イーサリアムの次の3つの大きな課題: スケーラビリティの欠如、資本の非効率性、ブロックバリデータの集中化

先週の Shapella のアップグレードは Ethereum にとって大きな出来事でしたが、ネットワークを拡張するための作業はまだ始まったばかりです。

今日は、Shapella 後の Ethereum の方向性について見ていきます。

✔️EIP-1559完了

✔️マージが完了しました

✔️ シェイペラ完成

弱気相場にもかかわらず、イーサリアム開発者コミュニティが成果を出すことを止めることはできませんでした。

2023 年の残りの期間における Ethereum ロードマップの次は何でしょうか? EIP-4844 カンクンハードフォーク、分散バリデーターテクノロジー、および提案者とビルダーの分離。もっと深く掘り下げてみましょう。

1. EIP-4844 カンクンハードフォーク

EIP-4844 は、イーサリアムのスケーラビリティの問題に対処するために設計された、イーサリアムの次の大きなハードフォークです。 Visa は 1 秒あたり数千件のトランザクションを処理できるのに対し、Ethereum は 1 秒あたりせいぜい 2 桁のトランザクションしか処理できないという比較を何度も聞いたことがあるでしょう。 Ethereum ネットワークは、そのユーザビリティの問題の原因であるスケーラビリティを解決する必要があります。

現在、スケーラビリティの問題はロールアップチェーン (Arbitrum、Optimism) によって軽減されています。ロールアップが Ethereum をスケーリングする方法の基本的な考え方は、トランザクションを処理する計算負荷を第 2 層 (L2) に押し上げることです。完了すると、トランザクションデータは、コンセンサスと保存のために基盤となるレイヤー 1 (L1) ビーコンチェーンに公開されます。

残念ながら、ロールアップは一時的な解決策に過ぎず、依然として高価で時間がかかります。これはロールアップのせいではなく、主に基盤となるレイヤー 1 チェーンの設計アーキテクチャによるものです。最も高速なロールアップでも、空きストレージ領域が不足しているレイヤー 1 チェーンでコンセンサスを確立するために、大量のデータを送信する必要があります。さらに、このデータをダウンロードするにはノードに大きな負担がかかります。ロールアップ取引手数料の推定 95% がデータ公開コストに費やされています。

これが EIP-4844 につながります。 EIP-4844 は、イーサリアム研究者 Dankrad Feist にちなんで名付けられた、ロールアップの使用速度とコストを向上させることを目的とした「プロトダンクシャーディング」提案です。ダンクラッドの言葉を借りれば、それはロールアップのアフターバーナーです。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前身であり、イーサリアムのロードマップではまだ数年先であるため、「プロト」という接頭辞が付いています。しかし、この初期の提案でさえ、イーサリアムに今後起こる大きな変化を予感させます。

EIP-4844 はブロックチェーンネットワークを異なるデータベースに分割し、Ethereum 上の何百万ものトランザクションのためのスペースを増やします (まったく新しいデータ可用性レイヤー)。この分割は「シャード」と呼ばれます。簡単に言えば、シャーディングは、現在混雑しているイーサリアムネットワークの高速道路に車線を追加することに似ています。したがって、EIP-4844 は、かつて「サージ」と呼ばれていたイーサリアムロードマップのフェーズに入ります。

プロトダンクシャーディングが完成すると、イーサリアムのブロックは 1～2 メガバイトのデータ (現在は 50～100 KB) を保存できるようになり、ロールアップの使用コストが推定 20 倍大幅に削減されます (完全なダンクシャーディングでは、ブロックは 16～32 メガバイトを運ぶことができます。より詳しい議論については、Vitalik と Dankrad の Bankless ポッドキャストをご覧ください)。

ダンクシャーディングスペースが増加すると、ビーコンチェーンノードに数週間または数か月の限られた期間残る新しいタイプのトランザクションである「ブロブキャリートランザクション」のための余地が増えます。その間、ノード検証者は「データ可用性サンプリング」と呼ばれる巧妙な手法を採用しました。これは、すべてのデータを実際にダウンロードせずに、検証のためにデータブロックの一部をランダムにサンプリングする手法です。

EIP-4844 はなぜ重要ですか? Ethereum ロールアップは現在、より高いトランザクション負荷を必要とするゲームやソーシャルメディアなどのユースケースには適していません。しかし、開発者は待つことができないため、ほとんどの暗号ゲームやサイドチェーンブリッジの設計で見られるように、分散化を妥協することでスケーリングする方法を見つけます。 EIP-4844 は、完全なオンチェーンのユースケースのロックを解除し、ビルダーのイノベーションの波をもたらす可能性があります。

プロトダンクシャーディングはいつ完成するのでしょうか?現在、EIP-4844 は 2023 年の第 3 四半期から第 4 四半期の間に実施される予定であることがわかっています。ただし、ほとんどの主要な Ethereum ネットワークアップグレードと同様に、遅延が発生する可能性が予想されます。

2. 分散バリデータ技術

イーサリアムの近い将来に注目すべきもう一つの重要な技術革新は、分散バリデータ技術（DVT）の台頭です。これはイーサリアム財団が2019年から研究している分野です。

現在、イーサリアムノードの運用は技術的に面倒な単独の事業であり、運用者は単独で 32 ETH を投資する必要があります。ノードオペレーターは、Coinbase または Lido を介してステーキングすることで負担を軽減することを選択できますが、これらの代替手段は重要な分散化の妥協を招きます。

DVT は、分散化を犠牲にすることなくノード検証を簡素化しようとします。これは、別のタイプの「スクワッドステーキング」を有効にすることで実現されます。個別に 32 ETH をステークする代わりに、友人のグループが共同でさまざまな量の ETH をステークしてノードを実行できます。これは、マルチパーティコンピューティング (MPC) によって実現され、これにより、複数のグループがマルチ署名のように秘密鍵を共有し、「分散バリデーター」を一緒に実行できるようになります。

DVT は、個人または小規模 DAO が Ethereum バリデーターとして参加するための経済的障壁を下げることで、個々のステーキングのコストを分散します。これにより、現在 Lido と中央集権型取引所に蓄積されている ETH ステーキング市場の集中が大幅に緩和される可能性があります。

出典: Dune Analytic

DVT により、ノード検証は全体的にさらに堅牢なプロセスになります。同じノードを実行している分散バリデーターは、ハードウェアに障害が発生した場合に互いに置き換えることができます。マルチシグと同様に、DVT を介して秘密鍵を共有すると、攻撃者が侵入することがはるかに困難になります。

DVT はまだ一般向けには利用できませんが、Obol などの企業がメインネットでの展開のテストを開始したばかりで、2023 年第 3 四半期までに準備が整う可能性があります。DVT の詳細については、RockX、SafeStake、ssv.network などの企業をご覧ください。

3. 提案者と構築者の分離

「分散型」という言葉は暗号通貨では広く使われていますが、ほとんどのブロックチェーンが分散型ではないことは公然の秘密です。

Ethereum プロトコルレベルでの集中化の主なベクトルは、ブロックの構築方法です。ウォレットでトランザクションを送信すると、そのトランザクションはメモリプール内の保留中のトランザクションの大きなプールに入ります。ブロックバリデーター（PoW のマイナー、PoS のステーカー）は、このメモリプールを俯瞰し、利益のチャンスを見つけ、地下賄賂市場でアービトラージボット（シーカー）にブロックを構築する優先権を売り始めました。

このような種類の値抽出手法は、最大抽出値 (MEV) 攻撃として知られています。これらは一般ユーザーからはほとんど隠されているが、合併前にブロックマイナーが約6億7600万ドルを抽出しており、イーサリアムの分散化精神に対する実存的脅威であり続けている。

Proposer-Builder Separation (PBS) は、この問題に対する Ethereum 開発コミュニティの答えです。名前が示すように、PBS は、ブロック構築の 2 つの主要タスク (ブロックの提案とブロックの構築) の間で分業を確立することを目的としています。こうすることで、ブロックの内容は最終的にオンチェーンでブロックを構築する同じエンティティによって決定されないため、ブロック検証者は個々のトランザクションを区別する能力を奪われます。

PBS は 2023 年には準備が整わず、おそらくさらに 2 年は準備が整わないでしょう。これに先立ち、Flashbots の MEV-Boost のようなサードパーティのソリューションが登場し、ブロック構築におけるオープンな自由市場を作り出すことでこの問題を軽減してきました。