが優先事項ですが (より高いレベルのプロトコルの複雑性を導入してこの可能性を防ぐのではなく)、開発者は現在、EIP 4844 を介した BLOB の導入に対して「様子見」のアプローチをとっています。将来的には EIP 4844 をさらに最適化することを目的としています。

プロト ダンクシャーディングは、ノードの計算負荷を増加させることなく BLOB コストをさらに削減できる、より高度な技術を導入するための基礎を築きます。 BLOB の完全なビジョンは「フル ダンクシャーディング」であり、ブロックあたりの BLOB の最大数が 4 から 64 に増加します。

(1) ダンクシャルディングを完了する

4 つの BLOB により、イーサリアムのブロック サイズが 512 KB 増加します。 6 blob により、イーサリアムのブロック サイズが 768 KB 増加します。前述したように、追加のブロック スペースは BLOB トランザクション専用であり、通常のブロック スペースのようにデータを永続的に保存するものではありません。 EIP 4844 の完全なビジョンは、ブロック検証のためのノードの計算負荷を大幅に増加させることなく、最大 64 個の BLOB をイーサリアムに導入することです。完全なダンクシャーディングを実現するには、イーサリアムはデータ可用性サンプリング (DAS) と消去符号化技術 (消去符号化) という 2 つの技術を実装する必要があります。

· データ可用性サンプリング (DAS)

レイヤー 2 ロールアップ トランザクションを検証する場合、DAS の目標は、シーケンサーによってパックされたすべてのデータがチェーンにパブリッシュされていることを確認することです。完全なノードをランダムに選択して、BLOB からデータをダウンロードし、データ可用性証明書を生成します。フルノードデータのサンプリング回数が増えるほど、重要なデータを保持せずにソーターからすべてのデータを確実に取得できる確率が高くなります。ノードの場合、データ サンプリング プロセスでは、BLOB データ全体をダウンロードするよりも計算量が少なくなりますが、理論的にはデータの可用性を確保できます。プロト ダンクシャーディングと同様に、完全なダンクシャーディングでの BLOB データ サンプリングでは、シーケンサーからのトランザクションが検証され、ユーザーまたはネットワーク関係者による評価のためにチェーンに公開されていることを確認します。その後、ユーザーと関係者はこれらのトランザクションを一定期間レビューし、イーサリアムなどの DA レイヤーで完了したことを確認し、以前のトランザクション バッチに基づいて新しいトランザクション バッチを構築します。

DAS を使用すると、イーサリアム開発者は、ノードの計算負荷を増やすことなく、ブロブの数とイーサリアムに公開されるデータの量を増やすことができると考えています。さらに、開発者は、将来のアップグレードで履歴の有効期限などの推奨事項を実装することで、ノードの計算負荷をさらに軽減する予定です。イーサリアム研究者のダンクラッド・ファイスト氏の言葉を借りれば、イーサリアムは時間の経過とともに「アーカイブシステムではなく公共の掲示板」として使用され、取引履歴の完全なコピーを保管する責任がこのデータネットワークを定期的に使用する人々に移されることになるだろう。レイヤー 2 ロールアップや、Infura、Alchemy、Blockdaemon などのブロックチェーン インフラストラクチャ企業などの利害関係者。 EIP 4844 を介した BLOB の導入は、いつかすべてのトランザクションをイーサリアムに保存できるようになる可能性があることを示す初期の例です。

・イレイジャーコーディング技術（Erasure Encoding）

イレイジャーコーディング技術は、データサンプリング能力を向上させる技術です。悪意のあるシーケンサーがブロック データのごく一部 (たとえば、BLOB データの 1% から 49% の間) を保留した場合、トランザクション サンプリングにより、一部のサンプル プルーフが最初にエラー値ではなく正しい値として返される可能性があります。 。消去コーディング技術により、ブロブの残りの部分が再構築される前に、ブロブのデータの少なくとも半分が検証されることが保証されます。この手法は、データが多項式 (3 つ以上の代数項で構成される式) として表される場合にのみ機能します。イレイジャーコーディング技術の最も一般的な形式は、リードソロモンコード (RS) に基づいています。これは、十分な既知のデータに基づいて欠落データを説明できる高度な数式です。直観的には、特に特定のデータ ブロックが悪意のあるシーケンサーによって保留されていると想定される場合、サンプリングだけでは大量のデータの可用性を確保するのに効果的ではない可能性があります。イレイジャー コーディングにより BLOB にデータの冗長性が導入されるため、悪意のあるシーケンサーは、任意の量のデータを正常に保持するために、BLOB のデータのかなり大きな部分を保留する必要があります。

DAS とイレイジャー コーディング テクノロジーの組み合わせが、完全なダンクシャーディングの背後にある技術サポートです。これらは、Polygon Avail や Celestia などの一部の DA レイヤーの背後にあるテクノロジーと同じです。多くの点で、モジュール式ブロックチェーン コンピューティング (他のブロックチェーン プロジェクトが小規模でテスト中) をサポートするというビジョンは、プロト ダンクシャーディングを通じてイーサリアム上で部分的にテストされ、完全なダンクシャーディングを通じて正式にテストされます。

(2) KZGのこだわり

DAS と消去コーディング技術をイーサリアムに実装するには、KZG コミットメント スキームを実装するために完全なダンクシャーディングが必要です。 Kate Zaverucha Goldberg (KZG) は、多項式全体を明らかにすることなく多項式を評価できるゼロ知識 (ZK) 証明システムを約束しています。 BLOB のようなビッグ データ オブジェクトは、最初に多項式として表現されていれば、コンピューターで効率的に操作し、証明することができます。 EIP 4844 は、BLOB 検証およびプルーフ生成プロセスの一部として KZG コミットメントを導入することに焦点を当てています。 ZK プルーフに依存するレイヤー 2 ロールアップの場合、KZG コミットメントはトランザクションの計算とロールアップ プロトコルの状態を表すことができます。 EIP 4844 シナリオでは、KZG は、BLOB トランザクション全体を読み取ることなく BLOB のプロパティを検査できることを約束します。

（3）KZG式典

BLOB を検証するための KZG コミットメント スキームは、信頼されたセットアップから 1 回生成されたシークレット値に依存します。 Zcash、Tornado Cash、Filecoin などの一部の暗号化プロトコルは、信頼できるセットアップに依存して、オンチェーン コンピューティング サイクルで使用する秘密の値を安全に生成します。 EIP 4844 の信頼できる設定認定は 2023 年 1 月に開始され、イーサリアム コミュニティから 100,000 近くの寄付を受けています。追加の背景: セレモニーは、複数の関係者からの貢献に基づいて暗号プロトコルで使用されるデータを生成する 1 回限りのプロセスです。信頼できる設定で複数の関係者からのエントロピーの貢献を組み合わせる目的は、再生成または推測がほぼ不可能な秘密の値を生成することです。信頼できる設定の認証によって作成された最終的な値が再現できないことが非常に重要です。

KZG 式典は 2023 年 5 月に寄付の受付を開始しますが、EIP 4844 がメインネットでアクティブ化される数か月前に終了する可能性があります。式典への寄付のほとんどは、イーサリアム財団が資金提供する公開 Web サイトを通じて行われ、ユーザーはイーサリアム アドレスを通じて Web サイトに接続し、計算が自動的に実行されます。そのランダム性により、秘密のセキュリティが向上します。さらに、音楽、大規模なグループ、動物、さらには大理石の組み合わせなど、ユニークなイベントを通じて作成された他の貢献もあります。

2. 利点と影響

イーサリアムでの BLOB の導入とビットコインでの Segregated Witness (segwit) の導入には多くの類似点があります。どちらのコードの更新でも、オンチェーンでのデータの保存方法が変更され、その結果、実効ブロック サイズが増加し、レイヤー 2 プロトコルがサポートされるようになりました。ただし、segwit と EIP 4844 の主な違いの 1 つは、これらのコード更新によって予想される長期的な影響です。 segwit は、プロトコル コードの差し迫った脆弱性問題に対処し、短期的にライトニング ネットワークの構築をサポートするように設計されていますが、EIP 4844 の動機は、DAS などのさらなるスケーリング最適化の基礎を築き、最終的には最も最適化されたものとなることです。 DA層。プロトダンクシャーディングは、L2 ロールアップをサポートし、ロールアップ シーケンサーを提供するイーサリアムの機能を強化すると同時に、エンドユーザーがイーサリアムで直接ではなくロールアップでトランザクションを実行することを奨励します。

通常の Ethereum ブロック スペースに設定されるデータと比較して、BLOB ブロック スペースにはいくつかの重要な差別化特性があります。まず、BLOB トランザクションは短期間であるため、通常のトランザクションよりもガス料金が低くなることが予想されます。第二に、dapps、開発者、エンドユーザーは、イーサリアム実行層（EL）を通じてイーサリアムブロックに保存されている通常のトランザクションデータを簡単に取得し、イーサリアムの実行環境であるイーサリアム仮想マシン（EVM）を通じて実行できますが、スマートコントラクトはこれらのトランザクションと対話します。 BLOB データの取得と操作は比較的困難です。 BLOB データはイーサリアムの CL に保存されるため、トランザクションの確認と終了など、限られた操作のみに使用できます。

今後、EIP 4844 の影響を注視すべき指標の 1 つは、ロールアップ手数料の削減です。 Ethereum トランザクションで CALLDATA フィールドを使用してバルク トランザクション データを Ethereum にポストすると、バイトあたり 16 ガスが消費されます。一方、BLOB のコストは基本的に無料で始まり、その後増加します。 BLOB のコストに加えて、EIP 4844 の影響に関して注目する価値のあるもう 1 つの指標は、ノード全体でのデータ伝播負荷です。通常の Ethereum トランザクションのサイズは 1KB 未満であるため、Ethereum ノードは高帯域幅を使用せずにこのデータを簡単に伝播できます。ただし、単一の BLOB トランザクションのサイズは最大 128 KB になる可能性があるため、BLOB を伝播するにはノードによるより多くの計算が必要になります。

次の表は、EIP 484416 の影響の評価に関連するいくつかの指標をまとめたものです。

ビットコインの Taproot アップグレードと同様に、レイヤー 2 ロールアップ トランザクションの処理で予想される使用以外に、BLOB トランザクションと BLOB ブロック領域がどのように使用されるかを予測することは困難です。 L2 ロールアップの採用は過去数年間不安定であり、極端な変動の影響を受けやすいことを考えると、EIP 4844 によって L2 ロールアップ コストがどの程度削減されるかを正確に予測することは困難です。 L2 ロールアップ自体も、過去数年にわたって大幅なアップグレードと改善が行われてきました。昨年8月、Arbitrum NitroはNitroのアップグレードを完了し、トランザクションのスループットが7倍以上向上したと主張した。オプティミズムは、エンド ユーザーの料金を 10% 削減することを目指して、2023 年 6 月 6 日に Bedrock のアップグレードを完了し、その他いくつかのユーザー エクスペリエンス関連の改善を展開しました。

イーサリアム上に構築されたロールアップの容量と機能は進化し続けているため、EIP 4844 がレイヤー 2 のロールアップ料金とアクティビティにどの程度影響を与えるかを正確に予測することは困難です。要約すると、イーサリアムに対する EIP 4844 の期待される利点は次のとおりです。

3. 関連する考慮事項

EIP 4844 のアイデアは、2022 年 2 月のイーサリアム ETHdenver カンファレンスで提案されました。最初の EIP 4844 テスト ネットワークは 2022 年 8 月に開始される予定です。それ以来、イーサリアム クライアント チームはコードを繰り返し、さらに 4 つのテストネットを立ち上げました。開発者が 6 番目のプライベート テストネットの立ち上げに取り組んでいる中、EIP 4844 の実装に関して明らかな懸念と未解決の疑問が存在します。 2023 年 5 月の時点で、EIP 4844 の実装に関して進行中の議論には次のものが含まれます。

· De-SSZify EIP 4844 仕様: 開発者は数か月間、新しい BLOB トランザクション タイプをシリアル化する最適な方法について議論してきました。当初、開発者は BLOB トランザクションを介して SSZ 形式の初期の反復を EL レイヤーに導入する傾向がありました。 CL とは異なり、イーサリアム EL は伝統的に RLP シリアル化形式に依存してきました。最終的に、開発者はすべてのトランザクション タイプを RLP 形式から SSZ 形式にアップグレードすることを計画していますが、RLP から SSZ へのアップグレード パスがまだ不明確であり、カンクン アップグレードで実装する準備が確実に整っていないことを考慮して、開発者は、RLP 形式から SSZ 形式にアップグレードすることを決定しました。 EIP 4844 SSZ を少なくとも EL 側から取り外します。

· KZG コミット暗号化ライブラリ: KZG コミット暗号化ライブラリの状況に注目が集まっています。これらのライブラリは、EIP 4844 の多項式コミットメント仕様によって定義された KZG 関数の実装を提供します。ただし、ライブラリのいくつかの主要な側面が更新されているため、イーサリアム クライアント チームがライブラリを使用してコードベースに統合することが困難になっています。

· Geth (EL) クライアントによるテスト: EIP 4844 のテストは、フォークされたバージョンの Geth (EL) クライアントに基づいています。開発者は、EIP 4844 のテストをメインの Geth コード ベースに移行することに積極的に取り組んでいます。

· MEV-Boost テスト: MEV ビルダーとリレー ノードは、BLOB トランザクションの完全なトライアルをまだ開始していません。開発者は、EIP 4844 開発プロセスのできるだけ早い段階で MEV-Boost 関連ソフトウェアのテストを組み込むよう取り組んでいます。

· BLOB 課金市場の設計: BLOB 課金市場は EIP 1559 に基づいて設計されています。ブロックスペース容量に基づいて、EIP 1559 はトランザクションのガスコストを両方向で 12.5% 増加させます。ただし、Ethereum での EIP 1559 の実装により、ブロック サイズに高度な変動性が導入されました。同じ結果を生成するために BLOB ブロックのスペースが使用されることを避けるために、開発者は BLOB ガス料金の代替パラメーターを検討しています。

· ブロック伝播から BLOB を切​​り離す: BLOB は、イーサリアム ノード間で伝播されるより重要なデータです。したがって、開発者は、BLOB アクティビティによってトランザクション処理が遅くならないように、BLOB の伝播をブロックの伝播から切り離す戦略に取り組んでいます。

· チェーンの再編成中の BLOB トランザクション メモリ プール: チェーンの再編成中、通常のトランザクションがブロックに再挿入されます。 BLOB はブロックの伝播から切り離されているため、メモリ プール内のすべての BLOB が再編成後に再構築されることを保証する直接的な方法はありません。開発者は、一時的なチェーンの分割が発生した場合に BLOB トランザクションを処理する方法を検討しています。

· BLOB トランザクション損失の処理: mempool に送信された後にユーザーが簡単にキャンセルできるトランザクションとは異なり、BLOB トランザクションは伝播が非常に難しく、リソースを消費するため、ブロードキャスト後に簡単にキャンセルしたり置き換えたりすべきではありません。開発者は、Mempool にコミットされた後に BLOB トランザクションを無効にするためのペナルティを実装することができます。

次のイーサリアムのアップグレードはスコープに応じて名前が付けられ、EL ではカンクン、CL ではデネブと呼ばれ、暫定的に 2023 年の秋または冬にイーサリアム メインネット上で EIP 4844 をアクティブ化する予定です。イーサリアムへのアップグレードには多くのテストと調整が必要です。イーサリアムの合併以来、イーサリアムプロトコルは拡張され、より複雑になりました。以下は、カンクンのアップグレードに備えて更新する必要があるイーサリアム プロトコルと関連ソフトウェアの一部について説明しています。

EIP 4844 に加えて、次の 4 つの EIP がカンクンのアップグレードで開始されます。

· EIP 6780、同じトランザクション内の SELFDESTRUCT のみ: この EIP は、既存のスマート コントラクトへの影響を最小限に抑えながら SELFDESTRUCT オペコードを非推奨にできるように、SELFDESTRUCT オペコードの機能を変更します。

· EIP 1153、一時ストレージ オペコード: この EIP は一時ストレージ オペコードを導入します。これは、各トランザクション後にデータが破棄されることを除いてストレージ オペコードと同じように動作します。その結果、スマート コントラクトの設計が簡素化され、ガス料金が節約されます。

· EIP 4788、EVM のビーコン チェーン ブロック ルート: EVM で CL 状態の証明を可能にするために、EL ブロック ヘッダーのビーコン チェーン ブロック ルートを公開します。これにより、ステーキング プール、再ステーキング構造、スマート コントラクト ブリッジ、MEV プロトコルなどの信頼の前提が改善されます。

· EIP 5656、メモリ コピー命令: メモリ領域をコピーするための新しい EVM 命令が導入され、データ構造を構築し、計算負荷の高い操作をイーサリアム上に展開する効果的な手段が提供されます。

上海のアップグレードプロセスと同様に、イーサリアムコア開発者はカンクンアップグレードに入るメジャーコードアップデートとしてEIP 4844のアクティベーションを優先しています。したがって、EIP 4844 の複雑さと、コード更新を徹底的にテストするには多大な時間と労力が必要であるため、開発者は、上記の 4 つを除く他のすべてのカンクン アップグレード EIP 提案を拒否することを決定しました。その目的は、複雑性が最も低い、ま​​たは緊急性が最も高い EIP のみを含め、カンクンのアップグレードを可能な限り合理化することです。 EIP 4844 の他の EIP に対する緊急性の優先順位は、統合アップグレードのかなり後に削除されました。これは、イーサリアムのスケーラビリティを超えた改善の必要性を浮き彫りにした物議を醸すトピックでした。

EIP 4844の必要性

EIP 4844 アップグレードにより、エンド ユーザーがトランザクションを送信し、ロールアップでスマート コントラクトを展開するコストが削減されます。取引手数料が 1 ドルを超えて増加する取引活動の急増が何度かありましたが、ロールアップとイーサリアム手数料は 2022 年 1 月以来比較的低くなっています。 2023 年 6 月 14 日の時点で、ETH の送金コストは、ほとんどの L2 ロールアップで 0.20 ドル未満になる傾向があります。

イーサリアムでの高額な手数料やトランザクションの混雑がなければ、経済活動がロールアップに移行する経済的インセンティブはほとんどありません。イーサリアムの 8 年間のオンチェーン活動の歴史に基づくと、手数料が値上げされるのは時間の問題であり、イーサリアムのスケーリング ソリューションの必要性が改めて強調されています。しかし、短期的には、触媒イベントや物語主導のオンチェーンアクティビティがなければ、EIP 4844 がイーサリアム手数料をさらに引き下げる可能性は低いです。

EIP 4844が今年有効化された頃にイーサリアムとイーサリアムベースのDAPPの経済活動と成長を促進する触媒が現れたとしても、イーサリアムに殺到するトランザクション活動がコスト削減の利点を活かす意味のある量の変化をもたらすかどうかは不明です。 。ロールアップはイーサリアムよりも安価に使用できますが (現在でもはるかに安価です)、ロールアップは開発の初期段階にあり、イーサリアムと同じレベルのセキュリティ、使いやすさ、分散化をまだユーザーに提供していません。現在のイーサリアム上のほとんどのロールアップは、ロールアップ技術の革新と新しいロールアップ設計により現在のロールアップが時代遅れになるため、L1 と同等に達することはおそらくありません。

イーサリアムは世界で最も安全で分散型の汎用ブロックチェーンであり、ERC-20 や ERC-721 などの標準を通じて相互運用および構成できる数千の DAPP をサポートしています。ロールアップ開発者は、最小限のトラストブリッジングをサポートするプルーフシステムを設計し、マルチシグネチャウォレットへの依存を排除​​するために顧客の多様性を強化することに取り組んでいますが、これらの取り組みの開発と展開には何年もかかります。現在の開発段階では、ロールアップは、イーサリアムと同等のネットワーク稼働時間、ファイナリティ、または相互運用性をユーザーやトランザクションアクティビティに提供しない代替のレイヤー 1 ブロックチェーンと競合しています。今日のロールアップはイーサリアムの魅力的な代替品ではありません。

ロールアップは時間の経過とともにさらに魅力的になることが予想されますが、高度な分散化、使いやすさ、セキュリティを実現できるまでは、EIP 4844 のようなコード更新が単独で成功する可能性は低くなります。ほとんどのイーサリアム エンド ユーザーにとって、EIP 4844 はエクスペリエンスにほとんど影響を与えません。すでにロールアップを使用している、またはプロト ダンクシャーディングのためにロールアップに切り替えている少数のエンド ユーザーにとっては、ロールアップのセキュリティや相互運用性が大幅に改善されることなく、料金が安くなるという影響が生じます。

おそらく、ソーターを CALLDATA の使用から BLOB データに移行すると、イーサリアムのエンド ユーザーに通常のブロック スペースが解放されます。過去 3 年間で、L2 ロールアップによって使用されたブロック スペースは、平均して 2% のみでした。したがって、CALLDATA の使用から BLOB データへのロールアップ移行は、使用可能なブロック領域にわずかな影響を与えます。第 2 に、イーサリアムのエンドユーザーによるロールアップの使用が増加すると、ブリッジング アクティビティも比例して増加する可能性があり、これによりシーケンサーのブロック スペース使用量のわずかな減少が相殺される可能性があります。

EIP 4844の緊急性

過去 12 か月間、暗号通貨業界は一連のプロトコル障害、ハッキング、注目を集める破産、刑事訴追によって動揺してきました。より広範には、新型コロナウイルス感染症後のマクロ経済状況（世界のいくつかの国、最も重要なのは米国におけるインフレの上昇と金利の上昇）も、仮想通貨市場と従来の金融市場の両方で経済活動の全体的な低下をもたらしました。さらに、米国証券取引委員会（SEC）などの政府機関による暗号通貨業界の規制監視はますます厳しくなっており、ブロックチェーンベースのアプリケーションやサービスが対象となっており、その中で最も価値が高く人気のあるアプリケーションやサービスはイーサリアム上で実行されています。 2023 年初頭以降の仮想通貨業界に関連する規制ニュースの見出しは次のとおりです。

・今年2月、仮想通貨取引所クラーケンは、ステーキングサービスを通じて未登録証券を販売したとして米国証券取引委員会から訴訟を起こされ、米国でのステーキングサービスを停止させられた。

3月、欧州議会（MEP）の議員らは、分散型自律組織、分散型金融プロトコル、NFT市場に対し、従来の銀行や金融機関と同様のユーザー要件を満たすことを義務付けるマネーロンダリング対策法案に賛成票を投じた。

・同月、ニューヨーク州司法長官（NYAG）は仮想通貨取引所KuCoinに対して訴訟を起こし、同訴訟の有価証券としてETHを分類した。

· 今年4月、米国財務省は同様の報告書を発表し、米国のマネーロンダリング防止法と制裁法を遵守するための分散型金融プロトコルの必要性を確認した。

· 今年6月、米国証券取引委員会は、世界最大の仮想通貨取引所であるバイナンスを連邦証券法に違反したとして告訴した。

・同月、米国商品先物取引委員会（CFTC）は、未登録商品を提供したとして分散型自律組織（DAO）のオオキDAOに対する訴訟で勝訴した。

仮想通貨の弱気相場と世界的な景気後退への懸念が高まる中、世界中の議員や規制当局は、政策や規則がイーサリアムへのアクセスやイーサリアムの活動にどの程度影響を与える可能性があるか、またそれらをどこまで実施する必要があるかを評価し続けている。イーサリアムが世界のコンピューターになるというビジョンを実現するには、イーサリアムのコア開発者が集中化の傾向を緩和し、プロトコルレベルだけでなくアプリケーションレベルでも検閲耐性の品質を強化するために熱心に取り組むことが非常に重要です。

過去 1 年にわたり、イーサリアム財団およびその他の著名なイーサリアム関係者は、まさに MEV の一元化により、MEV (Minimum Extractable Value) 現象に対する懸念をますます強めてきました。 MEV の負の外部性を軽減するために、イーサリアムのコア開発者は Flashbots と協力して MEV-Boost を開発しました。これは、イーサリアム上のバリデーターがマージ後に実行して、MEV 駆動や権力による集中化の影響を受けることなく MEV を獲得するための追加ソフトウェアです。ただし、MEV-Boost は MEV 問題に対する短期的な一時しのぎの解決策にすぎず、独自の集中化効果があり、これはプロトコル内プロポーザー ビルダー セパレート (PBS) と呼ばれる MEV-Boost のプロトコル内バージョンを実装することで軽減できます。 。

カンクン アップグレードのメジャー コード アップデートとして EIP 4844 を使用することは、他の長期計画や目標よりもスケーラビリティを優先し、ロールアップを通じてスケーラビリティを達成するというイーサリアム コア開発者の優先順位をある程度反映しています。カンクンのアップグレードに続く将来のアップグレードでは、プロトダンクシャーディングと同様の複雑さを持つ他の EIP の優先順位を下げることも、EIP 4844 をめぐるもう 1 つの考慮事項です。これは、イーサリアム コア開発者が、DA レイヤーとしてのイーサリアムの使用を促進し、将来的には、トランザクションの実行はイーサリアムではなく主にロールアップで行われるようになります。

最近の政治、規制、オンチェーン活動の最新傾向を考慮すると、PBS やその他の EIP 提案は、イーサリアムの検閲耐性を高めることを目的としていますが、それらよりもプロトダンクシャーディングを優先することは、完全性の必要性や緊急性に完全に基づいているわけではありません。 EIPの。イーサリアム仮想マシン (EVM) (EVM オブジェクト形式「EOF」) の可用性に対する大規模なアップグレードは、イーサリアムの合併、上海のアップグレード、または最近のカンクンのアップグレードには含まれていませんでした。これは、イーサリアムのコア開発者がコードの更新に同意したためです。準備が不十分でした。 EIP 4788 アップグレードは、EVM の信頼を最小限に抑えたビーコン チェーンへのアクセスを最適化し、分散型ステーキング プールやイーサリアム上に構築された他の DAPP をサポートするように設計されています。 EIP 4788 は、カンクンでの厳格なアップグレード準備状況評価を受け、2023 年 6 月 8 日にアップグレードに含まれました。

カンクンのアップグレードに含めることが提案されている EIP と、2023 年 6 月現在のステータスは次のとおりです。

EIP 4844 は、ロールアップ テクノロジが登場したばかりではありますが、モジュール化による長期的なスケーラビリティの考えを強調しています。継続的な研究と新しいテクノロジーの出現に基づいて、モジュール式ブロックチェーンの設計は今後数年間で劇的に変化する可能性があります。前述したように、EIP 4844 は完全なダンクシャーディングを実現する先駆者であり、イーサリアムが DA レイヤーとして Celestia などの高度に最適化された DA レイヤーと競合するためには、これを達成する必要があります。 EIP 4844 がイーサリアムに与える影響に基づいて、イーサリアムが完全なダンクシャーディングを達成するためのタイミングとアイデアは変更される可能性があります。

4. 結論

EIP 4844 は、イーサリアムのエンドユーザーの料金を削減しないため、イーサリアムのスケーラビリティを大きく変えるものではありません。プロトダンクシャーディングはロールアップのコストを削減し、主にロールアップのユーザーとオペレーターに利益をもたらします。 EIP 4844 は、トランザクション実行アクティビティをモジュール化して他のプロトコルにオフロードすることにより、イーサリアムを意味のあるスケーリングへの道に導きます。プロトダンクシャーディングの利点は主に、イーサリアムブロックスペースのロールアップ注文者に支払うことで認識されます。プロトダンクシャーディングの二次的な影響は、時間の経過とともに最終的にはトランザクション用にイーサリアムからロールアップに移行するエンドユーザーと dapp 開発者に与えられます。

2022 年以降、ロールアップ取引活動が増加し、手数料が減少しました。さらに、スケーラブルなブロックチェーン設計のための将来のテクノロジーとして、ロールアップにおけるイーサリアムコア開発者や他のイーサリアム関係者の信頼を高める画期的なイノベーションがあります。ただし、ロールアップが近い将来にその可能性を最大限に発揮したり、大量採用の準備が整ったりする可能性は低く、2023 年の第 3 四半期または第 4 四半期に EIP 4844 を発売することは確実にありません。 EIP 4844 以降、トランザクション アクティビティをロールアップに有意に移行しない限り、プロト ダンクシャーディングはイーサリアム料金に影響を与えたり、削減したりすることはありません。イーサリアムのエンドユーザーは、通常、単一のエンティティによって集中管理され運営されるロールアップ シーケンサーを通じてトランザクションを送信しない限り、依然として同様の高額な料金変動とネットワーク混雑にさらされます。

プロトダンクシャーディングはイーサリアムのスケーラビリティ問題に対する万能薬ではありませんが、主に L2 ロールアップを通じてトランザクション実行をサポートするモジュラー ブロックチェーンにイーサリアムを変換するための最初のステップとして見なされるべきです。 EIP 4844 は、将来の完全なダンクシャルディングの実装と DAS での多項式コミットメントの使用の基礎を築きます。多くの点で、EIP 4844 はモジュール式ブロックチェーン理論に対する信任投票であり、イーサリアムでのさらなるロールアップ実験を促進するでしょう。ブロックチェーンをスケーリングするためのソリューションとしてのモジュール性は、イーサリアムの主要な機能を根本的に再定義し、エンド ユーザーと DAPP 開発者にサービスを提供する汎用ブロックチェーンから、シーケンサーを提供する DA レイヤーに移行します。