イーサリアムの合併はコイン生産にどのような変化をもたらすでしょうか?

最近、イーサリアムの合併に関するニュースをたくさん読みました。より正確な情報源は、イーサリアム財団のダニー・ライアン氏が、難易度爆弾を遅らせる必要はないと述べたことです。計画されている「難易度爆弾」は6月中旬に到着する予定です。そして、Kilnテストネットワークのテストが順調に進んでいることから、メインネットワークの統合準備リストは完成に近づいています。合併は避けられない。

では、合併によってどのような変化がもたらされるのでしょうか?

イーサリアムの合併後、ETHの生産量が減少したというニュースを多く目にします。 EIP1559 による現在の ETH の破壊と相まって、イーサリアムの成長はデフレにつながる可能性があります。

この部分は価格や収益と密接に関係している可能性があり、より注目を集めるでしょう。この点に関してデータを見てみましょう。

Ethereum は POW チェーンを停止するため、計算能力は役に立たなくなります。コンピューティング能力を移動する唯一の方法は、同じアルゴリズムを持つ他のネットワークに移行することです。主なデータは生成された ETH の量です。

現在の ETH 供給出力は次のとおりです。

合併後、マイナーの報酬はゼロに減少します。現在、マイナーは毎日約 6,500 ブロックをパックしており、平均報酬は数万 ETH にも達します。

現在のハイブリッド段階では、eth1 と eth2 の両方が Ethereum の発行に貢献しています。 POW が終了した後は、ETH バリデーターのみがブロック生成の責任を負います。ガス料金収入のほかに、ETH2ブロック生成報酬のみがあります。ブロック報酬は次のとおりです。

したがって、ETH トークンの 1 日あたりの出力が当初の 14,000 から 90% 減少したことは非常に直感的です。もちろん、これはガス料金の報酬を考慮しない比較数値です。

上図の総供給量から判断すると、EIP1559 の有効化以来 200 万 ETH が破壊されています。 POS が有効になっている場合、これは継続されますか?これは、POS の GWEI 価格とネットワーク取引処理量という 2 つのデータに関連しています。

POS導入により、ガス料金の基本料金と変動料金の両方が削減されます。ネットワークが極めて特殊な混雑環境にない限り、イーサリアムのトランザクション処理のガス料金は「オフシーズン」になる可能性があります。

POS チェーンのガスが POW チェーンのガスの 10 倍低いと仮定すると、合併後、Ethereum POS バリデーターが数千 ETH の報酬を受け取るために、ネットワークのトランザクション量が少なくとも 10 倍増加する可能性があります。

たとえば、PoW チェーンでは、2022 年 1 月 5 日に 13,000 ETH が破棄され、6,600 のガス料金が残ると仮定します。ガス消費量が非常に高いため、ビーコン チェーン バリデーターの毎日の報酬は、基本ブロック報酬に加えて 500 ～ 1000 トークン増加する可能性があります。すると、すべてのバリデーターの年間収益率は約数倍に増加し、約 10% になると予想されます。

これらの利点に加えて、合併後、イーサリアムは技術的にさらに興味深いものになる可能性があります。

Ethereum では、eth1 を実行レイヤー、eth2 を決済レイヤーと呼びます。この名前は、eth1 が実行シャードの 1 つであることを直接示します。

そして、これが将来に対する最大の期待の一つです。 Eth2 は、より大規模な均質なシャーディング構造になります。したがって、イーサリアムの次のステップであるシャード チェーンを理解する必要があります。

PoSコンセンサスがネットワークパッケージングを採用し始めた後も、膨大なトランザクションデータが依然として混雑を引き起こし、ガス料金が増加するため、Ethereumの最終的なビジョンは実現されませんでした。したがって、ロールアップを中心とした開発ルートでは、イーサリアムが PoS コンセンサスの下でシャードチェーンの正常な運用を実現する必要があります。

シャーディングは、負荷を分散するためにデータベースを水平に分割するプロセスです。 Ethereum のコンテキストでは、シャーディングは「シャード」と呼ばれる新しいチェーンを作成することでネットワークの混雑を軽減し、1 秒あたりのトランザクション数を増加させます。

Ethereum のシャーディング プロセスは多段階のアップグレード プロセスとなり、最終的にはシャーディング チェーンによってネットワーク負荷が 64 個の新しいチェーンに分散されます。実行中のノードをローカルで制御するため、ハードウェア要件は低く抑えられます。

シャーディングのアップグレードは、メインネットとビーコンチェーンの統合後に実行される予定です。タイムラインは、合併後の作業の進捗状況に応じて、2023年になると予想されます。シャーディングにより、Ethereum はより多くのデータを保存およびアクセスできるようになりますが、現時点ではコードの実行には影響しないと考えられています。

シャーディングは、分散化を維持しながらスケーリングする方法です。シャードチェーンを使用すると、バリデーターはネットワーク全体ではなく、検証しているシャードのデータのみを保存/実行する必要があります。これにより処理速度が向上し、ハードウェア要件が大幅に削減されます。

シャーディングにより、最終的には個人のラップトップや携帯電話で Ethereum を実行できるようになります。より多くの人がシャードされた Ethereum に参加したり、クライアントを実行したりできるようになります。これによりセキュリティが向上し、ネットワークが分散されるほど、攻撃対象領域が小さくなります。

データの可用性を維持するために、最初のシャード チェーンが実行中の場合、ネットワークに追加データのみが提供されます。トランザクションやスマート コントラクトは処理されません。しかし、ロールアップと組み合わせると、多くのトランザクションを処理できます。

要約は「レイヤー 2」テクノロジーです。これにより、dapps はトランザクションをオフチェーンで単一のトランザクションにバンドルまたは「集約」し、暗号化証明を生成して、それをチェーンに送信できるようになります。これにより、トランザクションに必要なデータが削減されます。要約とシャーディングによって提供されるすべての追加データ可用性を組み合わせると、1 秒あたり 100,000 件のトランザクションを実現できます。

ただし、単一のシャードまたは初期のシャード規模の処理能力の範囲内で、シャードを処理実行に適用するプロセスも考慮する必要があります。議論する必要がある部分はより複雑です。

vitalik は、シャーディング作業の進捗状況についての記事を書いています。この記事には、ロードマップのいくつかの難しさも含まれています。

1. 現在存在するサマリーはトランザクション コールデータを使用します。したがって、追加作業を行わずに集約機能を向上させて短期的にコストを削減したい場合は、トランザクション呼び出しデータのコストのみを削減する必要があります。現在の平均ブロック サイズは、ネットワークの安定性を脅かすほどのサイズにはほど遠いため、これを安全に実行できますが、非常に危険なエッジ ケースを防ぐために追加のロジックが必要になる場合があります。

EIP 4488 により、スロットあたりのロールアップに使用できるデータ領域が理論上の最大値約 1 MB に増加し、ロールアップのコストが約 5 分の 1 に削減されるはずです。

2. 完全なシャーディング実装には長い時間がかかるため、まずは少数の数値を使用してシャーディング仕様の「ビジネス ロジック」を実装するなど、部分的に実装することができます。シャーディング仕様を実装する方が簡単ですが、各シャードはサブネット内でブロードキャストされます。デフォルトでは、バリデーターは委員会の検証を信頼しますが、シャード ブロックの完全な本体を確認した後にのみビーコン ブロックを受け入れることもできます。

シャード通信の場合、シャード データが集約を通じて実際に利用できるようになるには、集約によってシャード データが証明できる必要があります。これにより、スロットあたりのサマリー データ領域が約 2 MB (シャードあたり 250 KB * 4 つのシャード、および手順 1 の拡張された呼び出しデータ) に増加します。

3. アクティブなシャードの数が 4 から 64 に増加した場合、シャードされたデータがサブネットに入ると、P2P レイヤーはシャードをより多くのサブネットに分割できるほど強力である必要があります。現時点でのデータの入手可能性は委員会によって異なります。これにより、スロットあたりの合計データ容量が約 16 MB (シャードあたり 250 KB * 64 シャード) 増加します。

最後に、シャーディング プロセスのデータ可用性のために、より高いレベルのセキュリティを確保するために DAS (データ可用性サンプリング) が誕生したことも言及する価値があります。データ可用性のサンプリングは、特定のクライアントから段階的に実行されます。データ可用性サンプリングが完全に導入されると、シャーディングが完了します。