カンクンアップグレードとは何ですか?

カンクンのアップグレードは、イーサリアムのブロックチェーン開発ロードマップにおける重要な技術的アップグレードです。 以前の 上海アップグレードと同様に、イーサリアム開発者会議が開催された都市であるメキシコのカンクンにちなんで名付けられました。

各イーサリアムのテクニカルアップグレードには、ブロックチェーンのトリレンマをより適切に解決し、パフォーマンスとユーザーエクスペリエンスを向上させることを目的とした、いくつかの重要なイーサリアム改善提案(EIP)が組み込まれています。 カンクンのアップグレードは、主にイーサリアムの実行レイヤーのアップグレードに焦点を当てていますが、プロトコルレイヤーのアップグレードはデネブとして知られています。 開発者はまた、2つの名前を組み合わせて「Dencun」にします。 したがって、カンクンのアップグレードは、デンクンのアップグレードとも呼ばれます。

イーサリアムは、Web3の世界で最も活発なパブリックチェーンとして、ブロックチェーンアプリケーションとプロトコルの数が最も多いです。 基礎となる各技術アップグレードは大きな影響を与え、業界の専門家から細心の注意を払っています。

カンクンのアップグレードはイーサリアムにとって何を意味するのか?

9月14日に公開された イーサリアムコア開発者の通話記録 によると、このアップグレードについて現在受け入れられている提案は次のとおりです。

1. EIP-4884:シャード BLOB トランザクション
2. EIP-1153:一時ストレージオペコード
3. EIP-4788:EVM のビーコン ブロック ルート
4. EIP-5656: MCOPY - メモリコピー命令
5. EIP-6780:同じトランザクションでのみ自己破壊される。
6. EIP-7516:BLOBBASEFEE オペコード*
7. EIP-7044:Capella の自発的な Exit 署名ドメインをロックする問題を修正。
8. EIP-7045:構成証明包含スロットの最大数を増やす
9. EIP-7514:最大エポック チャーン制限を追加する*

* は、この会議に新しく追加された EIP を示します。 最後の 3 つの EIP は、Deneb のプロトコル レベルのアップグレードです。

用語は専門的に思えるかもしれませんが、これらのEIPは主に次の2つのことを実現します。

1. 上海アップグレードによってもたらされたステーキング技術を最適化し、ステーキングインフラストラクチャを改善します
2. ガス料金を削減し、ブロックチェーンのスケーラビリティを向上させ、イーサリアムのロールアップ技術のサポートを強化します

上海でのアップグレード後、イーサリアムの開発の現在の焦点は、ロールアップを中心としたスケーラビリティの促進にあります。 そのため、今回のアップグレードでは、ロールアップの開発を促進し、ガス料金を削減できる提案EIP-4844が、このアップグレードの中核となっています。

アップグレードはいつ行われますか?

最新の開発者会議によると、DencunテストネットDevnet-9のローンチは1週間延期され、9月26日(火)になりました。また、短期間のテスト用に Devnet-10 を開くことも提案されています。 開発者指向のテストネットの終焉は、主にネットワークストレステストの結果によって決定されます。 開発者が満足すれば、パブリックテストネットに移行します。それ以外の場合は、Devnet-10 が起動します。 パブリックテストネットには、GoerliやSepoliaなどのネットワークが含まれます。 メインネットの正式なアップグレードは、パブリックテストネットが正常に実行された場合にのみ行われます。

正確なアップグレード時期は不明ですが、ほとんどの業界専門家は、2023 年第 3 四半期から 2024 年第 1 四半期の間に完了すると推定しています。

EIP-4844とは?

EIP-4844(Proto-Danksharding)は、ガス料金を削減し、スループットを向上させるためにイーサリアム財団が提案したソリューションです。 EIP-4844をめぐる議論は上海でのアップグレードよりも前から行われていましたが、開発者はアップグレード効果を高めるために実装を延期しました。

短期的にも中期的にも、Rollupはイーサリアムにとって最も信頼性の高いスケーラビリティソリューションとなるでしょう。 レイヤー 1 (L1) のトランザクション手数料は常に高いため、エコシステム全体をロールアップに移行するための努力をする必要があります。 ロールアップはイーサリアムのユーザーコストを大幅に削減できます:OptimismとArbitrum、およびその他のレイヤー2ソリューションは、多くの場合、イーサリアムメインネットの約3〜8倍の手数料がかかります。 一方、ZK Rollupsは優れたデータ圧縮機能を備えており、署名を含めることを回避できるため、メインネットの約40〜100倍の料金が発生します。

しかし、これらの進歩にもかかわらず、多くのユーザーにとってコストは依然として高すぎます。 ロールアップ固有の制限に対処するための長期的な解決策は、常にデータ シャーディング (Danksharding) ですが、その完全な実装と展開にはかなりの時間がかかります。 そのため、EIP-4844 [1] が応急処置として選択されました。

ダンクシャーディングとは?

ダンクシャーディングは、2021年末にDankradによって導入された、イーサリアム用に提案された新しいシャーディング設計です。 これに先立ち、議論されていたスケーラビリティソリューションはSharding 1.0であり、これは簡単に言えば、ネットワークバリデーターをグループ化して、さまざまなチェーントランザクションの計算を並列化することと理解できます。 これは、1つのブロックチェーンが複数の並列な「シャードチェーン」で構成されていることを意味します。 これは基本的に、並列計算または分割統治アプローチの一形態です。 イーサリアムビーコンチェーン計画は、当初、64のシャードチェーンを接続することを目指しており、処理能力はイーサリアム1.0の64倍と推定されています。 当初の計画では、シャードチェーンの数は1024に達する可能性がありました。 このテクノロジーの課題は、ネットワークが各シャードチェーンの状態とデータを頻繁に同期する必要があることであり、技術的に複雑であるだけでなく、ノードに高い要求が課せられ、すべてのノードが特定の期間内に同期を完了する必要があります。 このプロセスにより、ネットワーク遅延と潜在的なネットワーク セキュリティの問題が発生する可能性があります。

Dankradはその後、集中型ブロック生成、分散型検証、検閲耐性の3つの機能を満たす新しいシャーディングスキームを導入しました。 このスキームには、3 つの主要なイノベーションがあります。

1. データ可用性サンプリング(DAS):ブロックチェーンでは、ブロックプロデューサー(マイナー/バリデーター)は、完全なノード検証のために、生成したブロックのトランザクションデータを開示および提供する必要があります。 このプロセスは、データ可用性 (DA) と呼ばれます。 ダンクシャーディングは、検証ノードがデータフラグメントの一部のみをチェックしてデータの可用性を取得できるようにする数学的設計を利用しています。 これにより、ノードのパフォーマンスが大幅に向上します。
2. Proposer-Builder Seperation (PBS): 現在、イーサリアムのバリデーターは ブロックを作成してブ ロードキャストしています。 彼らは、ゴシップネットワークを通じて聞いたトランザクションを束ねてブロックにパッケージ化し、イーサリアムネットワーク上のピアに送信します。 PBSは、これらのタスクを複数のバリデーターに分割します。 ブロックビルダーは、ブロックを作成し、各スロットでブロック提案者に提供する責任があります。 ブロック提案者はブロックの内容を見ることができず、ブロックをピアに送信する前にブロックビルダーに料金を支払い、最も収益性の高いものを選択するだけです。
3. 検閲耐性リスト(crList):ブロックプロデューサーは、mempoolに表示されるすべての適格なトランザクションのリストを指定する必要があります。パッカーは、このリストを見たことを証明し、特定の法的取引の意図的な省略を防ぐために、これらの取引を含める必要があります。

最終的にダンクラッドにちなんで「ダンクシャーディング」と名付けられたこの計画は、技術的に実装が困難なため、段階的に展開する必要があります。 EIP-4844 は、主に完全な Danksharding 仕様に必要なほとんどのロジックと「スキャフォールディング」(トランザクション形式や検証ルールなど)を実装するために使用されます。

ブロックチェーンでは、トランザクションは通常、ブロックごとにパッケージ化され、記録されます。 ただし、EIP-4844によって導入された新しいトランザクションタイプであるBLOBは、イーサリアム仮想マシン(EVM)から見えるブロックとは異なります。 BLOB は短期間しか使用できず、EVM からは見えません。 BLOB は 12 秒ごとに発生し、1 MB のデータを格納できます。 これにより、イーサリアムの平均ブロックサイズである約90KBと比較してストレージ容量が大幅に増加し、より多くのトランザクションに対応できるようになります。 さらに、ブロブは、計算集約型の実行レイヤーではなく、イーサリアムのコンセンサスレイヤーに存在します。 BLOBはEVMからは見えず、実行レイヤーにも属さないため、コストが非常に低く、トランザクション手数料が大幅に削減されます。 [2]

では、なぜ多くの人がレイヤー2に大きな影響を与えると言うのでしょうか?

これは、Layer2がRollup技術に基づいて動作しており、基本的にイーサリアムメインネットの外部でトランザクションのバンドルを実行するためです。 実行後、実行結果とトランザクション データは圧縮され、トランザクション結果の正確性を検証するために L1 に送り返されます。 当然ながら、他の人がデータを読み取れなければ、検証は完了できません。 したがって、他のユーザーが元のトランザクションデータにアクセスできることは重要であり、これは「データの可用性」とも呼ばれます。

ただし、イーサリアムの現在のアーキテクチャにより、L2からL1に送信されるデータは、トランザクションのCalldataに保存されます。 Calldataは、もともとスマートコントラクトの関数呼び出しのパラメータとして設計され、すべてのノードが同期的にダウンロードする必要があるデータです。 Calldataが肥大化すると、Ethereumネットワークノードに大きな負荷がかかり、Calldataのコストが高くなります。 これが、L2の現在のコストに寄与する主な要因です。[3]

Blob は、L2 から送信されるデータ用に別のデータ型を設計し、L1 の Calldata から分離することで、この問題に対処します。 このデータ型は、完全なネットワーク同期を必要とせずに、特定の期間内に関係者のみがアクセスおよびダウンロードできる必要があります。

EIP-4844 の影響

ガス代の安さ

これにより、特にレイヤー 2 ソリューションの場合、ネットワーク上のトランザクション コストが削減されます。

シャーディングの準備

このアップグレードは、イーサリアム上の将来のデータシャーディング技術への移行として機能します。

コア・コンピタンスの強化

レイヤー1ソリューションが登場する中、レイヤー2とメインネットの取引手数料を下げることで、イーサリアムはより多くの市場シェアを維持または獲得することができます。

ユーザーエクスペリエンスの向上

アップグレード後は、より多くの取引に対応でき、手数料もはるかに低くなります。

手数料市場の導入

Blobは以前のストレージ方法とは異なるため、L1ガス料金とは独立した新しい料金市場をもたらします。

影響が及ぶ可能性のあるプロジェクト

レイヤー2:Arbitrum、Optimism、zkSyncなど

前述のように、Layer2は、検証のためにcalldataフィールドにデータを保存するために、高いガス料金を支払う必要があります。 EIP-4844のアップグレード後、コストを大幅に削減できるため、利益が増加します。 さらに、レイヤー2の手数料がさらに引き下げられることで、レイヤー2でのオンチェーン活動も促進され、エコシステムの繁栄に貢献します。

レイヤー2 DeFi

資本効率と取引速度を重視するGMXやRDNTなどのレイヤー2ベースのDeFiプロジェクトは、カンクンのアップグレード後にユーザーが「より少ないお金でより多くのことを行う」ことを可能にし、より多くのユーザーに対応するための準備を整えることができます。

DAトラック

BLOBデータは短期間しか保存できないため、履歴データ取得の問題を解決することで、レイヤー2専用に設計されたDAスケーリングソリューションなど、新しいサービスやスタートアップが刺激される可能性があります。

この根本的なアップグレードは、上記のトラックだけでなく、NFT、クロスチェーンブリッジ、その他の分野にも影響します。

今後の展開

ETH中国語が提示したイーサリアムのロードマップによると、カンクンのアップグレードはThe Surgeの中核であり、その主な目標はロールアップ中心のスケーリングを促進し、100,000TPSを達成することです。これは主に2つのフェーズで構成されています。

1. 予備的なロールアップスケーリング:EIP-4844は、一時的なBLOBデータを伝送する新しいトランザクションタイプをイーサリアムに導入し、ロールアップのオーバーヘッドを10〜100倍削減します。 また、初期スケーリングには、予備的なOPロールアップ詐欺の証拠とZK-EVMも採用します。
2. 完全なロールアップスケーリング:以前の基盤に基づいて構築され、データ可用性サンプリングクライアント、P2P設計などのデータ可用性(DA)の最適化に重点が置かれます。

カンクンのアップグレードは、予備的なスケーリングの最初のステップに過ぎず、完全なスケーリングの第2段階の基礎を築きます。

イーサリアム開発ロードマップ(出典: ETH)

「The Surge」の後には、「The Scourge」、「The Verge」、「The Purge」、「The Splurge」の4つのフェーズがあります。

結論

サージフェーズの重要なアップグレードとして、カンクンのアップグレードはレイヤー2のエクスペリエンスとコストをさらに最適化します。 これにより、イーサリアムとEVMベースのブロックチェーンの競争力が大幅に強化され、イーサリアムのメインネットの主導的地位が強化されます。 同時に、Layer2のコストがさらに最適化されているため、Layer2トラックの利益率が大きくなり、新たな競争につながる可能性があります。