イーサリアムのダンクシャーディングの理解：スケーラビリティへの道

イーサリアムのネットワークの混雑を解決するアプローチは、著しく進化しています。2024年には、プロトコルの最も野心的なスケーリングアップグレードがダンクシャーディングに焦点を当てています。これは、大規模で迅速かつ手頃な価格の取引を可能にするために設計された変革的な技術です。イーサリアムがDeFiアプリケーション、デジタルコレクタブル、ゲームエコシステムからの圧力が高まる中、ダンクシャーディングはネットワークがデータを管理し、取引を処理する方法に根本的な変化をもたらすものです。

この包括的な概要では、ダンクシャーディングのアーキテクチャ、EIP-4844を通じて実装された中間段階であるプロトダンクシャーディング(、そしてユーザーと開発者の両方にとっての実際の影響について探ります。EIP-4844がLayer 2のコストを大幅に削減する方法を検証し、イーサリアムの完全なスケーラビリティに向けた進化を辿り、すでにエコシステムに利益をもたらしている実際の手数料削減を紹介します。

基盤：ダンクシャーディングを際立たせるもの

ダンクシャーディングは、従来のスケーリングアプローチとは根本的に異なります。従来のシャーディングは、ブロックチェーンを複数の並行セグメントに分割し、それぞれが独自のバリデーターセットと処理能力を維持しますが、ダンクシャーディングは、スロットごとに単一のプロポーザーモデルを用いた統一アーキテクチャを採用しています。

この建築上の選択は、2つの重要な利点を提供します:

簡略化されたプロトコル設計: 単一提案者構造は、セキュリティ保証を維持しながら、調整の複雑さを劇的に削減します。この優雅さは、ダンクシャーディングを従来のシャーディングモデルの断片的な性質から区別します。

優れたスループット: ネットワークは孤立したシャードの管理から、単一の高容量データ空間の調整へと移行します。この進化は、ロールアップ技術が成熟するにつれて生まれ、研究コンセンサスが従来のシャーディングから、ダンクシャーディングを好ましいスケーリングパスへとシフトしました。

歴史的背景：イーサリアムのコア開発者たちが2015年から2016年にかけてシャーディングを提案した際、それは主なスケーリング戦略を表していました。しかし、Layer 2のロールアップソリューションがその実現可能性とセキュリティを示すにつれて、コミュニティはダンクシャーディングがロールアップデータのニーズに応えるために特別に構築されたことにより、優れた効率性と迅速な展開を提供することを認識しました。

プロトダンクシャーディングの到来：EIP-4844の解説

EIP-4844は、ダンクシャーディングの概念の最初の具体的な実装を表しています。完全なインフラストラクチャを待つのではなく、このアップグレードは、即時の測定可能な利益をもたらすダンクシャーディング機能の戦略的サブセットを導入します。

コアイノベーション: データブロブ

プロトコルのアップグレードにより、"ブロブ"と呼ばれる新しいデータプリミティブが導入されます。これは、イーサリアムのブロックにバンドルされた substantial chunks のバイナリ情報です。従来のトランザクションデータとは異なり、スマートコントラクトの呼び出しと有限のブロックスペースを競合することなく、ブロブは別のデータ次元を占有します。この分離により、ロールアップは歴史的コストのわずかでトランザクション記録を公開できるようになります。

EIP-4844の3つの特徴:

• 独立した手数料メカニズムを持つ専用のBlobデータ市場の導入
• データ整合性を保証する暗号検証メカニズム、フルダウンロード要件なしで
• 既存のイーサリアム機能をすべて維持する後方互換性

プロトダンクシャーディング)EIP-4844(と最終的なフルダンクシャーディングの違いは範囲に依存します: 現在の実装は基盤となるメカニズムの確立と控えめなデータ容量)約3-6ブロブ/ブロック(に焦点を当てているのに対し、フルダンクシャーディングはブロックあたり64以上のブロブスペースへの指数的な拡張を目指しています。

テクニカルアーキテクチャ: ブロブとコミットメントの仕組み

ダンクシャーディングの力は、データの可用性に関する複雑な問題に対する優れた暗号解決策から生まれます。

データブロブ: ロールアップのコスト優位性

Blobは経済的なデータウェアハウスとして機能します。Layer 2のロールアップがイーサリアム上でトランザクションバッチを永続的に記録する必要があるとき、以前は「calldata」を消費していました。これは、すべてのイーサリアムのアクティビティとブロックスペースを共有するプレミアムリソースです。Blobスペースは別の経済の下で運営されており、通常はバイトあたり10-20倍低コストで取引されます。このコスト差は、エンドユーザーの手数料の節約に直接つながります。

KZGコミットメント: フル検証なしのセキュリティ

イーサリアムのバリデーターは、すべてのバイトのブロブデータをダウンロードして検証することは実際的に不可能です。代わりに、彼らはKZG )ケイト・ザヴェルチャ・ゴールドバーグ(コミットメントに依存しています。これは、次のことを保証するコンパクトな暗号的証明です:

• データの可用性 )ブロブは検閲されず、隠されていません(
• データの整合性 )不正な変更は発生しませんでした(
• 計算効率 )検証には最小限の計算リソースが必要です(

2023年に完了したKZGセレモニーは、このシステムの基盤となる暗号パラメータを生成しました。この信頼できるセットアップには、数万の独立した参加者が関与しており、パラメータの妥協は暗号的に不可能です。

バリデータ処理メカニクス

現代のイーサリアムバリデーターは、ブロブコミットメントを含むブロックをデータ検査ではなく、暗号検証を通じて検証するという強化された責任を果たしています。これにより、分散化を維持しつつ、大幅なスループットの向上をサポートします。

レイヤー2の経済変革: 実際の手数料への影響

EIP-4844の実際の影響はすでにエコシステム全体で明らかになっています。

実装前の状況

ロールアップは、オフチェーン処理の利点にもかかわらず、以前は取引ごとのコストが高いという問題に直面していました。バッチ証明をイーサリアムの高額なコールデータ領域に公開することは、ロールアップの運営費用の80〜90％を占めていました。これらのコストは避けられず、最終利用者に転嫁されました。

実装後の結果

EIP-4844のアクティベーション後、主要なロールアッププラットフォームはblobベースのデータ投稿を実装しました:

運用メカニズム

EIP-4844より前:

1. ロールアップシーケンサーは、オフチェーンで何百ものトランザクションをバッチ処理します
2. シーケンサーはバッチをコールデータとして投稿します )expensive(
3. ユーザーは~80%のコールデータコストを負担します

EIP-4844 の後:

1. ロールアップは、同一のバッチデータをブロブとして投稿します。
2. ブロブ・エコノミクスは、別々の需給曲線の下で機能する
3. ユーザーは同一の取引に対して80-85%の手数料削減を体験します

影響を受ける使用カテゴリ

トークンの転送、NFTの操作、および金融プロトコルは大幅に恩恵を受ける。

• 基本的な送金手数料が$0.30から$0.05未満に下がります
• 小規模コレクションにとって、バッチNFTミント作業が経済的に実行可能になる
• DeFiのアービトラージとステーキング操作が小売参加者にアクセス可能になる

イーサリアムの主要なスケーリングレイヤーとしてのロールアップ

ロールアップのカテゴリを理解することは、EIP-4844がなぜ重要なアップグレードパスを代表するのかを明確にします。

楽観的ロールアップ: 楽観主義を通じたスピード

ArbitrumやOptimismのようなプラットフォームは、デフォルトで取引の有効性を仮定しています。このネットワークには、無効な取引が含まれていると信じるバッチに誰でも異議を唱えることができる詐欺証明メカニズムが含まれています。この仮定に基づくアプローチは、完全なセキュリティを維持しながらオンチェーン計算を最小限に抑えます。

ゼロ知識ロールアップ: 暗号学的確実性

zkSyncやStarkNetを含むソリューションは、ゼロ知識証明を採用しています。これは、トランザクションの詳細を明らかにすることなく、トランザクションが正しく処理されたことを示す暗号証拠です。これらの証明はより多くの計算リソースを必要としますが、即時の確定性と強化されたプライバシー特性を提供します。

一般的な利点: BLOB の採用

アーキテクチャのアプローチに関係なく、両方のロールアップカテゴリは、ブロブデータの投稿を通じて劇的なコスト削減を達成します。EIP-4844の互換性は、主要なレイヤー2プラットフォーム全体で標準となっています。

セキュリティアーキテクチャ：スケールでの信頼を維持する

ダンクシャーディングは、前例のないスループットの向上にもかかわらず、イーサリアムのコアセキュリティ特性を維持します。

検閲抵抗メカニズム

単一プロポーザーアーキテクチャは、実際に検閲抵抗を強化します。従来のシャーディングに必要な複数のコレーターを排除することで、ダンクシャーディングは検閲攻撃を仕掛けるために必要なアクターの数を減らします。プロポーザーのローテーションにより、単一の当事者がデータのインクルージョン決定を制御することはありません。

アクセス可能な検証を通じた分散化

フルイーサリアムバリデーターは、特殊なハードウェアや高資本のエンティティではなく、標準的なコンピューティングインフラを使用してブロブコミットメントを検証できます。KZGコミットメントシステムは、このアクセシビリティを維持し、分散型バリデータネットワークを保護します。

KZGセレモニーの重要な役割

何万もの貢献者が関与するランダムなパラメータ生成により、どの連合も事前にブロブのコミットメントを決定することはできません。この信頼されたセットアップは、すべてのその後のプロトコル操作を保護する一度限りの暗号投資を表しています。

実践的なセキュリティガイダンス

ユーザーはLayer 2プラットフォームと関わる際に次のことを行うべきです:

• 選択したプラットフォームまたはdAppが確立された監査済みのロールアップインフラストラクチャ上で動作していることを確認してください
• 取引承認のレビューを含む定期的なウォレットセキュリティ対策を維持する
• レイヤー2のセキュリティは、ロールアップオペレーターの誠実さとイーサリアムの決済レイヤーの保証の両方から派生することを理解してください。

イーサリアムのスケーリングタイムライン: プロトから完全実装まで

イーサリアムのロードマップは、異なるフェーズにわたって展開されます:

現在のフェーズ：プロトダンクシャーディングライブ EIP-4844の展開は、実用的なスケーラビリティ改善の始まりを示しています。ユーザーと開発者は、今や最初の具体的な手数料削減を体験しています。

中級開発)1-2 Years( プロトコルの研究は、Blobの容量を拡大し、データの可用性メカニズムを洗練させることに焦点を当てています。開発者は、追加のLayer 2最適化戦略に取り組んでいます。

フルダンクシャーディングデプロイメント ネットワークはブロックごとに64以上のブロブスペースに移行し、指数関数的なスループットの増加を可能にします。このフェーズは、数年にわたる研究とエンジニアリングの努力の集大成を示しています。

将来の考慮事項 フルダンクシャーディングを超えて、プロトコルコミュニティは多次元フィーマーケット、クロスドメイン相互運用性、そして高度なプライバシー機構の探求を続けています。

よくある質問への対処

ダンクシャーディングはどのようにしてイーサリアムのスケーリング問題を正確に解決するのか？

ダンクシャーディングは、Layer 2 ローラップに利用可能なデータ容量を増加させます。トランザクション証明のための経済的なスペースを提供することにより、アーキテクチャは、イーサリアムの主要レイヤーを混雑させることなく、はるかに多くのトランザクションがローラップを通じて決済されることを可能にします。

プロトダンクシャーディングと最終実装の違いは何ですか？

プロダンクシャーディング )EIP-4844( は、保守的な容量増加のための基本的なメカニズムを確立します )3-6 ブロブをブロックごとに(。フルダンクシャーディングは、これをブロックごとに64以上のブロブに拡張し、プロトコルの完全なスケーラビリティビジョンを達成します。

ダンクシャーディングはセキュリティや分散性を損なうのか？

いいえ。このアーキテクチャはKZGコミットメントを通じて暗号セキュリティを維持し、バリデーターの要件を標準ハードウェアにアクセス可能に保つことで分散化を維持します。

レイヤー2の取引コストは永続的に削減されますか？

Blob料金は、従来の取引手数料と同様に、ネットワークの需要に基づいて変動します。しかし、従来のカラルデータ価格よりも大幅に低いため、ユーザーのコスト削減が持続します。

平均的なユーザーはこれらの改善をいつ体験できますか？

改善はすでにアクティブです。blob対応のロールアップを通じて取引を行うユーザーは、すぐに手数料が削減されます。

すでに進行中の変革

イーサリアムのダンクシャーディング技術による変革は理論的なものではなく、エコシステムを積極的に再形成しています。プロトダンクシャーディングは、レイヤー2ユーザーの手数料を80%以上削減するなど、測定可能で即時の利点を提供し、マイクロペイメント、ゲーム、そして分散型金融の新たな可能性を開いています。

完全なダンクシャーディングへの道は、慎重に設計された進展を表しています。各フェーズは、長年の研究を通じて確立された暗号学的基盤に基づいています。KZGセレモニー、EIP-4844の実装、そして現在進行中のLayer 2の最適化に対する開発者の焦点は、イーサリアムがそのスケーラビリティ目標に向かってどのように進化しているかを示しています。

ユーザーにとって、これはネットワークが本当によりアクセスしやすくなることを意味します。開発者にとっては、禁止的な取引コストなしに複雑なアプリケーションを構築できることを意味します。この組み合わせは、プロトコルを定義する分散化とセキュリティの特性を維持しながら、イーサリアムのコアなスケーリング課題に対処します。

今後1～2年で、この慎重に設計されたアプローチがその野心的な目標を達成できるかどうかが明らかになるでしょう。現在の証拠に基づくと、その軌道は明確です：イーサリアムはその元々のビジョンが約束したスケーラブルなプラットフォームになりつつあります。

リスク通知：暗号通貨市場は substantial risk を伴います。過去のパフォーマンスは将来の結果を示すものではありません。ブロックチェーンアプリケーションや資産取引に参加する前に、徹底的なリサーチを行い、堅牢なセキュリティ対策を実施してください。