作者: ヤスミン カリミ、ナンセン
導入
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2015年から2021年までのイーサリアムガス料金の増減
ガス料金が再び高騰するたびに、イーサリアムブロックチェーンのスケーラビリティに関する議論が再び表舞台に上がり、多くの人が次に投資する競合ブロックチェーンを見つけようと競い合います。実際、ガス料金は氷山の一角にすぎないことに直面しなければなりません。ガス料金が非常に高い理由は、現在のイーサリアムがスケールアップできていないこと、つまり、イーサリアムブロックチェーンが毎回実際に対応できる量を超えるトランザクションの需要が依然として存在することです。
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初心者向けのスケーリングの問題についてのディスカッション
ブロックチェーンは、トランザクションを処理してブロックに記録するモードであり、ブロックチェーンの作成には信頼できる機関は必要なく、二重支出を回避します。ビットコインやイーサリアムなどの初期のブロックチェーンは、これらのトランザクションを処理および記録するためのプルーフ・オブ・ワークに基づいたコンセンサス・モデルをベースにしていました。
Proof-of-Work モデルでは、トランザクションを開始すると、そのトランザクションは保留中のトランザクションのプールに置かれ、ネットワーク内のすべてのノードに伝播されます。すべてのノードに伝播される間、1 人のマイナーのみがトランザクションを計算し、他のトランザクションとともにブロックに追加することでトランザクションを検証し、マイニングに対するガス報酬を獲得します。
まず、トランザクションは検証の前後にネットワークに伝播されるため、トランザクションの処理に時間がかかります。第二に、デジタル計算に必要な計算能力は大量の電力を消費します。最後に、ブロックに含めることができるトランザクションの数には制限があるため、ユーザー間の競争が発生し、ガス料金（マイナーがトランザクションを処理するために受け入れる最低価格）もますます上昇し、場合によっては現在よりも高くなる場合があります。トランザクションの値。ブロックチェーン技術を利用してトランザクションの処理と保存を行う dApps がメインネット上に構築されるようになるにつれて（現在約 3,000 件）、これはますます問題になっています。
これらの問題を解決するには、イーサリアムを拡張する必要があることがわかります。これは、ネットワークが処理できるトランザクション数 (TPS、1 秒あたりのトランザクションで測定) とトランザクション速度を増やすことで実現できます。この目的を達成するために、レイヤー 1 拡張スキーム、サイドチェーン、およびレイヤー 2 拡張スキームを対象とした、主にイーサリアム 2.0 など、いくつかの拡張スキームがすでに開発中です。 Ethereum 2.0、Polkadot、Solana などのレイヤー 1 スケーリング ソリューションは、イーサリアムの基礎となるコンセンサスとチェーン モデルを構造的に変更しますが、レイヤー 2 スケーリング ソリューションはイーサリアムのメインネットとそのプロトコルに基づいて構築されます。
賭け金も高く、リスクも高くなります。このレースで際立っているいくつかのブロックチェーンは、DeFi スペース全体と NFT に電力を供給し、DAO と仮想世界を維持すると同時に、クリエイター エコノミーとメタバース全体にも電力を供給します。
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イーサリアムのスケーラビリティ ソリューションの概要
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スケーラビリティ ソリューション 2021、@yasminekarimi_ 著
副題
レイヤ 1 拡張シナリオ
レイヤ 1 ソリューションは、ブロックチェーンのトランザクション機能を向上させるために、メインネット ブロックチェーン自体のコードである基礎となるプロトコルを処理します。それらはさらに次のように分類できます。
プロトコルの改善
プロトコルの改善とは、トランザクションのスループットを拡大するために基礎となるプロトコルに加えられる変更であり、具体的には、ブロックに配置できるトランザクションの数を増やし（短期的にのみ持続可能）、ブロック作成間のタイムラグを減らし、または構造的な変更によって行われます。プルーフ・オブ・ワークのコンセンサスモデルからプルーフ・オブ・ステークまで。 Proof-of-Work モデルとは異なり、Proof-of-Stake はプロトコルに賭けたコインの量に基づいてバリデーターを選択します。バリデーターはこれに基づいて選択されるため、大量のコンピューティング能力は必要なくなり、天文学的なガス料金でマイナー間で競争することもなくなりました。個々のノードが PoS ベースのブロックチェーンである Solana 30,000 TPS や Polkadot 1000 TPS ほど多くの処理能力を投入する必要がないため、トランザクションの検証時間が大幅に短縮されます。比較のために、イーサリアムは 16 TPS しか処理できません。
断片化
副題
レイヤ 2 拡張シナリオ
側鎖
側鎖
まず、より望ましい取引手数料と速度で資産をサイドチェーンに移動できます (たとえば、xDai が使用する委任されたプルーフ オブ ステーク コンセンサス メカニズムでは、0.000021 ドルで 5 秒の TPS が可能です)。資産のクロスチェーン転送は、最初のチェーンで資産をロックし、次に 2 番目のブロックチェーンでトランザクションを作成する双方向ペグ (2WP) プロトコルを通じて実現されます。その入力情報には、ロックが正しいことを証明する暗号化された証明が含まれています。 。その好例がポリゴンです。
Plasma
状態チャネル
状態チャネル
ステートチャネルはオープンソースのプロトコルとスマートコントラクトで、参加者がオフチェーンで x 個のトランザクションを実行できるようにしますが、イーサリアム ネットワークにオンチェーンのトランザクションを送信するのは 2 つだけです。ユーザーが初めてチャネルを開くときは、イーサリアム トランザクションを作成して支払う必要があります。そして、チャネルを閉じる時が来たら、ユーザーはイーサリアムブロックチェーン上でトランザクションを処理するために料金を支払う必要があります。これにより、処理および保存する必要があるトランザクションの数が減り、ガスコストがチャネルの開閉にかかるコストのみに削減されます。イーサリアム上のステートチャネルを利用する主なプロジェクトは、State Channels、Celer、Perun、Raiden です。
Rollups
ロールアップは、メイン ネットワークを拡張するために、トランザクションを単一の「バッチ」に集約し、圧縮ツール (値の長さをバイト単位で減らすための科学的表記法など) を使用してオフチェーンで検証することにより、レイヤー 1 スケーリング スキームで状態データを保存します。圧縮とバッチ処理によりスループットが向上し、各トランザクションがより高速になり、コストが低くなります。
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ユーザーとして Arbitrum ロールアップを操作するにはどうすればよいですか?
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なぜArbitrumが近い将来イーサリアムのスケーリングをリードするのでしょうか?
Arbitrum は、スケーラビリティ、分散化、セキュリティというブロックチェーンのトリレンマを解決します。
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Arbitrum と Ethereum で支払われる 1 日あたりのガス料金の合計
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Arbitrum は、これまでで最も EVM と互換性のあるレイヤー 2 スケーリング ソリューションです
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Arbitrum で検証されたアドレスの毎日の数
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Arbitrum 上の固有アドレスの総数の経時変化
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簡単に言うと、仮想通貨空間の王様であるイーサリアムの上に構築されています。
Arbitrum のようなロールアップが今後何年にもわたってイーサリアムのスケーラビリティを支配すると私たちが考えるもう 1 つの理由は、それらが暗号空間の王様であるイーサリアム上に構築されているからです。これにより、先行者利益が得られます。まず、イーサリアムは、使用量の点で依然として世界で最も人気のあるブロックチェーン プロトコルであり、3,000 を超える dApp、DeFi、NFT、DAO、仮想世界エコシステムがイーサリアム上に存在します。この点で匹敵するブロックチェーンはビットコインだけですが、ロールアップをホストする機能がありません。
第二に、イーサリアム 2.0 によってロールアップが時代遅れになると信じているほとんどの人々とは異なり、イーサリアム 2.0 が数年以内に完全に展開されないことを考えると、Arbitrum のようなロールアップが最初の事実上のスケーリング ソリューションとなるはずです。それどころか、イーサリアム 2.0 の 2 番目のステップであるデータ シャーディングは、主にロールアップを高速化することを目的としています。ロールアップ分割ストレージのステータス、分割トランザクションの履歴、特定のシャードに登録するロールアップがあります。ロールアップのスループット スケーラビリティは指数関数的であり、2030 年までに 1,500 万 TPS に達する可能性があります。
これらの理由から、Arbitrum のようなロールアップが、近い将来のイーサリアム スケーラビリティ ソリューションの波をリードする独自の立場にあることは明らかです。
レイヤ 2 スケーリング ソリューション トークンの到着に備えましょう
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ロールアップが現在直面しているいくつかの課題
最初の課題は、楽観的なロールアップの場合、引き出し期間が非常に長いことです。取引が不正であると疑われる場合、詐欺の証拠を公開し、出金をキャンセルする時間を考慮して出金が遅れる可能性があるため、出金には最大 7 日かかる場合があります。
第 2 に、楽観的なロールアップを確保するための条件は、少なくとも 1 つのノードが誠実であり、不正なトランザクションを識別できることです。
さらに、ロールアップを介したアセットやデータの移動はますます簡単になることが予想されますが、ロールアップはまだ初期段階にあり、相互運用性はまだありません。それでも、Hop、Connext、cBridge、Biconomy などの相互運用可能なソリューションは存在します。
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今から 5 年後のロールアップ
現実的に言えば、ロールアップの可能性は長期的にはイーサリアムに限定されません。スケーラビリティ ソリューションの将来は、実際には、複数のレイヤ 1 スケーリング ソリューションのチェーン上に相互依存するスケーリング ソリューションのより複雑なシステムになります。この複雑な未来においても、依然として 3 つの主要なトレンドが予想されます。
前述したように、短期的には、Arbitrum などのイーサリアムのロールアップがスケーリング ソリューションの主流を占めることになり、その後、イーサリアム 2.0 とそのシャーディング スキームの展開によってさらに強化されるでしょう。ロールアップを含むがこれに限定されないレイヤー 2 スケーリング ソリューションは、進歩的な側面を示し、ますますパフォーマンスが向上し、実行の点でレイヤー 1 スケーリング ソリューションと競合します。
次に、他の競合するレイヤー 1 スケーリング提案がフルキャパシティに達すると、メインネット上にロールアップを構築し始めることが多くなります。実際、ほとんどの人はまだロールアップの可能性を理解しておらず、すべてのレイヤー 1 スケーリング ソリューションにはロールアップが必要になります。イーサリアムは、その準備を進めてきた最初のものにすぎず、かなり長い間 (2015 年以来) 準備を続けてきました。たとえば、Tezos はロールアップを中心としたロードマップを採用しています。同じことは、NEAR、Celestia、Polygon にも当てはまります。最近、スケーリング ソリューション Polygon Maiden をベースにした高度な zk-STARK (zk-Rollup から派生) を発表しました。
結論は
結論は
つまり、ガス代の高騰は氷山の一角にすぎません。イーサリアムは当初からスケーリングの問題に直面しており、現在のスケーリング ソリューションの多くはこの問題の解決を目的としています。その中で、Arbitrum rollups は現在最大のイーサリアム レイヤ 2 ネットワークであるだけでなく、今後数年間の拡張スキームを支配する可能性もあります。結局のところ、Arbitrum ロールアップには、メインネットの分散化とセキュリティを損なうことなくイーサリアムを拡張する機能があります。可能な限り最高の価格を求めて Arbitrum を利用するユーザーが増えるにつれ、Arbitrum は最も互換性のある EVM であるため、Arbitrum をベースに構築する開発者も増えます。イーサリアムとは別に、ロールアップは他の競合するレイヤー 1 スケーリング ソリューションにエクスポートされ、ますます複雑化するさまざまなスケーリング ソリューションに組み込まれるパラダイムでもあります。
暗号通貨分野のすべての人にとって、Arbitrum のようなレイヤー 2 スケーリング スキームは単なる投資問題ではなく、DeFi、NFT 分野で進行中および将来のプロジェクトの基盤であり、DAO を維持するだけでなく、仮想世界も全体をサポートします。クリエイターエコノミーとメタバース。
元のリンク: https://www.nansen.ai/research/arbitrum-the-future-of-blockchain-scaling
