イーサリアム 2.0 の詳細な解釈

概要 概要

レポートレポート

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最初のレベルのタイトル

イーサリアム 2.0 は、既存のイーサリアム ネットワークのアップグレードではなく、包括的な改訂と再設計です。そして、更新計画全体は、最終的な計画目標が達成されるまで、何年も続くことになります。

副題

• 現在のイーサリアム ネットワークと比較すると、ETH 2.0 には次のような大きな変更点があります。

• コンセンサスメカニズムはPoWからPoSに移行し、多くの注目を集めている革新的なPoSコンセンサスCasper FFGアルゴリズムの初の実装となります。

• PoW コンセンサス メカニズムの下では、イーサリアムにはメイン チェーンとして最長のチェーンが 1 つだけありますが、イーサリアム 2.0 ネットワークには拡張を実現するためにビーコン チェーンと 1024 個のシャード チェーンがあります。これらの異なるシャード チェーンは相互に通信でき、メイン チェーンのビーコン チェーンによって均一に制御および検証されます。

• ステーキングは ETH 2.0 の主要な機能の 1 つになります。つまり、ユーザーは 32 BETH をステーキングすることで ETH 2.0 ビーコン チェーンのバリデーターになることができます。

ETH 2.0の設計目標

副題

To minimize complexity, even at the cost of some losses in efficiency.

• イーサリアム 2.0 ホワイトペーパーによると、その設計目標は次のとおりです。

To remain live through major network partitions and when very large portions of nodes go offline.

• シンプルさ: 効率を犠牲にしても、複雑さを最小限に抑えます。

  To select all components such that they are either quantum secure or can be easily swapped out for quantum secure counterparts when available.

• 復元力: メイン ネットワークが分割された後、ほとんどのノードがオフラインになっても、システム全体は引き続き実行できます。

To utilize crypto and design techniques that allow for a large participation of validators in total and per unit time.

• 永続性: 量子コンピューティングに耐性のあるコンポーネントを選択するか、量子耐性コンポーネントが利用可能になるまで交換可能なコンポーネントを選択します。

To allow for a typical consumer laptop with O(C) resources to process/validate O (1) shards (including any system level validation such as the beacon chain)

• 分散化: O(C) の処理能力を持つ消費者グレードのラップトップが O(1) シャードを処理/検証できるようにします (ビーコン チェーンなど、システム上の任意のレイヤーで検証できる可能性があります)。

最初のレベルのタイトル

イーサリアム 2.0 は 7 つのフェーズに分かれており、そのうちフェーズ 0 は 2020 年初頭にリリースされる予定です。

• Phase 0: PoS beacon chain without shards

• Phase 1: Basic sharding without EVM

• Phase 2: EVM state transition function

• Phase 3: Light client state protocol

• Phase 4: Cross-shard transactions: see here and more

• Phase 5: Tight coupling with main chain security: here and more

• Phase 6: Super-quadratic or exponential sharding

今後のフェーズ 0 の主な機能

副題

フェーズ 0 コアはシャーディングと EVM のないビーコン チェーンです

ETH 2.0 のフェーズ 0 は主に「ビーコン チェーン」のリリースであり、ビーコン チェーンは ETH 2.0 エコロジーの中心となり、他のすべてのシャード チェーンのセキュリティと検証センターになります。

ビーコンチェーン上の BETH はオンチェーンに転送できません。つまり、ユーザーは取引所に BETH を預けることができません。

副題

BETH 新しいイーサはビーコン チェーン上のトークンになります
ビーコンチェーン上のデジタル資産は BETH であり、イーサリアムメインチェーン上の現在のデジタル資産 ETH は ETH 2.0 チェーンでは利用できなくなります。

BETH を生成するには主に 2 つの方法があります。

2) スマートコントラクトを入力して破棄することにより、元のチェーン上の ETH が 1:1 のレートで新しい BETH に交換され、元の ETH は破棄されます。

副題

ステーキングバリデータモードが有効になります

ユーザーはビーコン チェーンに 32 BETH をステーキングすることで、イーサリアム 2.0 ネットワークのバリデーターになることができます。

フェーズ 0 では、この段階では 1024 のシャード チェーンがまだ出現していないため、検証者はビーコン チェーン上のトランザクションのみを検証できます。

ビーコン チェーンと各シャード チェーンは、新しい PoS コンセンサス アルゴリズム Casper FFG を使用して最終ブロックを決定します。 Casper FFG は、悪意のある行為 (チェーンの一時停止やフォークなど) を罰することができるプルーフ オブ ステーク アルゴリズムです。たとえば、悪意のある行為の開始者であるステークのデジタル資産を没収します。

副題

バリデーターのメカニズム

シャーディングの目的は、どのノードもネットワークの全体像を把握する必要なく、ノード間で状態情報を分割することです。したがって、すべてのシャードを検証できるバリデーターはありません。代わりに、ビーコン チェーンがシャードの検証を調整します。ラウンド (64 ブロックまたは 6.4 分) ごとに、ビーコン チェーンはバリデーターをシャッフルし、それらをシャードに割り当てます。シャードに割り当てられたバリデーターのグループは委員会と呼ばれます。委員会は128人のメンバーで構成されています。

フェーズ 0 では、これは、6 分ごとにビーコン チェーンがシャッフルされて再度選択され、次の 6 分間の責任を負う委員会が選択されることを意味します。

フェーズ 1 では、ビーコン チェーンは 1,024 個のシャードごとに検証委員会を指定します。この方法は明確なアイデアがあるように見えますが、実装は非常に複雑です。これには、委員会の選択を操作する試みをさらに阻止するために、検証可能な遅延関数とともに多段階の乱数生成が含まれます。

委員会の活動の重要性のため、ETH 2.0 は委員会をランダムに選択し、時々交替します。委員会は、シャードが存在するセキュリティ、稼働性、完全性を確保し、ビーコン チェーン上のシャードの状態を証明する責任があります。

したがって、悪意のあるバリデーターや自分の利益を最大化しようとするバリデーターが委員会の選択をネットワークを攻撃するツールとして使用することは困難です。実際、たとえ偶然シャード委員会の制御を獲得したとしても、64 ブロックを超えてそれを制御することはできませんでした。

結論

結論