Filecoin ネットワークにおける EIP-1559 提案

Filecoin ネットワークでは、ガスの概念を使用して、特定のオンチェーン トランザクションを実行するために必要なコンピューティング リソースを測定します。これらのリソースのコストは支払う必要があり、その結果、誰がこれらのコストを負担すべきか、限られたリソースを消費するトランザクションをどのように優先させるべきかなど、多くの決定を行う必要があります。以下はフアン・ベネット氏のスピーチの要約です。

たとえば、ファーストプライスオークションを実施するというアプローチが考えられます。このようなシステムでは、ブロックチェーン上でトランザクションを実行したい参加者がブロックマイナーに入札を提出します。マイナーは、採掘したブロックに関連トランザクションを含めるときに、これらの入札を手数料として徴収します。ブロック サイズ、つまりブロックが持つことができるガス量の上限が与えられると、マイナーはトランザクションに優先順位を付けて、徴収する手数料を最適化します。

概念的には単純ですが、このようなアプローチにはいくつかの欠点があることがわかっています。ファーストプライスオークションは運営が複雑で、入札者が大幅な過払いをする可能性があります。また、ネットワークが混雑しているときに望ましくない動作を引き起こす可能性もあります。

上で詳述したシステムでは、ネットワーク内の非マイニング参加者も各トランザクションを処理するために必然的にリソースを費やしているという事実を無視して、ガス料金の全額をマイナーに報酬として与えています。

Ethereum Improvement Proposal (EIP) 1559 は、これらの問題の多くに対処するために開発された標準です。その主な革新は、各ブロックに関連付けられた基本料金（ガス単位あたり）の導入です。この料金はネットワークの混雑により増減する可能性があり、ネットワーク トラフィックが目標レベルに戻ります。

EIP-1559 では、トランザクション作成者は手数料の上限 (このトランザクションを含めるためにガス単位あたりに支払う最大額) を指定します。料金上限がモジュールの基本料金より低い場合は、モジュールに含めることはできません。トランザクション作成者はチップも指定します（これも Gas 単位あたり）。このチップはブロックマイナーによって収集されます。

単一価格オークションの代わりに、トランザクション作成者が支払う最低手数料は、a) 手数料上限と b) 基本手数料とチップの合計に、トランザクションで使用される手数料を掛けた金額になります。基本手数料からの収益はすべて消費され、デフレ圧力が生じ、ネットワーク全体がトランザクションの実行に費やされたリソースに対して補償されることになります。

一方、マイナーは少なくとも a) チップと、b) 手数料上限から基本手数料を差し引いた金額に、取引に使用したガスを乗じた金額を受け取ります。

このスキームでは、トランザクション作成者は、通常ははるかに少ない手数料を支払いながら、優先度の高いトランザクションがブロックチェーンに確実に取り込まれるようにすることができます。

EIP-1559 には、Filecoin の設計上の考慮事項とよく一致する多くの魅力的な特性があります。

1. 効率性。 EIP-1559 では、ガスの設定と計算のためのより効率的なモデルの概要が説明されています。

2. ユーザーエクスペリエンス。価格オークションに参加するよりも、見積もりや料金設定がはるかに簡単です。

3. 重要なメッセージのスループット。 Filecoin の WindowPost メッセージは時間的に重要であるため、輻輳に対して堅牢な方法で処理する必要があります。 EIP-1559 は、このようなメッセージに対してより高い信頼性とスループットを提供します。

4. トランザクション報酬ネットワーク。トランザクション処理のコストはネットワーク全体に負担されるため、それに応じて補償される必要があります。

これらすべての理由から、Filecoin は最小限の変更で EIP-1559 をコア プロトコルに組み込みました。 Filecoin はトリックを使用します。トランザクションは実行される前にチェーンに入るため、これが起こるまで実際の G​​SS 使用状況を判断する方法はありません。したがって、Filecoin では、ユーザーに推定取引限度額の提供を求めます。インセンティブを適切に調整するために、一定額を超える過大評価は破壊されます。

EIP-1559 が実装され、Filecoin メインネットで稼働しています。現在、ネットワークトランザクションにより、毎日約 10 万～ 15 万 FIL が消費されています。包含基準により、少なくとも 2 つの重要な成果が達成されました。

1. 高額取引の高速化

場合によっては、ストレージ メッセージによって、時間に敏感な WindowPost メッセージの価格が脅かされることがあります。しかし、予想通り、EIP-1559 を統合することで、Filecoin 参加者は、常に高額を支払うことなく、この混雑の問題に対処する簡単なメカニズムを利用できるようになります。

2. ネットワーク容量管理

これまでのところ、EIP-1559 の基本料金メカニズムは、ネットワーク容量を目標の 100% に維持するという優れた機能を果たしています。

時間の経過とともに、トランザクション作成者はトランザクションに必要なガスの見積もりも上手になり、長期的には消費量の過大評価が減りました。

改善の余地はあります。基本料金は大きく異なり、その変化率は厳しいものです。これは、新しいストレージが起動されると大規模な混雑が発生するためです。過去には、このため重要な WindowPost メッセージも価格設定により削除されることがありました。

Filecoin コミュニティは、これらの価格設定の問題に対処するためにいくつかのアプローチを検討することができます。

1. ガス制御航空機

ネットワークの輻輳に対処する 1 つの方法は、コントロール プレーン トランザクション専用のガス チャネルを作成し、各ブロックの一部をブロックチェーンの機能に不可欠な特定のメッセージ用に予約することです。

2. メッセージタイプの料金体系

この問題を解決する別の方法としては、WindowPost のコストを削減するか、他のメッセージ (特に Pre/ProveCommit メッセージ) のコストを増やすことが考えられます。

3. 基本コスト変更率

基本料金が時間の経過とともにピークに達することは、料金の選択が理想的ではなく、平滑化できる可能性があることを示しています。

ガス モデルとは関係のない他の方法を導入して、混雑を緩和することもできます。

1. スケーリングの証明

Filecoin の証明メカニズムを拡張するためのアイデアには、SNARK のバッチ検証や、事前に実行する必要がある検証の量を減らすためのスラッシュベースの検証が含まれます。

2. スケーリングコンセンサス

現在の混雑率を考えると、Filecoin はすぐにシャードを探す必要があるかもしれません。

今後、Filecoin ネットワークによってこれまでに達成された結果に関する多くの潜在的なデータ分析作業があり、他の研究者やブロックチェーン コミュニティと協力して EIP-1559 のアイデアを構築する機会があります。

研究の可能性のある分野としては、ガス モデルへのキューイング理論の導入 (現在のモデルでは非効率な場合がある)、特定のメッセージとトランザクションのサービス品質の保証、将来のある時点で実行できるように暗号化されたトランザクションをブロックチェーンに導入する方法の検討などが挙げられます。