プロトダンクシャーディング: 原理の解析と影響の分析

イーサリアムがプルーフ・オブ・ワークからプルーフ・オブ・ステークのコンセンサス・プロトコルに移行するにつれて、イーサリアムの開発ロードマップの次の重要なプロジェクトはEIP-4844、すなわち「ネイティブ・データパケット」です。この提案は、イーサリアム上に構築されたロールアップのスケーラビリティを改善することを目的としています。

EIP-4844は、blobと呼ばれる新しい取引タイプを導入し、Ethereumブロックのデータとストレージ要件を増加させ、blobと従来の取引を別々に価格設定する新しい料金市場を作成しました。

RollupsはLayer 2ブロックチェーン(、例えばEthereum)に依存してデータの可用性(DA)のプロトコルです。通常、スマートコントラクトに基づくrollupはEthereumのDAだけでなく、Ethereumでの取引清算(検証)にも依存しています。これらのrollupは、EthereumなどのDA層からデータを読み取り、有効な取引とスマートコントラクトコードを実行します。

EIP-4844によって、各ブロックはrollup用に512kBまたは768kBの追加データスペースを作成します。重要なのは、このスペースに公開されたデータは約3週間保存されるということです。blob取引の検証データの短命性、および他のタイプの取引と分離されたblob価格の独立した料金市場により、理論的にはrollupがイーサリアムにデータを公開するコストが大幅に削減されるでしょう。

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の前奏および「プロトタイプ」であり、イーサリアムノードは、完全なblobの可用性を確定するためにblobデータの断片をダウンロードできるようになります。

! イーサリアムのモジュール化の最初のステップ:Proto-dankshardingの基本的な紹介とその仕組み

背景

EIP-4844はイーサリアムのスケーラビリティのアップグレードと見なされています。しかし、注意すべきは、このコードの変更がイーサリアム自体の取引能力の実質的な向上や改善をもたらさなかったということです。Proto-dankshardingは、イーサリアムに大量のデータを公開するコストを削減し、それによってロールアップの運営コストを低下させました。

過去4年間、Arbitrum、Optimism、StarkNet、zkSync、Polygon zkEVMなどのEthereumロールアップの取引活動は増加し続けています。Ethereumに直接コードをデプロイして取引するコストと比較して、ロールアップはエンドユーザーとdapp開発者に99%以上のガス料金を節約します。

EIP-4844の目標は、blob取引を導入することでrollupコストをさらに削減することです。Blobは副車のように、Ethereumブロックに追加され、既存のブロックスペースを影響を与えたり占有したりすることなく、通常の取引を処理します。Blobブロックスペースは、その独自の料金市場に基づいてオークションされ、EIP-1559の料金市場デザインを模倣します。

Blobトランザクションは、Ethereum上に無期限で保存されるのではなく、Ethereumのコンセンサスレイヤー(CL)に保存され、3週間後にCLノードから廃棄されます。Proto-dankshardingにより、各ブロックには最大で4つのblobが含まれ、それぞれのblobは最大128kBの追加データを含むことができます。

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完全ダンクシャーディング

4つのblobがEthereumのブロックサイズを512kB増加させます。EIP-4844の完全なビジョンは、Ethereumに最大64個のblobを導入し、ブロック検証におけるノードの計算負荷を大幅に増加させることなくそれを実現することです。完全なdankshardingを実現するために、Ethereumは2つの技術を実装する必要があります: データの可用性サンプリング(DAS)と消去符号化。

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データ可用性サンプリング(DAS)

DASの目標は、ソートされたバンドルに含まれるすべてのデータスニペットがチェーン上に公開されていることを保証することです。フルノードはランダムに選択され、blobからデータの一部をダウンロードし、データの可用性証明を生成します。サンプリングデータのプロセスは、全体のblobデータをダウンロードするよりも計算量が少ないですが、理論的には同じデータ可用性の保証を提供します。

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消去コード

エラーチェック技術はデータのサンプリング能力を強化しました。もし少なくとも半分のblobが検証されれば、残りのblobは再構築できます。この技術はデータが多項式として表現されている場合にのみ有効です。

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KZGコミットメント

DASと消去符号がEthereum上で実現される前に、完全なdankshardingはKZGコミットメントスキームを実装する必要があります。KZGコミットメントは、全体の多項式を明らかにすることなく、多項式を評価することができるゼロ知識証明システムです。

! イーサリアムのモジュール化の第一歩:プロトダンクシャーディングの基本的な紹介とその仕組み

メリットと影響

Proto-dankshardingは、EthereumがLayer 2ロールアップおよびサービスロールアップの順序付けをサポートする能力を強化し、エンドユーザーがEthereum上で長期間直接取引を行うのではなく、ロールアップ上で取引を行うことを促進します。

EIP-4844の主な利点は次のとおりです:

• rollupコストを削減する
• blobブロックスペースを増やす
• さらなる拡張と最適化の基盤を築く
• ユーザーにロールアップへの移行を促す

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まとめ

EIP-4844はイーサリアムのスケーラビリティにとってゲームを変えるようなアップグレードではありません。なぜなら、それはイーサリアムのエンドユーザーのコストを直接削減しないからです。Proto-dankshardingは主にロールアップのユーザーとオペレーターに利点があります。

EIP-4844はモジュラー化と取引実行活動を他のプロトコルにオフロードすることによって、イーサリアムを意味のあるスケーリングの道に導きます。これは、次の完全なダンクシャーディングと多項式コミットメントを使用したDASのための基盤を築きます。

全体として、Proto-dankshardingはイーサリアムをモジュラーブロックチェーンに変える第一歩であり、主にLayer 2ロールアップを通じて取引の実行をサポートします。これはモジュラーブロックチェーン理論への信任投票を表し、イーサリアム上でのロールアップのさらなる試みを促進します。

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