Filecoinのガスコストを削減する方法

ガス料金は削減できますか？どうやって下げるのですか？この問題を明確にするために、順を追って説明していきましょう。

Filecoin ネットワークでは、ガスはネットワーク内でメッセージ (トランザクション) を実行するために必要なリソースの尺度です。ここで説明するリソースには、コンピューティング リソースとストレージ リソース、つまりトランザクションを実行するコストが含まれます。たとえば、PreCommitSector メッセージは 25,346,170 Gas を消費するとします。つまり、このメッセージの場合、Filecoin がこのメッセージを処理してネットワークの状態を変更するコストは 2500 万 Gas 以上になります。各メッセージはネットワークによって実行される必要があり、ネットワーク リソースを消費するため、対応する Gas が消費されます。たとえば、時空間証明 WindowedPoSt は通常 2 億から 5 億のガスを消費しますが、レプリケーション証明 ProveCommitSector は 4,000 万から 6,000 万以上のガスを消費します。一般的な転送メッセージは処理が比較的簡単なので、消費されるガスは比較的少なく、およそ 100 万以内です。

各メッセージで消費される Gas の量は、メッセージの種類と密接に関連しています。たとえば、証明メッセージは大量の計算を必要とし、また計算のためのセクターコミットなどの多くのステータス情報の呼び出しも必要となるため、消費量が大きくなり、大量の Gas を消費します。送金には、ストレージと計算能力の消費量が大幅に削減されます。同時に、同じタイプのメッセージのガス消費量は状況によって異なります。これは、当時のネットワーク状況が異なり、必要なリソース消費が異なっていたためです。

簡単な例を挙げると、2 つの転送が同時に送信される場合、新しいアドレスへの転送で消費されるガスは、古いアドレスへの転送で消費されるガスよりも多くなります。これは、新しいアドレスに転送する場合、ネットワークが最初にこのアドレスを作成する必要があり、コンピューティング リソースとストレージ リソースのコストが増大し、消費量が多くなるためです。その結果、メッセージの送信者がメッセージを送信するときに支払う Gas の量を判断することが困難になります。この時点で、合理的な見積もりを行う必要があります。

送信される各メッセージでは、メッセージの送信者がこのメッセージによって消費される Gas の上限を設定できます。実行に必要なガスがこの上限を超えると、メッセージは実行されません。この上限値は、メッセージ送信者がメッセージのコストについて見積もった金額と、送信者が支払ってもよいと考える最大コストです。この見積りは、特にスマート コントラクトをサポートした後は非常に重要です。一部のメッセージのコスト見積りが困難になったり、設計上の理由によりバグが発生したりする場合があります。上限がないと、メッセージ送信者に多大な損失が発生したり、ネットワーク セキュリティの問題が発生したりする可能性があります。

一般的に、人々は送信するメッセージの量を推定し、その推定値に保険（10～25% など）を加えて上限を設定します。それが GasLimit です。

前述のように、各メッセージにはコンピューティング リソースが必要であり、これは Gas によって測定されます。あらゆるリソースにはコストがかかり、コンピューティング リソースも例外ではありません。 Gas の量に価格を掛けたものが、このメッセージを実行するコストになります。ガス料金はガスの単価です。たとえば、Filecoin の最小ガス料金は 100 attoFil と定義されており、これは 0.000000000000000001 Fil に相当します。この場合、4億（4e8）のガスを消費するWdPoStメッセージのコストは次のようになります。

100 アトフィル * 4e8 = 40 ナノフィル = 0.00000004 フィル

非常に低いので、基本的に無視できます。

しかし、ガスの単価が現在のネットワークにおけるガス料金の平均単価である4ナノフィル、つまり0.000000004フィルに上昇すると、最低の100アトフィルに比べて4000万倍も増加したことになります。このとき、4 億 (4e8) の Gas を消費する同じ WdPoSt メッセージのコストは 1.6Fil になります。これって怖いですよね？

Filecoin の設計では、EIP-1559 の Gas 料金仲介メカニズムが導入されました。 Gas 料金は 2 つの部分に分かれています: 1) 基本料金 (baseFee)。 2) チップ（プレミアム）。基本料金は、ネットワークの混雑度やリソース消費量を反映して、ネットワークによって自動的に計算されます。この手数料の一部は焼却されます。チップは、マイナーが料金を支払うことでメッセージをパッケージ化することを期待して、メッセージ送信者がマイナーに支払う料金です。

もちろん、GasLimit が Gas 消費量の合計を設定するために使用されるのと同じように、 Gas の価格には上限を設定することもでき、この上限が feeCap です。これは、メッセージ送信者が支払う意思のある Gas の最高単価を意味します。

上記の 2 つの部分を組み合わせると、メッセージ送信者がメッセージに対して支払う意思のある最大料金は次の通りであると結論付けられます。

ガス制限 * 手数料上限

（つまり、あなたが支払ってもよいと思うガスの最大量と最大価格の積）

一言で言えば、ネットワークセキュリティのためです。どのようなシステムであっても、処理能力は存在します。分散型ブロックチェーンシステムでは、ネットワークを共同で維持するマイナーが多数存在するため、ネットワーク全体の処理能力が考慮されることになります。処理する必要のあるメッセージ（トランザクション）がネットワークの処理能力を超えると、ネットワーク セキュリティの問題が発生します。少なくともFilecoinの場合、ブロック生成は影響を受けるでしょう。大量のメッセージが混雑すると、処理能力がわずかに低いマイナーはすぐにネットワークから排除され、最も処理能力の高いマイナーがネットワークを支配することになります。

Gas 料金を調整し、いくつかのペナルティ措置を補助することで、ネットワークが混雑しているときに Gas 価格を上げ、ネットワークがアイドル状態のときに価格を下げるフィードバック システムが形成され、ネットワークの円滑な運用が保証されます。同時に、ネットワーク上のスパムや攻撃も防ぐことができます。具体的なアプローチとしては、ネットワーク処理能力の値を設定することです。メッセージによって消費された Gas の合計量 (具体的には GasLimit の合計) がこの値を超えると、baseFee が増加します。この値より低い場合は、baseFee を減らします。素早く調整するために、調整方法は指数調整です。これは、ガス料金が非常に急速に変化する理由でもあります。

Gas 料金が高額な場合、多くの人が Filecoin チームが Gas 料金を削減する対策を講じることを期待しています。ここでの非常に簡単な解決策は、システムの処理能力を人為的に高めることです。しかし、これを恣意的に行うことはできません。設定された処理能力がネットワーク内のノードの一般的な処理能力を超えると、一方ではネットワークに入るためのしきい値が引き上げられ、他方ではネットワークのセキュリティが低下します。

では、なぜチームはガス料金を単純に下げないのでしょうか?ガス料金を削減する方法はありますか？

理由は前にも述べました。ネットワークセキュリティ上の理由により、任意の設定を行うことはできません。ネットワーク状況を考慮し、メッセージの実際のコストを正確に反映させる必要があります。しかし、過去 2 回のアップグレードはガソリンの消費量に影響を与えませんでしたか?どうしたの。

それでは、これら 2 つのアップグレードについて説明しましょう。

V1.2 アップグレードでは、一部のメッセージ処理モジュールのガス消費値が調整されました。この調整の主な理由は、以前のバージョンの設定が比較的恣意的であったため、今回は合理化されました。具体的な調整内容は以下のとおりです。

誰もが直接目にすることができるのは、PoSt の検証コストが大幅に削減されたことです。これにより、WdPoSt の消費にプラスの影響が及び、さらにコストが節約されます。しかし、ストレージ関連の運用コストは増加しています。これは、ネットワーク データが増加すると、ストレージ コストも増加するためです。以前は、ストレージの消費量が過小評価されていたため、調整が行われました。この調整後、PreCommitSector および ProveCommitSector メッセージのコストが減少するのではなく増加していることがわかります。特に大規模なマイナーにとって、計算能力の向上は、ストレージへのアクセスの増加とメッセージの燃料コストの増加を意味します。

したがって、今回のアップグレードは燃料料金を調整するため、あるいは燃料料金を下げるためではなく、よりリーズナブルにするためのものです。

V1.3 へのアップグレードでは、主に 1 つの問題が解決されます。WindowedPoSt の燃料消費量が依然として高すぎるという問題です。特に小規模な鉱山労働者はそれに耐えられない。同時に、このメッセージは制御メッセージであり、送信する必要があります。何をするか？この部分をあまり燃やさない、または燃やさない方法を考えます。このアイデアは初期の議論の中で提起されました。もちろん、他にもたくさんのアイデアがありますが、現時点ではこれを実装するのは比較的簡単です。最終的な文書は FIP009 でした (関連する以前の作業のセクションでSteven004が提案した同様のアイデアについて言及していました)。このアップグレードでは、WdPoSt の燃焼部分のみが調整され、ガス消費量の計算は変更されません。

したがって、このアップグレードによってガス料金を削減できるという考えは非現実的です。

まとめると、ガス料金はシステムセキュリティの問題を伴い、システムの処理能力に関連し、自由に調整することはできないことがわかります。実行できる側面は 2 つあります。1) システム処理能力を向上させる。 2) ガス料金に応じて、誰もがメッセージの送信ペースを制御できます。これは、現在計算能力が増加するペースです。

Filecoin のすべての参加者にとって最も現実的かつ持続可能なことは、アルゴリズムがどのように最適化され、ネットワーク パフォーマンスがどのように強化されたとしても、ネットワークが依然として混雑するということです。したがって、これらの状況には全員が一緒に向き合い、対処する必要があります。この部分は開発者が解決できるものではありません。燃料料金自体は規制のためのものなので、変動は正常であり、通常の心構えで対処する必要があります。これは市場によって規制される現実の経済生活と同じです。

さらに、Filecoin エコシステムがますます繁栄するにつれて、Filecoin ネットワークの処理能力をさらに向上させる必要があります。そうしないと、処理能力の低下により、ネットワークとエコシステムの発展も妨げられます。この部分の作業も、現在最も重要な作業の 1 つです。現在検討中のいくつかの提案は、Filecoin ネットワークのパフォーマンスの向上に関連しています。

• FIP007: HAMT と AMT のパフォーマンスとセキュリティを向上: HAMT と AMT は、Lotus で状態を保存するための主要なデータ構造です。それらのパフォーマンスを向上させることは、ネットワーク全体のパフォーマンスの向上に役立ちます。

• FIP008: 事前コミットメントのバッチ処理: 現在、各セクターの事前コミットは個別のメッセージです。バッチ送信がサポートされていれば、大量のメッセージを保存でき、ストレージへのアクセスや更新を一度に処理できるため、パフォーマンスが向上します。

• さらに、FIP008 の考え方によれば、Prove-Commitments もバッチで処理できます。現在バッチ処理中です。ただし、メッセージは個別に送信されます。

• より根本的な解決策: 現在のメッセージ処理における最大のリソース消費は証明メッセージの検証、つまり PoRep と PoSt であることを考慮すると、次に、単に検証しないというアイデアがあります。これにより、多くの時間を節約できます。リソースの消費を大幅に削減できます。では、検証なしに情報を偽造することは不可能なのでしょうか?実際、これはコンセンサスエラーに対する罰に似ています。大多数の人が詐欺行為をしないことを考慮して、詐欺行為を防止するための報告メカニズムを検討してください。その後、オフチェーンで検証して報告する意思のあるノードがいくつかある限り、問題ありません。

コア開発チームの現在の議論によれば、FIP007 は新年休暇後の次のバージョンに含まれ、リリース時期は 1 月下旬になる可能性があります。 FIP008 は、実装状況に応じて、同じバージョンで実装されるか、次のバージョンに組み込まれます。

証明を必要としない根本的な解決策については、まだ検討すべき問題がいくつかあります。たとえば、セキュリティの問題。誰かが大規模な詐欺行為を犯すと、より大きな問題が発生するのでしょうか?内部告発者への報奨はどのようにすればよいのでしょうか?報告期限はいつですか？これらすべてはまだ調査する必要があります。これにはもう少し時間がかかります。