イーサリアム認証システムの未来の発展方向

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に関する一連の記事を発表しました。これには六つの主要な側面が含まれています。本記事では、第一部「The Merge」に焦点を当て、認証(PoS)システムの潜在的な技術改善の方向性を探ります。

"合併"はイーサリアムが作業証明(PoW)から認証(PoS)に移行する重要な出来事です。現在のPoSシステムは安定して動作していますが、改善の余地があります。2023年のロードマップは主に技術的な特性の最適化と中央集権リスクに対処する経済的変革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

主な改善目標

1. 単一タイムスロットの決定性(SSF)を実現し、ブロック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. ステーキングのハードルを下げ、単独ステーキングの実現可能性を高める
4. システムの堅牢性を向上させる
5. 51%攻撃に対する耐性を強化する能力

単一タイムスロットの決定論とステーキングの民主化

現在、ブロックの最終確認には約15分かかり、最低ステーキングの閾値は32 エーテルです。これは複数の目標間のトレードオフの結果です。理想的には、イーサリアムは:

1. ブロックの確定時間を12秒以内に短縮する
2. 最低ステークのハードルを1 ETHに引き下げる

これによりセキュリティが向上し、プロトコルが簡素化され、より多くの個人ステーキング者が参加できるようになります。しかし、これはシステムコストを最小化するという目標と矛盾しています。

! イーサリアムプロトコル技術アップグレードの見通しの分析(1):マージ

単一タイムスロット決定性の潜在的なスキーム

1. 改善された署名集約プロトコル、例えばZK-SNARKs技術の使用
2. Orbit委員会メカニズム:中規模の委員会をランダムに選出し、最終的な確定性を担当する
3. デュアルステーキングメカニズム: 高低2つのステーキングレベルを設定し、それぞれの役割を果たす

各プランにはそれぞれの利点と欠点があり、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

シングルシークレットリーダー選挙

現在、バリデーターの身分が事前に知られることがあり、安全上のリスクがあります。単一の秘密リーダー選挙(SSLE)プロトコルは、暗号技術を用いてバリデーターの情報を隠し、安全性を向上させます。しかし、シンプルで効率的なSSLEプロトコルの実現には依然として課題があります。

トランザクションの確認をスピードアップ

取引確認時間を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向上します。主に2つの方法があります:

1. 時間間隔の長さを8秒または4秒に短縮する
2. バリデーターが単一のタイムスロット内でプレ確認を発表することを許可する

しかし、これらの方法には一定のリスクがあり、バリデーターの集中化を引き起こす可能性があります。

! イーサリアムプロトコル技術アップグレードの見通し分析(1):マージ

量子コンピュータ対策

未来の量子コンピュータの脅威に直面して、イーサリアムはハッシュなどの量子耐性技術に基づいた代替案を開発し、楕円曲線に依存する各プロトコル部分に代替案を提供する必要があります。

まとめ

イーサリアムは、より高いセキュリティ、パフォーマンス、分散化を実現するために、さまざまな技術的ソリューションを積極的に探索しています。異なるソリューションの間でのトレードオフを考慮し、最適な発展経路を見つけることが、今後の技術アップグレードの重点です。

! 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