ビーコン チェーンを超えて: Eth2 の今後は?

「ベン・エッジントン氏は記事の中でイーサリアムビーコンチェーンの開発進捗状況をレビューし、2021年のイーサリアムの3つのロードマップ、すなわちEth1とEth2の「統合」、シャーディング、ライトクライアント関連の特定コンテンツ（2020年11月中旬にヴィタリック氏が発表）を再検討した。同時にベン・エッジントン氏は記事の中で、ビーコンチェーンが引き続き順調に稼働すると仮定すると、2021年の最初の数週間におけるイーサリアム2.0のタスクは、これら3つのワークストリームを具体的な配信計画に洗練することであると述べた。」

Ben Edgington 氏は、ConsenSys の Teku Ethereum 2.0 クライアントの主任プロダクト オーナーであり、Ethereum 2.0 の進捗状況を長年記録してきた人物です。

1492年、クリストファー・コロンブスは東インド諸島に到達したと考えました。実際、彼は驚くべき新しい世界に足を踏み入れたのです。時には、厳しい旅の後には、状況を振り返って計画し直すのが最善です。自分を表現するための新しい機会をつかみ、活用しましょう。

これが、2021年の初めのイーサリアム2.0の現状です。今年の初めに、Eth2ビーコンチェーンの配信完了に取り組み、最近それを達成しました。長く困難な旅が終わったように感じます。

しかし、これはまだ始まりに過ぎません。私たちは長い道のりを歩んできたので、今ではより多くのものを見ることができます。将来の展望を展望すると、私たちは新たな機会が出現しようとしていることに気づき始めます。

この記事の主要部分では、2021 年の 3 つのロードマップ、つまり Eth1 と Eth2 の「統合」、シャーディング、およびライト クライアントについて説明します。これらは並行して進行する 3 つの別々の作業ストリームです。成功をお祈りします。

ビーコンチェーン

ビーコン チェーンは、Ethereum の将来の基盤です。ガバナンス メカニズムとして、プルーフ オブ ワーク (PoW) ではなくプルーフ オブ ステーク (PoS) を使用し、今後何年にもわたって Ethereum の成長を維持するためのスケーラビリティとセキュリティをサポートします。

ビーコン チェーンは 2020 年 12 月 1 日に稼働を開始しました。私はこれを「Proof of Stake」と呼んでいます。私たちの価値の高いデモンストレーションは、このようにして大規模に分散されたグローバルな許可のないネットワークを保護することが可能であることを証明しています。ビーコン チェーンは、後ほど説明するように、実行すること以外にはまだ多くのことを行いませんが、Ethereum 2.0 プロジェクトで最も困難な成果物であることに変わりはありません。

これを書いている時点で、ブロックチェーンの誕生から 4 週間が経過しており、状況は順調に進んでいます。ビーコン チェーンはすでに他のすべての PoS システムを凌駕しています。 200 万 ETH 以上 (15 億ドル相当) が預託契約に約束されています。現在、46,000 人以上のアクティブなバリデータが参加しており、さらに 20,000 人が参加を待っています (キューの長さは 3 週間です)。 ETH2.0 バリデータの入金率は低下する兆候を見せていません。数日前まで、イーサリアムの総供給量の 2% がデポジット契約にロックされていました。これは、4,000 人の預金者と、住宅ローン サービスを通じて預金した数万人以上の人々からの大きな信頼の表れです。

これまでのところ、リスクテイカーの信頼は良好な状態にある。まだ初期段階ではありますが、ビーコン チェーンは今のところ順調に稼働しており、参加率は約 99% (ネットワークの健全性を示す重要な指標) で、問題やインシデントは発生していません。

過去 2 年半にわたり、何百人もの人々が Beacon Chain の設計と構築に携わってきました。これは、Ethereum Foundation が主導する大規模なオープン コミュニティ プロジェクトであり、私のようなクライアント開発チームによって実装され、さまざまなタイプの貢献者によってサポートされています。

素晴らしい旅でした。しかし、これはほんの第一歩に過ぎません。

次は何ですか？

1 年前、ETH 2.0 がわかりやすく直線的なロードマップとともにリリースされました。フェーズ 0 (ビーコン チェーン) の次にフェーズ 1 (スケーラブル シャーディング)、フェーズ 2 (抽象実行エンジン) が続き、最後にこの上部構造の上で Eth1 が Eth2 に統合されます。その後、フェーズ 2 の設計は予想よりも長引くようになり、できるだけ早く Eth1 を Eth2 に統合するよう圧力が高まり始めました。そのため、Eth1 を Eth2 シャードに直接「リフト アンド シフト」できるフェーズ 1.5 を挿入しました。

それに加えて、シャーディングにまったく依存しないまったく新しいスケーリングパラダイムが登場しました。これは「ロールアップ」と呼ばれ、10月にVitalikはスケーラビリティへの道としてロールアップを中心とした新しいEthereumロードマップを提案しました。ロールアップは、ブロックチェーンから計算とストレージの負荷の多くを取り除き、このチェーンのみを使用してセキュリティ保証の恩恵を受けられるようにする、いわゆるレイヤー 2 テクノロジです。 Rollup には、zk Rollup と Optimistic Rollup という異なる種類があり、それぞれに異なるトレードオフがあり、このテクノロジーはまだ初期段階です。ただし、Ethereum 2.0 が完全に提供される前に、ロールアップによって Ethereum に必要なスケーラビリティの多くが提供される可能性があります。

ステートレス イーサリアム (ロールアップによってイーサリアムの状態肥大化の圧力がいくらか軽減される可能性はあるが) や、Kate Commitments (「カテイ」と発音) のような有望な新しい暗号化技術も、ステートレス イーサリアムを含む刺激的な新しい方向性を示唆している。

上記のすべてが整ったことで、私たちのすっきりとした 3 段階のロードマップは、Vitalik の最新のアップデートから蜘蛛の巣へと進化しました。

これらすべてのスレッドを本当に接続できるのでしょうか?この作業を実行できるコミュニティがあるとすれば、それは Ethereum コミュニティであると私は信じています。

私は最近、ロジャー・ローウェンスタインの著書『Genius Failed』を読み返しました。その中で、主人公のロバート・C・マートンは「妥協を不可能にする完全な信仰の病に苦しんでいた」と書かれています。この頑固さが最終的に彼のヘッジファンドの崩壊につながった。イーサリアムは、その逆の点、つまりロードマップが絶えず書き換えられている点について批判されることが多い。状況が進むにつれて償いをしていくこともなおさらです。

しかし、これは実際にはイーサリアムの成功の原動力の 1 つです。マートンとは異なり、私たちは仕事を成し遂げるためには何でもする実用主義者のコミュニティです。事実が変われば、私たちも変わります。機会が訪れたら、私たちはそれをつかみます。私たちは、新しい未開の地を探索し、その過程で適応し、変化していくことが大好きです。

スケーラビリティ

良いニュースとしては、ビーコン チェーンの完成により、将来がどうなるか、2021 年がどのように展開するかについて、良い見通しが得られると信じていることです。ロールアップをスケーラビリティの中心ハブとして使用することで、タスクを分離し、次のステージに並行して取り組むことができます。

したがって、来年は Eth1 と Eth2 の「統合」、シャーディング、ライト クライアントという 3 つの側面から攻撃が行われることになります。新しいモデルでは、これらは別々のタスクであり、一緒に実行されます。配送の順番は問いません。

マージは、Eth1 を Proof of Work (PoS) から Proof of Stake (PoS) に移行するところです。現時点でこれを実現するための最善の選択肢は、既存のビーコン チェーンに Eth1 を直接組み込むことです。 Eth1 は当初想定されていた実行環境にはなりません。それは破片にもなりません。むしろ、EVM は Ethereum を動かすコア エンジンとして残ります。開発者やアプリケーションプロバイダーにとって、これにより開発がはるかに簡単になります。ほとんどすべてが現在と同じままで、マイニングをオフにするだけです。

以前の線形ロードマップでは、PoW のシャットダウンはフェーズ 2 以降に行われるという遠い見通しでした。新しい計画では、今後数週間以内にテストネットを実装することを検討しています。

シャーディング (以前のフェーズ 1) は現在明確に定義されており、クライアント側で実装を開始できる段階に近づいています。新しいロードマップでは、シャーディングへのアプローチが変更されました。以前は、シャードはデータのソートと実行の両方を担当していました。これにより、シャード間のトランザクションなどの複雑さが生じます。ロールアップ中心のロードマップでは、シャーディングではデータの並べ替えのみを行う必要があります。集計には大量のデータが必要です。データが多ければ多いほど、より速く進むことができます。

車のターボチャージャーを例に考えてみましょう。これは興味深いだけでなく、ロールアップとシャーディングが組み合わさって Ethereum 仮想マシン (EVM) がどのように強化されるかを示すものでもあります。 EVM は強力で柔軟性があることが証明されていますが、加速するために必要な酸素、つまりデータが不足していました。集約により、車のターボチャージャーやジェット機のコンプレッサーのように、データ (燃料と空気の混合気など) を圧縮し、圧力をかけてエンジンに送り込むことで、利用可能な電力が大幅に増加します。これは現在の Ethereum チェーン上で実行可能であり、実際に実行されています。破片を追加すると、すでにターボチャージャーが取り付けられているエンジン（多段タービン）の前面に、さらに 64 個のコンプレッサーを取り付けることになります。集約とシャーディングの組み合わせにより、非常に大きなスケーラビリティが実現します。

3 番目の比較的小さなフォークは、軽量クライアント用のインフラストラクチャを構築することです。これにより、プログラム全体を実行したくないアプリケーションにこのシステムが役立ちます。ライトクライアントを使用すると、ユーザーは Eth2 ノードを実行せずに Ethereum 2.0 で何が起こっているかを証明できるようになります。これはシャーディングでますます重要になっています。シャーディングの重要な点は、全員がすべてのシャードを実行する必要がないことです。

ビーコン チェーンが引き続きスムーズに実行されると仮定すると、2021 年の最初の数週間のタスクは、これら 3 つのワークストリームを配信計画に具体化することです。

拡大するか死ぬかだ!

私が追跡できた Ethereum 2.0 に関する最も古い言及は、約 6 年半前の Vitalik によるものでした。 「過去数ヶ月で計画は大きく変わりました」と彼は予言的に語り始めた。 「我々はスケーラビリティとコンセンサスの問題を解決しなければならない。そうしなければ、我々は努力して死ぬことになるだろう」と彼は結論付けた。

ビーコンチェーンはコンセンサスの問題を解決します。そして、2021 年末までに、スケーラビリティの問題を解決できたかどうかがわかります。私たちは全力を尽くすか、死ぬまで努力するつもりです。それが、常に変化するこの世界で唯一変わらないものなのです。