イーサリアム認証機構の未来の発展方向

イーサリアムの共同創設者Vitalik Buterinが最近、イーサリアムプロトコルの将来の発展可能性に関する一連の記事を発表しました。本記事では、ロードマップの"The Merge"部分に焦点を当て、認証メカニズムの改善の余地がある技術設計を分析し、これらの改善を実現する方法について考察します。

認証への移行はイーサリアムの歴史における最も重要なマイルストーンイベントです。現在は安定して動作しており、優れたパフォーマンスを示していますが、依然として改善が必要な重要な領域があります。2023年のロードマップは、主に技術的特徴の向上と中央集権リスクへの対処に焦点を当てています。

! イーサリアムプロトコル技術アップグレードの見通しの分析(1):マージ

主な目的

1. 単一スロットの決定性を実現し、ブロックの最終確定時間を大幅に短縮する
2. 分散化を維持しながら、取引の確認と完了速度を加速する
3. 単独ステーキングのハードルを下げ、実現可能性を高める
4. システムの堅牢性を強化する
5. 51%攻撃に対する耐性を高める

主な課題と解決策

単一タイムスロットの決定性とステーキングの民主化

現在、ブロックの確定には約15分かかり、最低ステーキング要件は32 ETHです。これは複数の目標間のバランスの結果です。理想的には、イーサリアムは次のことを実現したいと考えています:

1. 一つのタイムスロット内でブロックを確定する
2. 最低ステークの閾値を1 ETHに引き下げる

これら二つの目標は、システムコストの最小化と対立しています。しかし、最近の研究ではいくつかの可能な解決策が提案されました:

• Horn提案のような署名集合プロトコルの改善
• Orbit委員会メカニズム
• ダブルステーキングメカニズム

各プランにはそれぞれの長所と短所があり、安全性と分散化の程度のバランスを取る必要があります。

! イーサリアムプロトコル技術アップグレードの見通しの分析(1):マージ

単独秘密党首選挙

現在のバリデーターの身元は事前に予知でき、安全上のリスクがあります。解決策は次のブロック提案者の情報を隠すことです。しかし、シンプルで効果的なプロトコルを実現することは容易ではなく、量子コンピュータへの耐性も考慮する必要があります。

! イーサリアムプロトコル技術アップグレードの見通しの分析(1):マージ

取引確認の迅速化

確認時間を12秒から4秒に短縮することで、ユーザーエクスペリエンスが大幅に改善されます。主に2つの技術的なアプローチがあります:

1. 隙間時間を8秒または4秒に短縮する
2. 単一のタイムスロット内での事前確認の公開を許可する

しかし、これらのソリューションは、検証者の集中化リスクやインセンティブメカニズムの問題など、いくつかの技術的な課題に直面しています。

! イーサリアムプロトコル技術アップグレードの見通し分析(1):マージ

今後の展望

潜在的な量子計算の脅威に直面して、イーサリアムは量子攻撃に対抗するためのソリューションを積極的に開発する必要があります。現在、楕円曲線に依存している各プロトコル部分は、ハッシュまたはその他の量子耐性の代替策に基づく必要があります。

イーサリアムは絶えず革新を探求し、さまざまな技術的選択肢を天秤にかけて、最適な発展の道を見つけ、高い安全性、パフォーマンス、分散化の度合いを実現しています。多くの課題に直面しているにもかかわらず、継続的な技術革新を通じて、イーサリアムはその認証メカニズムをさらに改善し、ユーザーにより優れたブロックチェーン基盤を提供することが期待されています。

! イーサリアムプロトコル技術アップグレードの見通し分析(1):マージ