EIP-2537: ETH 2.0 に対する ETH 1.0 のサポート
編集者注: この記事は以下から引用しましたイーサリアム愛好家 (ID: ethfans)イーサリアム愛好家 (ID: ethfans)
、著者: Alex Stokes、翻訳者および校正者: Min Min & A Jian、許可を得て Odaily によって複製されました。
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新しい領域
「ビーコンチェーン」としても知られるETH 2.0フェーズ0のメインネットは、今年後半に稼働する予定だ。今、私たちはこの問題を考えるべきです。新しいシステムのスムーズな立ち上げを促進するために、既存のネットワークは何ができるでしょうか? (ETH 1.0 が ETH 2.0 に統合される前) 2 つのネットワーク間の相互運用性を活用できるいくつかのエキサイティングなユースケースを想像することはできますが、EVM (イーサリアム仮想マシン) を変更してこれらのアプリケーションに対応できない場合、次のような問題が発生することが判明しました。 ETH 2.0 システムで使用される新しい暗号化要素。ここでは、これらの新しい暗号化要素の概要を説明し、それらを EVM に統合することで、Eth1 が移行する前であっても新しいシステムの機能を活用できる理由を説明したいと思います。
-https://en.wikipedia.org/ETH 1.0 に欠けているものは何ですか?
イーサリアム ブロックチェーン上のすべてのデータは公開されているため、暗号署名を使用して、特定のトランザクションが関係者の意図を反映していることを確認する必要があります。イーサリアムで使用される署名スキームは楕円曲線に基づいており、secp256k1 と呼ばれる曲線が使用されます。この曲線上の点は、暗号署名に必要な特性を与えるために ECDSA と呼ばれる署名スキームで使用されます。
画像の説明
、この楕円曲線の特性により、ECDSA署名スキームのセキュリティが向上します-
secp256k1 に基づく ECDSA 署名スキームは長年にわたって使用テストされてきましたが、この 2 つの定義標準はそれぞれ誕生してから約 20 年と 10 年しか経っていません。 ETH 2.0 は、暗号化の新たな進歩を利用した比較的新しい構造を使用しています。 ETH 2.0 システムのバリデーター (ETH 1.0 マイナーと同様) は、BLS12-381 と呼ばれる別の楕円曲線に基づく BLS 署名スキームを使用します。 (「BLS」は略語であり、3 文字は提案者 3 人の名前から来ていることに注意してください!) ETH 2.0 がこの新しいテクノロジーを採用する主な理由は、複数の署名を 1 つの署名に効率的に集約でき、ETH 2.0 への参加の実現可能性を直接促進できるためです。 ETH2.0セキュリティ。詳細については、ETH 2.0 における署名集約の重要性に関する Carl Beekhuizen の記事を参照してください (編集者注: 記事の最後にハイパーリンクが貼られている「Eth2 ステーキング ガイド #2」を参照してください)。
BLS 署名には Eth2 にとって多くの利点がありますが、私たちが遭遇した問題は、ETH 1.0 自体がこの新しい暗号化要素をサポートしておらず、その基礎となる数学的ロジックに高度な計算が必要なため、EVM 署名に BLS を実装できないことです。幸いなことに、計算ロジックを「プリコンパイル済み」部分として追加して、EVM のパフォーマンス制限を回避できます。ハードコードされたアルゴリズムを通じて、EVM インタープリターの外部のスマート コントラクトによってネイティブ実装を呼び出すことができます。
プリコンパイルを実装するにはどうすればよいですか?
イーサリアム プロトコルのプリコンパイルされた部分は希少なリソースであるため、コミュニティが重要と考える計算ロジックのみが残されます。さらに、プリコンパイルはハード フォークを介してデプロイする必要があるため (EVM のセマンティクスが変更されるため)、調整コストが高くなります。幸いなことに、EIP-2537 の現在のドラフトでは、これらの BLS プリコンパイルに関する作業が進行していることがわかります。 EIP-2537 には、BLS12-381 曲線演算のプリコンパイルと、BLS アルゴリズム スキームで使用される「曲線へのマップ」と呼ばれる別の高価な演算が含まれています。 BLS アルゴリズム スキームの数学を詳しく調べると、「曲線へのマップ」操作によって (署名する) メッセージを楕円曲線上の点に変換する何らかのメカニズムが必要であることがわかります。
プリコンパイルはどのようなメリットをもたらしますか?
EIP-2537 プリコンパイルは、マージン契約のユーザー エクスペリエンスを改善することで ETH 2.0 の稼働を支援し、ETH 1.0 内で ETH 2.0 ライト クライアントを構築するための基礎を築きます。 BLS12-381 曲線自体は zk-SNARK の構築に使用でき、他のブロックチェーンで使用されている BLS と合わせて、これらのネットワーク間の相互運用性への道を開きます。
マージン契約のユーザーエクスペリエンス
ETH 2.0 ビーコン チェーンのバリデーターになる最初の方法は、ETH 1.0 のスマート コントラクト (「マージン コントラクト」) に ETH を入金することです。ガス料金を節約し、複雑さを最小限に抑えるために、マージン契約の主な機能は、特定のデポジットに対して (マークル ツリー上で) 暗号化コミットメントを提供することであり、そのようなコミットメントはビーコン チェーン上の証拠として使用できます。重要なのは、結合を確認するために必要な BLS 署名が ETH 1.0 チェーンでは検証されていないことです。抜け穴によりテストネットワーク内で一連のBLS署名計算エラーが発生し、テストネットワークETHの一部が消失しました。 ETH 1.0 チェーン上の BLS 署名 (EIP-2537 を通じて実現可能) を検証するには、「転送」スマート コントラクトを作成して債券データを取得し、署名を検証してから、債券データのみを債券契約。この機能はマージン契約のセキュリティを確保するための前提条件ではありませんが、マージン契約を扱う開発者に心理的な快適さをもたらします。
zk-SNARKs
ETH 1.0 チェーン上に ETH 2.0 ライト クライアントを構築する前に、ETH 2.0 で使用される暗号化テクノロジーを ETH 1.0 に「理解」させる必要があると私たちは考えています。このようにして、BTCRelayと同様のライトクライアントをスマートコントラクトに実装することが可能です。このようなライトクライアントが実現すれば、ETH 1.0とETH 2.0のネットワーク間の「橋渡し」の柱となるのではないかと思うと、ちょっとワクワクします。この双方向ブリッジを通じて、ETH は ETH 1.0 ネットワークと ETH 2.0 ネットワーク間で転送でき、ETH 2.0 のフラグメンテーションは、ETH 1.0 の 2 層アーキテクチャ (オプティミスティック ロールアップ、 zk-ロールアップなど)。
他のネットワーク
興奮は興奮そのものですが、(ETH 1.0 クライアント レベルでライト クライアントを実装するのではなく) スマート コントラクトとして EVM 内にライト クライアントを構築することは、ETH 1.0 に ETH 2.0 を理解させる最良の方法ではない可能性があることに注意してください。さらに、「双方向ブリッジ」に関する最近の研究では、ETH 1.0 および ETH 2.0 ネットワークの他のセキュリティ パラメーターを考慮すると、このアプローチは実現不可能であることが示されています (ETH 1.0 の状態をフォークして ETH 2.0 シャードに置くことも考えられます)。そうは言っても、今から基礎を固めることに害はなく、追跡調査が進むにつれて、ETH 1.0 と ETH 2.0 の合併戦略が変わる可能性があります。
BLS12-381 曲線を作成する目的は、ZCash がより効率的な zk-SNARK を使用できるようにすることです (BLS12-381 曲線について詳しく知りたい場合は、上記のリンクを確認してください)。さらに、この曲線を EVM に追加すると、イーサリアムがそのような SNARK を検証できるようになり、ゼロ知識証明プロトコルを介してプライバシーとスケーラビリティのアプリケーションが可能になります。
他のネットワーク
一部の「次世代」ブロックチェーン (Filecoin、Chia、Cosmos など) も BLS 署名スキームの使用を計画しており、EVM にこれらの署名をネイティブに検証する機能を与えることで、ETH 1.0 や ETH 2.0 のような、より多くの相互運用性のユースケースが可能になる可能性があります。そのように。
