イーサリアム認証システムの技術進化の道

イーサリアムの共同創設者Vitalik Buterinは最近、イーサリアムの未来の発展に関する一連の記事を発表し、そのロードマップの六つの重要な段階をカバーしました。本記事では第一段階「The Merge」に重点を置き、認証メカニズム(PoS)の潜在的な改善方向と実現パスについて探ります。

"The Merge"はイーサリアムが作業量証明(PoW)から認証(PoS)への重要な転換を示しています。イーサリアムはPoSシステムとしてほぼ2年間安定して運用されており、素晴らしいパフォーマンスを見せていますが、さらなる最適化が必要な点がいくつかあります。

! イーサリアムプロトコル技術アップグレードの見通しの分析(1):マージ

コア目標

1. 単一タイムスロットの決定性(SSF)を実現し、ブロックの最終確定時間を15分から単一タイムスロット内に短縮します。

2. 中央集権化を維持しつつ、取引の確認および完了速度を最大化する。

3. ステーキングのハードルを下げ、個人のステーキングの実現可能性を高める。

4. システム全体の安定性を強化する。

5. 51%攻撃に対する耐性と回復能力を向上させる。

! イーサリアムプロトコル技術アップグレードの見通しの分析(1):マージ

技術的な課題と解決策

単一タイムスロットの決定論とステーキングの民主化

現在、イーサリアムのブロックの最終確定には約15分かかり、最低のステーキングの閾値は32 ETHです。この設定は、認証者の数、最終確定時間、ノードの運用コストの3つの目標のバランスを取るために行われています。

理想的には、イーサリアムは経済的な最終性を維持しつつ:

• ブロックの最終確定時間を12秒以内に短縮する
• 最低ステークのハードルを1 ETHに引き下げる

これらの目標を実現するためには、現在いくつかの案があります:

1. 改善された署名集約プロトコル、例えばZK-SNARKs技術を利用する。

2. Orbit委員会メカニズムを採用し、中規模の委員会をランダムに選択してチェーンの最終決定を担当させます。

3. 二重ステーキングメカニズムを実施し、異なる預金要件を持つ二種類のステーキング者を設定する。

! イーサリアムプロトコル技術アップグレードの見通しの分析(1):マージ

単独秘密党首選挙

現在、次のブロックの提案者は予測可能であり、これにはセキュリティ上のリスクがあります。解決策は、ブロック生成前に提案者の情報を隠すことですが、十分にシンプルなプロトコルを実現することは簡単ではありません。

取引確認の迅速化

取引確認時間を12秒から4秒に短縮することで、ユーザー体験が大幅に改善されます。主に2つの方法があります:

• 隙間時間を8秒または4秒に短縮する
• 提案者が単一の時間スロット内でプレ確認を発表することを許可する

しかし、これらの方法は技術的な課題と潜在的なリスクに直面しています。

! イーサリアムプロトコル技術アップグレードの見通し分析(1):マージ

量子コンピュータ攻撃への対抗

潜在的な量子コンピュータの脅威に直面して、イーサリアムは現在の楕円曲線に依存するプロトコル部分のために、ハッシュまたは他の量子耐性の代替案を開発する必要があります。

まとめ

イーサリアムはPoSシステムの最適化において多くの課題に直面しています。単一タイムスロットの最終確定性、ステーキングの民主化、単一の秘密リーダー選挙、より迅速な取引確認、そして量子攻撃に対する対策の開発は、すべて早急に解決すべき重要な問題です。

イーサリアムチームは、さまざまな技術的なソリューションを積極的に探求し、利点と欠点を天秤にかけて、最適な発展の道を見つけ出すことで、システムの安全性、性能、そして非中央集権化の程度を絶えず向上させています。このプロセスは、イーサリアムコミュニティの持続的な革新と自己改善の精神を体現しています。

! イーサリアムプロトコル技術アップグレードの見通し分析(1):マージ