ETH 2.0の解明
Ethereum 2.0 は、セキュリティと分散化を維持しながら、ネットワークの速度、効率、拡張性を向上させる Ethereum ネットワークのアップグレードです。アップグレードはイーサリアムにとって非常に重要であり、次の 3 つの主要なフェーズで構成されます。
フェーズ 0 — ビーコン チェーンでの展開とステーキング。
フェーズ 1 - 断片化フレームワーク
フェーズ 2 - ビーコン チェーンとメインネットの合併。
ETH 2.0 がネットワークにもたらす主な変更は次のとおりです。
シャーディング – イーサリアムは、同時に実行される 18 個の「シャード」に分割されます。これにより効率が大幅に向上します。
ステーキング - Proof of Work から Proof of Stake までのコンセンサスプロトコルの完全な見直し。
イーサリアムの現在の制限
イーサリアムは現在、Proof-of-Work (「PoW」) コンセンサスを採用しています。イーサリアム 2.0 の動機は、現在のネットワークの限界にあります。
高い運用コスト
就労証明に関する経済的問題は、参入障壁が高いことです。実際、イーサリアムを利益を得るためにマイニングするために必要なハードウェアの初期コストは、ユーザーがマイニングプールに参加するための電気代を除けば高額です。
エネルギー消費量が多い
集中化のリスク
集中化のリスク
初期費用が高くなると、マイナーがプールや大規模マイナーが優勢な規模の経済に参加する可能性もあります。これはマイナーの集中化につながり、PoW システムによって提供されるセキュリティの一部が無効になります。
延長制限
また、処理能力は各ブロックの順次マイニングによって制限され、ブロック サイズも制限されているため、PoW は拡張が困難です。保留中のトランザクションの数がブロック サイズ制限を超えると、残りのトランザクションは次のブロックのキューに入れられます。イーサリアム ネットワークは現在、1 秒あたり約 15 件のトランザクションしか処理できませんが、ネットワークの需要の増大を考慮すると、これはあまりにも少なすぎます。
ユーザーコストが高い
スケーラビリティの問題によってネットワークが輻輳すると、ネットワーク上のユーザーのトランザクション コストが大幅に増加します。
イーサリアム 2.0 でのプルーフ オブ ステーク プロセス
Proof of Stake は、マイナーと電気をバリデーターとステークに置き換えます。バリデーターは、ネットワークの状態を維持する個人としてマイナーに代わるものです。イーサリアム 2.0 では、バリデーターは意図の正当性として、公式の預金契約に 32 ETH をコミットする必要があります。
イーサリアム上での PoS の仕組み
1. ブロックは、各タイムスロットで 12 秒間作成できます。
2. ネットワークは、各スロットの提案者としてバリデーターをランダムに選択します。
3. 指定されたバリデーターがブロックを提案する機会を逃した場合、ネットワークにはそのスロットのブロックがなくなり、次のスロットに進みます。
4. 各スロット中、バリデーターは順番に証明を提出します (メインチェーンに投票します)。
5. 各エポックのブロックに投票します (エポックは 6.4 分で、32 スロットで構成されます)。
6. 各バリデータは、エポックごとに 1 回証明を送信します。
7. ファイナライズには少なくとも 2 エポック (約 12.8 分) かかります。
8. バリデーターはまた、悪意のある動作がないか相互に監視します。
9. 別のバリデータが同じスロットで 2 つのブロックを提案しているか、それ自体に矛盾する証明投票を提出しているのを観察した場合、ネットワークに警告できます。
10. ネットワークは内部告発者に報酬を与え、違反者を罰します。
11. 各期には報酬、罰則、減給が課せられます。インフレ報酬は、仕事をすることでETHを獲得できるバリデータです。プルーフを適切に送信し、ブロックを提案するときに他のバリデータープルーフを含めることで、ネットワーク全体のステーキング量に応じて 2% ～ 22% のステーキング報酬が得られます。
12. バリデーターがオンラインを維持して計算責任の分担を果たせなかった場合、バリデーターが可能な限りオンラインに留まるように奨励するために、ブロック報酬は控えめに減額されます (オフラインのエポックごとに 67,000 Gwei が失われます)。接続性が低い誠実なバリデーターでもプラスのステーキング報酬を受け取ることができるように、ペナルティ額は意図的に低く設定されています。
PoW に対する利点
より経済的
電気ハードウェアや高価なグラフィックス カードへの投資を必要とする PoW メカニズム (Proof of Work) とは異なり、マイナーは確認のために電気またはその他のエネルギー源を消費して物理エネルギー (ハッシュ パワーと呼ばれます) を消費します。ステーキングのコストは低くなり、投資を償還しようとするバリデーターはステーキングした ETH 流動性リソースを引き出すことができます。
より安全なネットワーク
PoS ネットワークでは、悪意のある行為者に対する経済的罰則 (ストライキ) がより強力になります。 PoW では、攻撃失敗の経済的リスクは電気代と借用したコンピューティング能力に等しくなりますが、PoS では、攻撃を開始するコストは約束された ETH の量に等しくなります。バリデーターがネットワークを混乱させる攻撃を開始しようとすると、ステーキングされた 32 ETH が削減されます (削除され、焼かれます)。処罰対象となる違反には、同じ場所に 2 つのブロックを提案することや、矛盾する証拠投票を提出することが含まれます。攻撃が成功して大量の ETH が盗まれた場合、ネットワークが侵害され、ETH の価値が下落し、攻撃の経済的成功が難しくなる可能性があります。バリデーターがスラッシュされると、そのバリデーターは 8,192 エポック (約 36 日) 後にアクティブなバリデーター セットから自動的に強制的に削除されます。このバリデーターは、アクティブ セットを終了するまで、エポックごとに ETH 残高を減らします。スラッシュされたバリデーターは、担保比率と同様の期間内にスラッシュされたバリデーターの数に応じて、ETH 残高が 3% から 10% に減少します。
より高いレベルの分散化により、少なくとも 16,384 個のアクティブなバリデーター ノードが必要になるため、セキュリティも向上します (ビーコン チェーンが開始される前に約 8,000 個が存在していました)。
参加への障壁が低い
同社は、独自のバリデーターノードを実行しないことを選択した顧客向けにステーキングサービスも提供しています。マイニングプールと同様に、32 ETH 未満のステークを希望する個人はステーキング プールに参加でき、そこで自分の資金が他の人の資金とプールされて、必要な 32 ETH に達します。彼らの報酬は貢献総額に比例します。
エネルギー消費量の削減
断片化
断片化
スケーラビリティの向上は、シャーディングと呼ばれる水平処理技術によって実現されます。シャーディングは、データベースを水平に分割して負荷を分散するプロセスであり、ブロックチェーン システムが直面するトリレンマを解決しようとします。
現在のブロックチェーンでは、トランザクションのたびにネットワーク全体がすべての参加ノードによって検証される必要があるため、処理速度は最も遅い参加者の速度によって制限されます。これによりボトルネックが発生し、トランザクション コストが増加し、より多くのコンピューティング能力とストレージが必要になります。
シャーディングを通じて、ネットワークは状態と履歴の検証をより小さな部分 (シャード) に分割し、ノードはブロックチェーン全体ではなく、受信したデータのサブセット (シャード) の検証に重点を置くため、イーサ スクエア全体を保存する必要がなくなります。ブロックチェーン。この並列処理プロセスにより、ネットワーク全体の処理能力とストレージ容量が最適化され、大幅に増加します。シャーディング可能なノードは誰でも実行でき、フルノードを実行するよりもハードウェア要件が低いため、ネットワークへの参加が増加します。シャーディングにより、ネットワークは引き続き分散化されます。
現在のシステムと同様、バリデーターの厳格さには依然としてばらつきがあります。
ETH2.0のフェーズ
Eth2 は段階的に展開され、フェーズ 0 は 2020 年 12 月 1 日に開始されます。
ステージ0
フェーズ 0 は、PoS コンセンサス メカニズムを実装するビーコン チェーンの起動です。
ビーコン チェーンはバリデーターの登録を調整します。
フェーズ 0 の開始に伴い、新しいトークン ETH2 が登場しました。
イーサリアムのユーザーは、現在のウォレットで ETH を書き込む登録済みの契約を通じて、1:1 の比率で ETH2 に変換できるようになります。
ユーザーには出金キーと検証キーが与えられます。
ビーコンチェーンの検証者になるには、32 ETH2 を抵当にする必要があります。
ETH 2.0には期限があり、ユーザーは第1フェーズまで引き出すことができません。
ビーコン チェーンは現在、アカウント、トランザクション、ストレージ、スマート コントラクトを処理しません。
現在、現在のイーサリアム システムと並行して独立したネットワークが実行されており、データの継続性が中断されません。
最終的に、ビーコン チェーンは従来のイーサリアム チェーンと合併して、イーサリアム ネットワークの主要な決済層となり、シャード チェーンを調整します。
では、ビーコンチェーンのコンセンサスはどのように形成されるのでしょうか?
各シャード ブロックを証明するには少なくとも 128 人のバリデーターが必要であり、これは委員会と呼ばれます。各シャード ブロックは、スロットと呼ばれる時間枠内で提案され、検証されます。委員会は、一度に 32 のスロット (総称してエポックとして知られます) を提案および検証します。その後、委員会は解散され、新しい検証者のセットが選択されます。これは、悪意のあるバリデータが新しく提案されたブロックの最終結果を制御できないようにするために行われます。
シャード ブロックの提案に委員会からの十分な証明がある場合、その提案はビーコン チェーンとクロスリンクを共有します。このクロスリンクは、新しいブロックとそのトランザクションを含むシャードの状態の概要です。
ステージ1
最初のフェーズでは、ビーコン チェーンによって制御されるシャード チェーンを実装します。
フェーズ 2 より前は、アカウントやスマート コントラクトはサポートされません。
フェーズ 1 は、まず 64 個のシャードで開始される予定です。
最終的には、サイドチェーンは完全に機能するようになります。
ステージ2
これら 2 つの環境、ビーコン チェーンと従来のイーサリアムの間にブリッジが構築されます。
イーサリアム 1.0 ブロックチェーンは 64 のシャード チェーンの 1 つとなり、そのすべてが新しいイーサリアム PoS プロトコルを使用して実行されます。
イーサリアム 1.0 メインネット シャードは、ビーコン チェーンにイーサリアムの歴史と現在の状態を提供します。
この間、dApp はビーコン チェーン上での構築を開始する必要があります。
EVM を置き換える eWASM。
結論は
結論は
ETH2.0が開始されると、同じ方法でイーサリアムネットワークを使用することになりますが、より高速かつ安価になり、ブロックチェーン上でより多くの可能性が可能になります。誰でもバリデーターになり、安定性と安全性を維持してネットワークをサポートしながら、ETH をステーキングすることでお金を稼ぐことができます。これはより良いイーサリアムに向けた大きな一歩であり、ブロックチェーン/暗号通貨の歴史の中で大きな一歩となるでしょう。
