サージ（イーサリアム）とは何ですか?

イーサリアム サージは、イーサリアム ネットワークの開発段階です。これには、シャーディングなどの一連のアップグレードが含まれています。イーサリアムのロードマップは、イーサリアム ネットワークを 64 個のシャード チェーンのセットに分割することを目標としています。実行はこれらのチェーンに分割され、並列計算が可能になることでスループットが向上します。各シャード チェーンには独自のバリデーターのセットがあります。

さらに、トランザクションの実行をレイヤー 2 ブロックチェーンにアウトソーシングすることで、ネットワークが拡張されます。多くのレイヤー 2 チェーンではトランザクションコストが安いため、イーサリアムのメインネットはコンセンサス、決済、データの可用性に重点を置き、レイヤー 2 チェーンは実行レイヤーを提供します。

現在、ロールアップはステート ルートをメインネットにポストする際に、ストレージとして calldata を使用します。 calldata はイーサリアムで最も安価なストレージ形式ですが、データが EVM を通過し、ブロックチェーンに永続的に記録されることを考慮すると、それでも比較的高価です。ただし、ロールアップには永続的なデータ ストレージは必要ありません。データが一時的に利用可能であり、悪意のある攻撃者によって保留または検閲されないことが保証されていれば十分です。そのため、calldata はロールアップ用に最適化されておらず、データ可用性のニーズを満たすのに十分な拡張性がありません。

ダンクシャルディング

一方で、イーサリアムがダンクシャーディングを導入する計画は、有意義なスケーリングの利点をより迅速に達成することができます。具体的には、Surge は EIP-4844 による Proto-Danksharding を導入し、Blob-carrying トランザクションと呼ばれる新しいトランザクション タイプを導入します。これらのトランザクションは通常のトランザクションに似ていますが、BLOB でのデータ可用性の保証を提供しますが、同時に永続的なデータ ストレージにはコミットしません。 BLOB のサイズは 125 キロバイトで、平均的なイーサリアム ブロックよりもはるかに大きいため、ロールアップはより多くのデータを解釈できるようになります。

Ethereum 仮想マシンは BLOB データにアクセスできませんが、その存在を証明することはできます。各 BLOB はブロックと一緒にブロードキャストされます。 BLOB トランザクションには別のガス市場があり、価格は BLOB の需要に応じて指数関数的に調整されます。その結果、データの可用性のコストと実行のコストが分離されます。これにより、ガス市場がより効率的になり、NFTミントなどの個々のコンポーネントが独立して価格設定されるようになります。さらに、BLOB がノードから削除されるため、データ ストレージがさらに軽減されることが期待されます。

ただし、プロト ダンクシャーディングは完全なダンクシャーディングへのステップにすぎません。どちらも相互に互換性がありますが、完全なダンクシャーディングによりロールアップのスループットが数倍増加します。ロールアップをこの新しいトランザクション タイプに調整する必要がある場合でも、一度ダンクシャーディングが導入されれば、再度調整する必要はありません。この記事の執筆時点では、合併から約 6 ～ 12 か月後に上海ハード フォークにプロト ダンクシャーディングを含める計画です。

ダンクシャーディングの考え方は、データの可用性のチェックがバリデータ間で分散されるということです。実装の詳細はまだ不明ですが、データの可用性サンプリングを確実にするために、シャード データはイレイジャー コーディングでエンコードされます。これにより、特定のしきい値のサンプルが利用可能な場合に完全な可用性が数学的に保証される方法でデータセットが拡張されます。データは BLOB またはシャードに分割されます。各バリデーターは、割り当てられたシャードの可用性をエポックごとに 1 回証明する必要があります。このプロセスにより、バリデータ間で負荷が分割されます。

十分な数のサンプルが利用可能であり、バリデーターの大多数がデータを正直に証明している場合、元のデータは再構成に利用できます。長期計画では、民間のランダムサンプリングの実施が予定されています。これにより、個人は検証者の信頼を前提とせずにデータの可用性を保証できますが、実装が困難なため、アップグレードを即時に実行できなくなります。

Danksharding では、対象シャード数を 128 個に増やすことも目標としています。1 ブロックあたり最大 256 個のシャードが上限です。これにより、ターゲット BLOB ストレージが 1MB から 16MB に大幅に増加します。ただし、これにより、ブロブ エンコーディングを計算してデータを配布する必要があるブロック ビルダーに集中力が生じます。それでも、バリデーターノードの場合、ノードはデータ可用性サンプリングを使用してブロックを効率的に検証できるため、ブロックサイズの増加は問題になりません。このバリデータ要件の増加がネットワークの多様性に悪影響を及ぼさないようにするには、提案者とビルダーの分離と呼ばれるアップグレードを完了する必要があります。

まとめ

イーサリアム サージは、ネットワークのトランザクション スループットの拡張と向上に重点を置いています。また、ロールアップの長所をレイヤー 2 のスケーラビリティに活用します。シャーディングはイーサリアムベースレイヤーのスケーリングソリューションではなくなりましたが、データの可用性をより安価にすることを優先しています。理想的には、ダンクシャーディングは、高度に分散化されたバリデーターのセットがデータをより小さな部分にシャーディングし、可用性の保証を維持できるようにすることで、ブロックチェーンのトリレンマを逆転させることさえできます。これにより、セキュリティを犠牲にすることなく拡張性が向上します。