イーサリアム2.0の詳しい解説

区块律动BlockBeats

特邀专栏作者

2020-12-02 16:22 (UTC+8)

この記事は約3215文字で、全文を読むには約5分かかります

ある意味、使われているイーサリアムはすでにイーサリアム2.0の断片の1つと「みなせる」のです。

AI要約

ある意味、使われているイーサリアムはすでにイーサリアム2.0の断片の1つと「みなせる」のです。

編集者注: この記事は以下から引用しましたブロックビート BlockBeats (ID:BlockBeats)、コンパイル: 0x26、Odaily の許可を得て複製。

ブロックビート BlockBeats (ID:BlockBeats)

概要

ブロックビート BlockBeats (ID:BlockBeats)

それでは、長く待ち望まれていたイーサリアム 2.0 はどうなったのでしょうか? PoS（プルーフ・オブ・ステーク）、Beacon Chain（ビーコンチェーン）、Sharding（シャーディング）、Docking（ドッキング）とは何ですか?そして、展開のさまざまな段階は何でしょうか?この記事では、これらの質問に対する答えが見つかります。

スケーラビリティ

まずはイーサリアム 2.0 とは何か、そしてなぜそれが必要なのかの概要から始めましょう。

安全性

イーサリアム 2.0 または Eth2 は、イーサリアムのスケーラビリティ、安全性、持続可能性を高めることを目的とした一連の継続的なイーサリアムアップグレードプランです。これらのアップグレードの変更は、イーサリアムエコシステム内の多数の異なるチームによって行われ、各チームはアップグレード全体の特定の部分の構築に重点を置いています。

スケーラビリティ

現在のイーサリアムネットワークは 1 秒あたり 15 トランザクションをサポートしています。これは、何百万人もの新規ユーザーをオンボーディングし、より分散化されたアプリケーションを起動する場合、確かに制限要因になります。イーサリアムをよりスケーラブルにするために、イーサリアム 2.0 の目標は 1 秒あたり 1000 トランザクションをサポートすることです。重要な点は、ネットワーク内のノードのサイズを増やすことを犠牲にして 1 秒あたりのトランザクション数を増加させるべきではないということです。

安全性

分散型 Web のセキュリティは常に最優先事項の 1 つです。イーサリアム 2.0 は、ネットワークのセキュリティを向上させ、「51% 攻撃」を含むあらゆる形式の攻撃を防ぐことを目的としています。つまり、誰かがネットワークのコンピューティング能力の大部分を制御することで不正な変更を強制することができます。

持続可能性

周知のとおり、現在のイーサリアムネットワークは Proof of Work (PoW) コンセンサスに基づいており、多くのコンピューティング能力とエネルギーを必要とします。イーサリアム 2.0 は、エネルギーを大量に消費するプルーフ・オブ・ワークをプルーフ・オブ・ステーク (PoS) に置き換えることにより、イーサリアムをより環境に優しいものにすることを目的としています。

もともと、これらの目標を達成するために必要な一連の変更は「Serenity」と呼ばれていましたが、現在ではほとんどの人がそれを「Ethereum 2.0」または単に Eth2 と呼んでいます。

興味深いことに、これらの目標はすべてイーサリアムのロードマップにほぼ含まれており、ネットワークが正式に開始される前から議論されています。

最も大きな変化の 1 つであるコンセンサスモデルの「Proof of Work」から「Proof of Stake」(PoW から PoS) への移行から始めましょう。

プルーフ・オブ・ステーク (PoS)

現在のイーサリアムのコンセンサスモデルであるプルーフオブワークは、暗号通貨を構築するためのよく知られ、実証済みの方法です。

プルーフ・オブ・ステークは、マイナーを完全に排除することで電力消費の問題を解決しようとします。ネットワークを保護するためにリソースを投資する代わりに、経済的にインセンティブのあるプルーフ・オブ・ステークのコンセンサスモデルが使用されます。

プルーフ・オブ・ステークは、マイナーを完全に排除することで電力消費の問題を解決しようとします。ネットワークを保護するためにリソースを投資する代わりに、経済的インセンティブを利用したプルーフ・オブ・ステークに依存しています。

Proof of Stake では、ネットワークを保護したいユーザーがイーサリアムをステーキングすることでバリデーターになります。プルーフ・オブ・ワークのマイナーと同様に、各検証ノードは、ブロック報酬とトランザクション手数料を獲得することで、ブロックのネットワークのトランザクションを検証するよう奨励されます。

バリデーターがシステムを操作して不正取引を検証しようとするのを阻止するために、プルーフ・オブ・ステークシステムには「スラッシュ」と呼ばれるメカニズムが実装されており、これによりバリデーターが不正行為をした場合にステーキングされたイーサリアムの一部を失うことになります。

イーサリアム 2.0 バリデーターの 1 つになるには、32 個のイーサリアムトークンが必要です。もう 1 つの方法は、Rocketpool などのステーキングプールを使用して、32 ノード未満でステーキングに参加することです (Rhythm Note、現在、すべてのプラットフォームでイーサリアム 2.0 ステーキングアクティビティが開始されており、ユーザーは自分で選択できます)。

断片化

バリデーターの報酬は、システム内のイーサリアムの量によって異なります。システム内のイーサリアムが 100 万未満の場合、収益率は年間 18% に達する可能性がありますが、システム内のイーサリアムが 1 億を超える場合、この数値は 1.81% またはそれよりも低くなる可能性があります。。

Proof of Stake は、イーサリアム 2.0 の 3 つの主要な問題を解決します。エネルギーを大量に消費するマイナーを排除することで、イーサリアムの持続可能性を高めます。「51% 攻撃」をより困難にすることで安全性が高まります。また、シャードのロックを解除することでスケーラビリティが向上しますが、複数のシャードにわたるコンピューティング能力が低下する可能性が高いため、プルーフ・オブ・ワーク・モデルでこれを達成するのは困難です。

これは実際、シャードにスムーズに入るには非常に良い方法です。

断片化

シャーディングの概念は、イーサリアム 2.0 アップグレードに固有のものではありません。これは実際にはコンピュータサイエンスにおける一般的な手順で、データベースを複数の部分に分割し、各部分にデータセット全体の一部を含めることができます。それぞれの部分を「シャード」と呼びます。

イーサリアム 2.0 に関しては、各「シャード」は基本的に別個の新しいチェーンです。最初は 64 個のシャードがあります。シャーディングによりネットワークのワークロードのスケーリングが可能になるため、これはイーサリアムのスケーラビリティの問題に直接対処します。

当初、シャードは追加データのみを提供し、シャードチェーンはトランザクションやスマートコントラクトを処理できません。こここの時点で、「トランザクションやスマートコントラクトを処理せずに、シャーディングによってスケーラビリティがどのように向上するのでしょうか?」という疑問が生じるかもしれません。

レイヤ 2 スケーリング、特にロールアップにより、スケーラビリティの向上が可能です。ロールアップを使用すると、トランザクション (およびスマートコントラクトの実行) をパッケージ化し、暗号証明を生成してオンチェーンに送信できます。このプロセスにはプルーフを保存するための作業中のデータシャードのみが必要です。つまり、シャードの初期バージョンで使用できます。

でできます

ここ

レイヤ 2 とロールアップについて詳しくは、こちらをご覧ください。

まだ終わっていないのです。データシャーディングとロールアップを組み合わせることで、イーサリアムは 1 秒あたり 100,000 件を超えるトランザクションを処理できるようになりますが、改善できる領域がもう 1 つあります。現在のイーサリアムチェーンと同様に、シャードをアップグレードして完全に実行可能にすることが可能です。この改善が必要かどうかは、データシャーディングとロールアップソリューションの人気に応じてまだわかりません。

データシャーディングモデルでは、現在のイーサリアムチェーンがシャードの 1 つになることにも言及する価値があります。これは、トランザクションとスマートコントラクトを処理できる唯一のシャードです。

ビーコンチェーン

ビーコンチェーンは、イーサリアム 2.0 を完全に理解するために習得する必要がある次に重要な概念です。

ビーコンチェーンは、このプルーフオブステークベースのシステムを調整し、さまざまなシャードを検証するバリデーターをランダムに割り当てます。ランダム性はノードの衝突を防ぎ、シャーディングを制御するため重要です。 (Rhythm Note、イーサリアム 2.0 の動作ロジック)

ビーコンチェーンは基本的に、現在のイーサリアムネットワークと並行して実行される新しいプルーフオブステークネットワークを作成します。これを立ち上げることは、イーサリアム 2.0 ロードマップの最初のことです。

最初、バリデーターはビーコンチェーンに新しいブロックを追加しますが、現在のイーサリアム 1.0 メインネット上のトランザクションは検証しません。現在のイーサリアム 1.0 チェーンがイーサリアム 2.0 のシャードになると、これは逆転します。

ドッキング

これはイーサリアム 2.0 パズル全体の最後のピースであるドッキングです。

ドッキングは、現在のイーサリアムチェーン (PoW) をイーサリアム 2.0 プルーフオブステークシステム (PoS) のフラグメントの 1 つに変換するプロセスです。

このプロセスは、現在知られているイーサリアムのプルーフオブワーク (PoW) の終了と、新しいプルーフオブステーク (PoS) モデルへの完全な移行も示します。

ドッキングとは、PoS ネットワーク上でスマートコントラクトを実行することを意味します。最も重要なのは、イーサリアムの完全な歴史と現在の状態を提供し、すべてのイーサリアム所有者とユーザーのスムーズな移行を可能にすることです。 (リズムに注意してください。これは、イーサリアム DAO イベントのフォーク後のイーサリアムの完全な歴史である必要があります。)

ステージスケジュール

フェーズ 0 はイーサリアム 2.0 の最初のフェーズであり、ビーコンチェーンのリリースに焦点を当てています。これを実現するには、バリデーター数のしきい値 16,384 に達する必要があります。 11月24日に必要な認証数に達し、12月1日20時に正常に認証が開始されました。