Ethereum 2029 Roadmap: From Strawman Planning to Second-Level Confirmation

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ビタリック・ブテリンは最近、長期的なビジョン文書を公開し、イーサリアムの基盤層が一連の段階的アップグレードを通じて、より高速なブロック生成、ほぼ遅延ゼロの取引確定性、そして量子コンピュータの脅威に対抗する能力をどのように実現するかを描いています。この草案(ストローマン)計画は、イーサリアム財団の研究者ジャスティン・ドレイクが主導して策定したもので、コミュニティに調整可能な技術的方向性を提供することを目的としています。

ストローマンの理解:コミュニティ調整のための文書であり、絶対的な約束ではない

ストローマンは暗号技術コミュニティにおいて特別な計画ツールであり、正式な技術仕様や管理層の最終決定ではなく、オープンな調整文書です。この計画は、研究者、コア開発者、ガバナンス参加者などの上級層を対象としており、イーサリアムのレイヤー1の技術的野心を一つの統一されたスケジュールにまとめることを目的としています。

このストローマン計画は2029年末まで延長されており、半年ごとに主要なネットワークアップグレードを実施する予定です。計画の五つの主要な目標は、迅速なスロットと秒単位の確定性、ゼロ知識仮想マシンによるギガビット級のスループット、レイヤー2の可用帯域幅を毎秒1GBに拡大、ポスト量子暗号による防御、そしてローカルプライバシーの保護を含みます。このストローマンフレームワークは必ず実現されるものではなく、コミュニティが積極的に議論している可能な進化の道筋を示すものです。

12秒から2秒へ:スロット時間の段階的圧縮

イーサリアムは現在、12秒のスロット間隔で動作しています。ビタリックのストローマン計画によれば、将来的にはスロット時間は調整可能なパラメータと見なされ、安全性の検証が進むにつれて段階的に短縮されていきます。彼は「各段階で前世代の√2倍に減少させる」という漸進式を提案しており、12秒→8秒→6秒→4秒→3秒と進み、最終的には2秒に到達する可能性があります。ただし、最後の数ステップには大量の集中的な研究支援が必要であることも強調しています。

この圧縮は安全性を直接損なうものではなく、ポイント・ツー・ポイントネットワーク層の最適化に重点を置いています。具体的には、エラー訂正符号(エラージャーコーディング)技術を採用し、ブロックを複数の断片に分割します。例えば、8つの断片のうち任意の4つだけで完全なブロックを再構築できる仕組みです。これにより冗長性を保持しつつ、帯域幅のピーク値や高遅延のピアツーピアノードによる伝播遅延を大幅に削減します。ビタリックの内部統計によると、このアーキテクチャは第95パーセンタイルでブロック伝播時間を大きく短縮し、短いスロットに基づく基盤を築くことができるとしています。

16分から数秒へ:確定性の大胆な飛躍

スロット時間がリズムだとすれば、取引の確定性は真の決済の瞬間です。現在のイーサリアムの平均確定時間は約16分です。このストローマン計画は、確定性とスロットを切り離し、単一ラウンドのビザンチン・フォールトトレランス(BFT)アルゴリズムの変種、具体的にはMinimitの派生版を採用しています。この新しい枠組みでは、確定性は6秒から16秒の範囲に圧縮され、取引はほぼ即時に確認されることになります。

ビタリックは高速な確定性の実現には複雑さが伴うことを認めていますが、最終的には現在のGasperシステムよりもシンプルな合意プロトコルになる可能性があると考えています。彼はストローマン文書の中で、次のような軌跡を描いています:現在の16分から段階的に分単位、そして秒以下の範囲に縮小し、より積極的なMinimitパラメータを用いることで、最終的には一桁秒の確定時間を実現するというものです。

スロット設計の微調整

これらの大胆な時間圧縮を支えるために、イーサリアムは証人(バリデーター)の構造やスロットのアーキテクチャを再検討する必要があります。ePBSやFOCILなどの新提案は、より複雑なスロット構造を導入し、安全マージンをさらに圧縮しています。具体的には、従来の約3分の1の余裕から5分の1にまで縮小しています。この圧縮を補うために、研究者たちは次のような設計を模索しています:各スロットにおいて、256から1024名の証人だけをランダムに選び、署名させる方式です。従来の全証人署名と比べて、集約段階を省略できるため、各スロットの検証時間をミリ秒単位で節約できます。

量子耐性暗号の統合ルート

これらの包括的なアップグレードは、量子耐性暗号学の導入に自然な窓を提供します。ビタリックはストローマンの中で、最大のスパンは一度の暗号学的イテレーションにまとめられる可能性があると明言しています。具体的には、ハッシュ関数に基づくポスト量子署名やSTARKに適した新しいハッシュ関数の採用です。開発者たちは、Poseidon2のラウンド数を増やす、Poseidon1に退避させる、あるいはBLAKE3などの汎用ハッシュ標準を採用するなど、いくつかの方向性を評価しています。この研究は現在も進行中で、結論は出ていません。

注目すべき点は、スロットレベルの量子耐性防御は確定性レベルの防御よりも早く実現する可能性があることです。もし強力な量子コンピュータが突如出現した場合、確定性の安全性は失われるかもしれませんが、チェーン自体は引き続き動作し続けることができるということです。

漸進的な再構築:イーサリアムの「テセウスの船」の進化

ビタリックはストローマン計画の総括において、この過程を一つ一つ船の板を交換していく「テセウスの船」の比喩で表現しています。各アップグレードは既定の方向性に沿ったさらなる最適化であり、革命的な変更ではないと述べています。彼は「スロット時間と確定時間は継続的に短縮されていく」と書き、その過程でイーサリアムのスロット構造やコンセンサスメカニズムの「テセウスの船」的変容を織り交ぜています。

このストローマン計画は最終的には命令ではなく招待状です。未来の可能性について詳細に述べ、コミュニティの議論を促すものです。イーサリアムが2029年末までに2秒のスロットと一桁秒の確定性を実現できるかどうかは、研究の突破、ガバナンスの合意、そして分散型調整の複雑な芸術にかかっています。しかし、方向性はすでに明確です:より高速なブロック生成、より迅速な決済、そしてハードウェアの世代交代や暗号学的時代の変遷に対応した基盤層の設計です。

よくある質問

ストローマン計画はイーサリアムの発展においてどのような役割を果たすのか?
ストローマンはコミュニティ調整のためのツールであり、最終的な約束ではありません。研究者、開発者、ガバナンス関係者に共通の技術ビジョンとスケジュールを提供し、議論と合意形成を促進します。

最終的なパフォーマンスはどの程度まで高速化されるのか?
ストローマンによれば、イーサリアムの確定性は現在の16分から6秒〜16秒に圧縮され、より積極的なパラメータ設定では一桁秒台に達する可能性があります。

高速なスロットは安全性を犠牲にしないのか?
点対点ネットワークの最適化(エラー訂正符号技術)、スロット構造の微調整、検証者の参加数の削減などにより、安全冗長性を維持しつつ時間短縮を実現しています。

ストローマン計画はいつ開始されるのか?
全体のフレームワークは2029年末まで設定されており、半年ごとに主要なアップグレードが予定されています。ただし、具体的な実施時期は研究の進展とコミュニティのガバナンス決定次第です。

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