イーサリアム認証メカニズムの未来の発展方向

2022年9月以来、イーサリアムは成功裏に認証(PoS)ネットワークに移行してからほぼ2年が経過しました。PoSは安定性、パフォーマンス、分散化の面で優れた成果を示していますが、改善の余地があります。イーサリアムの共同創設者は最近、一連の文章を発表し、今後の技術的なアップグレードの方向性について探求しました。本記事では、「マージ」(The Merge)に焦点を当て、PoSメカニズムの潜在的な改善案を分析します。

! イーサリアムプロトコル技術アップグレードの見通しの分析(1):マージ

主な改善目標

1. 単一タイムスロットの決定性(SSF)を実現し、ブロックの最終確認時間を15分から12秒以内に短縮する。
2. 分散化を維持しつつ、取引の確認と完了速度を加速する
3. 個人のステーキングのハードルを下げ、参加度を高める
4. システムの安定性を強化する
5. 51%攻撃に対する抵抗力と回復力を向上させる

単一スロットの決定性とステーキングの民主化

現在、イーサリアムは32 ETHを必要とし、これにより認証者の数、最終確認時間、ノードの運営コストという3つの目標のバランスを取っています。理想的には、イーサリアムは経済的最終性を維持しつつ、2つの目標を達成したいと考えています。

1. 12秒以内にブロックの最終確認を完了する
2. ステーキングの閾値を32 ETHから1 ETHに引き下げる

これら二つの目標は、運営コストの最小化と矛盾しています。この問題を解決するために、現在いくつかの案が検討されています：

1. ZK-SNARKs技術を使用するなど、署名集約プロトコルを改善する
2. Orbit委員会メカニズムの導入
3. 二重ステーキング構造を採用する

各プランにはそれぞれ利点と欠点があり、安全性、分散化の程度、技術的実現可能性の間でバランスを取る必要があります。

! イーサリアムプロトコル技術アップグレードの見通しの分析(1):マージ

シングルシークレットリーダー選挙

現在のシステムでは、次のブロックの提案者は予測可能であり、これにはセキュリティ上のリスクがあります。解決策は、単一の秘密指導者選挙(SSLE)プロトコルを採用し、暗号技術を使用して提案者の身元を隠すことです。しかし、十分にシンプルで効率的なSSLEプロトコルを実現することは依然として課題です。

! イーサリアムプロトコル技術アップグレードの見通しの分析(1):マージ

より速い取引確認

取引確認時間を12秒から4秒に短縮することで、ユーザーエクスペリエンスを大幅に改善し、DeFiの効率を向上させることができます。主に2つの方法があります：

1. 隙間の長さを8秒または4秒に短縮する
2. 提案者が単一のタイムスロット内でプレ確認を公開することを許可する

しかし、これらの2つの方法には、検証者の集中化リスクやインセンティブメカニズムの設計など、いくつかの問題があります。

! イーサリアムプロトコル技術アップグレードの見通し分析(1):マージ

抗量子計算ソリューション

潜在的な量子コンピュータの脅威に直面して、イーサリアムは現在の楕円曲線に依存するプロトコル部分のために、ハッシュまたは他の耐量子技術に基づく代替案を開発する必要があります。

まとめ

イーサリアムPoSシステムの技術進化は、質権のハードルを下げること、取引確認速度を向上させること、安全性を強化することなど、多くの課題に直面しています。これらの課題に対処するために、イーサリアムは安全性、性能、分散化の間で最適なバランスを見つけることを目指し、さまざまな技術的解決策を積極的に探求しています。未来の技術アップグレードは、単一スロットの決定性、質権の民主化、単一秘密リーダーの選挙、より速い取引確認、量子攻撃に対する耐性などの側面に焦点を当て、認証メカニズムをさらに改善することを目指します。

! イーサリアムプロトコル技術アップグレードの見通し分析(1):マージ