イーサリアム 2.0 に向けて: イスタンブールのアップグレードは何をもたらすのでしょうか?

文 | 林帥

トライアル | ユウ・バイチェン

2019年12月、ブロックチェーン分野で最初に注目を集めたイベントはイーサリアムのイスタンブールアップグレードでした。イスタンブールのアップグレードはイーサリアムの8回目のネットワークアップグレードであり、最新のイーサリアムアップグレードのコード名は「コンスタンティノープル」です。

ethernodes.org の最新ニュースによると、ETH ネットワークはブロック高さ 9069000 でイスタンブールのアップグレードが行われ、現在のブロック高さは 9064936 (12 月 7 日 15:18) です。現在のブロック生成率によると、イーサリアムは12月8日8時29分頃にイスタンブールアップグレードを受ける予定で、アップグレードまではまだ約17時間ある。具体的なアップグレード時間は、ブロックの生成速度によって異なる場合があります。

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イーサリアムは正式にローンチされた後、いくつかのアップグレードを受けてきました。創設チームの計画によれば、イーサリアムの開発ルートはフロンティア（辺境）、ホームステッド（故郷）、メトロポリス（大都市）、セレニティ（平穏）の4段階に分かれている。各段階ではハード フォークによるアップグレード移行が行われ、アップグレードの各段階では、より多くの機能が導入され、問題が修正されます。

イーサリアムは正式にローンチされた後、いくつかのアップグレードを受けてきました。創設チームの計画によれば、イーサリアムの開発ルートはフロンティア（辺境）、ホームステッド（故郷）、メトロポリス（大都市）、セレニティ（平穏）の4段階に分かれている。各段階ではハード フォークによるアップグレード移行が行われ、アップグレードの各段階では、より多くの機能が導入され、問題が修正されます。

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出典：インターネット上の公開情報をまとめた01ブロックチェーン

フェーズ 1: フロンティア

イーサリアムは第 1 フェーズに入りました - Frontier (フロンティア) は 2015 年 7 月 30 日に始まりました。このフェーズは主にマイニングと取引所トランザクションを実行することであり、コミュニティがマイニング機器を実行できるようになり、分散アプリケーション (DApps) のテスト環境も確立されます。 。現時点では、イーサリアムにはコマンド ライン インターフェイスのみがあり、グラフィカル インターフェイスはありません。開発して使用する前に、イーサリアム モデル全体に​​習熟し、ツールをよく理解する必要があります。この段階から本物のイーサを採掘することができますが、各ブロックの報酬は通常の報酬の 10% のみ、つまり、各ブロックの報酬は 0.59 ETH です。ただし、現段階のイーサリアムのバージョンは非常に複雑であるため、一般のマイナーがマイニングに参加することは難しく、開発者がよりマイニングに関与することになります。

フェーズ 2: ホームステッド

2016 年 3 月 14 日、イーサリアムはメイン ネットワークのブロック高さ 1,150,000 で第 2 フェーズ、ホームステッドに入りました。このアップグレードには主に、EIP-2 (ハード フォークの大幅な変更)、EIP-7 (イーサリアム仮想マシンの更新)、EIP-8 (devp2p の上位互換性) といういくつかのプロトコルの変更が含まれています。

イーサリアムプロトコルが最適化されると、システムはより安定して使いやすくなり、一般ユーザーもマイニングに参加できるようになります。マイニング報酬も「フロンティア」フェーズの 10% から通常の報酬レベルであるブロックあたり 5 ETH に戻りました。

フェーズ 3: メトロポリス

このフェーズには主に、Byzantium と Constantinople の 2 つのハード フォーク アップグレードが含まれます。この段階は、PoW メカニズムから PoS メカニズムへの移行段階であると考えられており、イーサリアムの基盤となるプロトコルは重要な変更を受けることになります。

Byzantine ハード フォークのアップグレードは、当初の計画どおりブロック 4730000 で完了しました。ビザンチン アップグレードでは、主に zk-Snarks、「関数の復帰とデータの返却命令」 (スマート コントラクトの柔軟性)、抽象アカウントなど、イーサリアム ネットワークに多数の新機能が導入されます。

2019 年 3 月に、イーサリアム コンスタンティノープル フォークのアップグレードが完了しました。このアップグレードにおけるパフォーマンスとセキュリティの変更には、主に次のものが含まれます: スマート コントラクト実行パフォーマンスの最適化、コントラクト更新用の安価なストレージ、ステート チャネル。第 2 層のネットワーク拡張計画により、道が開かれ、イーサリアムの経済政策を変更します。

ステージ 4: 静寂

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2. イーサリアム 2.0: 静けさが近づいています

1. アップグレードするにはどうすればよいですか?

イーサリアム・イスタンブールのアップグレード発表によると、このアップグレードで実装されるルール変更はすべてEIP（イーサリアム・アップグレード・プロポーザル）によって定義されています。イスタンブールのアップグレードには 14 の EIP が含まれており、そのうち 6 つの提案が 12 月 8 日のイスタンブールの最初のアップグレードで実装されます。関連する主要なテクノロジーには、シャーディング テクノロジーの導入、GAS コストの削減対策、改善とプライバシー コイン Zcash オンチェーンが含まれます。相互運用性、そしてよりクリエイティブな機能を可能にするスマート コントラクト。残りの 8 つの提案は、その後のベルリンのアップグレードで実装される前に、コア開発者によって議論および審議される必要があります。

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3. イーサリアム 2.0 はどのような変化をもたらしますか?

2018年11月のDevConカンファレンスで、イーサリアム研究者のダニー・ライアン氏は、分散化、システム復元力、セキュリティ、シンプルさ、耐久性を含むイーサリアム2.0の5つの設計目標を挙げた。

全体として、イーサリアム 2.0 により、イーサリアム ネットワークは高度なスケーラビリティと分散化を実現できるようになり、最も重要な変更は、コンセンサス メカニズムの PoW から PoS への変換を完了することです。

現在、イーサリアムではPoW、つまりプルーフ・オブ・ワーク・コンセンサス・メカニズムを採用しており、一般的に言えば、より多くの作業を行うとより多くの報酬が支払われるシステムであり、より多くの計算作業を支払うほど、より多くの報酬が得られる可能性が高くなります。このメカニズムの欠点は、トランザクションの処理速度が遅すぎることです。アップグレードされた POS メカニズムにより、トランザクション処理速度が向上し、コンピューティングの消費電力を大幅に節約できます。

イーサリアム・イスタンブールのアップグレード発表によると、具体的な操作に関しては、取引所またはウォレット・サービス・プロバイダーが追加の操作が必要であると指示しない限り、イーサリアム・ユーザーまたはイーサ所有者は手動操作を行う必要はありません。ノードオペレーター、マイナー、その他の開発者は、Ethereum クライアントを更新する必要があります。

さらに、前回のイーサリアム コンスタンティノープルのアップグレードではディフィシティ ボムを 1 年間延期することが決定され、公開討論の後、イーサリアム ネットワークのディフィシティ ボムは再び延期されます。

ディフィシティボムは、イーサリアムネットワークの論争の的となっている領域です。いわゆるディフィシティボムとは、マイニングの難易度を計算する際に、ブロックの生成時間と前のブロックの難易度に応じた調整に加えて、100,000ブロックごとに指数関数的に増加する難易度係数が追加されることを意味します。

この計算ルールによると、イーサリアムブロックの高さが高くなると、ブロック生成の難易度も大幅に上昇し、マイナーが新たなブロックを掘り出すことが困難になります。マイニングの難易度はますます難しくなり、ついにはマイナーによるマイニングによる新たなブロックの生成がほとんどできなくなり、現在では「氷河期」と呼ばれる段階に達しています。

難易度ボムが追加される理由は、マイナーが PoW から PoS への変換プロセスをボイコットするのを防ぐためです。ディフィシティ ボムを追加した後、マイナーはマイニング プロセス中に PoS メカニズムに移行する方が自分たちにとってより有益であることに徐々に気づき、徐々に PoW を放棄し、ネットワーク コンセンサス メカニズム全体の「穏やかな」移行を完了します。

しかし実際には、変換プロセス全体には、開発者が当初想像していたよりもはるかに長い時間がかかりました。現在もPoWがイーサリアムの主なマイニングメカニズムであり、ディフィシティボムの存在によりマイニング難易度は急速に上昇し続けています。スムーズなネットワークとシステムの安定性を確保するには、PoS メカニズムが正式に開始される前に、ディフィシティ ボムを何度も遅らせるしかありません。