イーサリアムの位置付けは世界のコンピュータであり、この目標を達成するために、開発者は誕生当初にフロンティア（辺境）、ホームステッド（農場）、メトロポリス（大都市）、セレニティ（静寂）というアップグレードパスを計画しました。 ）4段階。
イーサリアムの位置付けは世界のコンピュータであり、この目標を達成するために、開発者は誕生当初にフロンティア（辺境）、ホームステッド（農場）、メトロポリス（大都市）、セレニティ（静寂）というアップグレードパスを計画しました。 ）4段階。
現在、ネットワーク全体は第 3 ステージに達しており、最初の 3 ステージはイーサリアム 1.0 に属し、最後のステージである Senerity はよく耳にするイーサリアム 2.0 でもあります (誤解を招くことを避けるため、イーサリアム関係者はイーサリアムを放棄しました。 2.0 ですが、この記事ではこの表現を続けます)。
Ethereum 2.0 のアップグレードは主に、Ethereum の開発中にネットワーク全体の開発を制限するいくつかの問題を解決することを目的としており、主に 3 つの問題があります。
1 つ目は、採掘によるエネルギー消費の多さです。イーサリアムはコンセンサスメカニズムとしてPoW（Proof of work）メカニズムを採用しているため、マイニングのための計算能力を提供するノードが必要であり、各種マイニングマシンの計算処理は多大な電力を消費するため、ネットワークのせいであることがよくあります。走れるほど緑ではない。
もう一つのパフォーマンスの問題。現在、イーサリアムチェーンのブロック生成速度は12～15秒に1ブロック程度、TPS（Transaction per Second、1秒間に処理されるトランザクション数）は15程度です。この処理速度は、サポートするには十分ではありません。通常の商用アプリケーション。イーサリアム ネットワークは時折混雑するため、その開発も制限されます。
これらの問題に対応して、開発者コミュニティはイーサリアム 2.0 アップグレードのためのいくつかの手順を計画しました。以下にイーサリアム2.0アップグレードのロードマップを紹介します。
副題
イーサリアム 2.0 ロードマップ
イーサリアム 2.0 のロードマップには、主にパラチェーン - ビーコンチェーン、マージ、シャーディングの 3 つのステップが含まれています。最初の 2 つのステップの目的は、ネットワーク全体のコンセンサス メカニズムを PoW から PoS (Proof of Stake、プルーフ オブ ステーク) に変更することであり、最後のステップは、イーサリアム ネットワーク全体のパフォーマンスとスケーラビリティを向上させることです。
1. パラレルチェーン - ビーコンチェーン
コンセンサスメカニズムのスムーズな移行を達成するために、現在の PoW メインネットワークが実行されている 2020 年 12 月 1 日に、イーサリアムは初めてビーコン チェーンと呼ばれる並列チェーンを有効にしました。ビーコン チェーンはコンセンサス メカニズムとして PoS を使用し、メイン ネットワークから独立して動作します。参加者は権利と利益の証明としてチェーン上のスマートコントラクトに 32 ETH を誓約する必要があり、審査後、バリデーターリストに登録され、ビーコンチェーンのバリデーターとなります。このチェーンでは、検証者がマイナーの役割を置き換え、チェーンの構築者になります。
PoWメカニズムでは、ノードは計算とマイニングを通じて次のブロックを生成しますが、PoSメカニズムのビーコンチェーンでは、次のブロックの生成は検証者によって選択されます。この選択はランダムであり、検証者によって決定されるものではなく、分散化の特性を反映しています。検証者が良い成績を収めれば報酬を得ることができ、逆に悪事を働いた場合は、システムが彼らが約束した32 ETHの一部を差し引かれます。誓約されたETHが16未満の場合、バリデーターリストから削除されます。
合併前、つまり現段階ではイーサリアムはPoW+PoSを並行運用している段階にあります。 PoS パラチェーン チェーンの早期アクティベーションは、主に 2 つの考慮事項によるものです。1 つ目は、現在実行中の PoW チェーンへの影響を最小限に抑え、ネットワーク上のコンセンサス変換の影響を軽減することです。2 つ目は、新しい PoS ネットワークに十分な時間を与えることです。ネットワークの安全な運用を確保するために、誓約された ETH を収集します。
2.マージ
イーサリアム2.0を語る際によく言われる合併（Merge）とは、PoWのメインネットワーク（イーサリアムはトランザクションを処理する実行層と呼ばれます）とPoSビーコンチェーン（イーサリアムは正式にはコンセンサス層と呼ばれます）をマージすることです。イーサリアムの合併はまずテストネットワーク上でテストする必要があり、テスト中に問題が見つかった場合は状況に応じてノードを修復することになります。
現在、イーサリアムのテストネットであるRopstenとSepoliaはそれぞれ6月9日と7月6日に統合されています。残りの Goerli テストネットも近い将来統合される予定です。すべてが順調に行けば、公式イーサリアムネットワークは9月中旬から下旬に合併を終了することになる。その後、PoW メカニズムは放棄され、ネットワーク全体が PoS を通じて新しいブロックを生成します。
コンセンサスメカニズムの切り替えを確実に成功させるために、イーサリアム開発者はPoWのマイニング難易度を高めるディフィシティボムを実装することを提案しました。ディフィシティボムは、2015年にイーサリアムのコードに追加されました。これは、あらかじめ決められたブロック数に基づいてPoWアルゴリズムのパズルの難易度を上げ、ブロックを生成するための計算時間を長くし、マイニングを困難にする、と説明されています。マイナーのマイニング報酬を減らし、彼らの熱意を払拭します。ディフィシティボムが実装されると、マイナーは利益を得ることができなくなり、元の PoW ネットワークは運営を継続できなくなります。
3. 断片化
コンセンサスメカニズムの変革ではイーサリアムのパフォーマンスを向上させることはできず、パフォーマンスの向上は断片化によって達成する必要があります。
シャーディングはデータベースのパーティショニングの概念であり、ストレージと高速処理を最適化するために使用されます。組織のネットワークをより小さなパーティションに分割することで、データベースが水平に分割され、負荷が分散されます。各シャードには独自の独立したデータがあります。複数のシャード スライスを並列処理できるため、ネットワークの輻輳が軽減され、TPS が向上し、ネットワークのスケーラビリティが実現します。
イーサリアムの初期のシャーディング計画では、メインネットワークを 64 のシャードに分割し、各シャードに独立したブロック提案者と委員会があり、ブロック提案者と委員会はランダムに選択されて割り当てられ、提案者はブロックに含めるトランザクションを選択します。ブロックはトランザクションプールに含まれ、委員会から 3 分の 2 の承認投票を取得した後にチェーンに含めることができます。
この初期のシャーディング スキームは、イーサリアム メイン チェーンのパフォーマンスを拡張するように設計されました。しかし、実装は非常に複雑で、さらに数年後にはlayer2が急速に発展し、Rollupが隆盛したため、Vitalikを中心としたイーサリアムの開発者は徐々にこのオリジナルのソリューションを放棄し、新しい技術の選択に移っていきました。より多くのトランザクションを実行するためにイーサリアムメインネット上で直接シャーディングするという方法は、ロールアップを中心とした基盤となるチェーンのロードマップに変換され、ロールアップはトランザクションレベルで拡張され、メインチェーンはロールアップにデータの可用性のみを提供します。
ブロックには複数のRollupで生成されたパッケージを含めることができるため、将来的にイーサリアム上ではネットワーク全体の拡張に向けて複数のRollupが存在することになるが、現在主流となっているのは、それぞれ正当性と不正性の2つの証明に相当するzkRollupとOptimistic Rollupである。方法。
副題
イーサリアム 2.0 アップグレードの影響
エネルギー消費量の削減
PoS メカニズムに切り替えた後は、ネットワーク全体が大量の電力を消費するマイナー ノードに依存しなくなるため、より環境に優しいものになります。 PoS メカニズムに基づくノードのエネルギー効率は PoW よりも 99% 以上高いため、PoS ネットワークのエネルギー効率は大幅に向上します。 PoW メカニズムが採用されると、マイナー ノードは複雑な数学的計算を実行するために強力でエネルギーを大量に消費するハードウェア デバイスを必要とし、最初に計算を完了した人がブロックを構築してブロック報酬を受け取る資格を得ることができます。この場合、採掘者は最大の利益を得るために採掘設備を 1 日 24 時間フル稼働させることしかできず、これらの高エネルギー消費設備には膨大な電力需要が伴います。
PoS ネットワークでは、ブロックの提案者がランダムに選択されるため、多数のマイニング ハードウェアがブロックを生成する権利を争う必要も、膨大な電力消費も必要ありません。
ETHの生産
イーサリアムが PoW コンセンサスから PoS に移行した後、マイナー報酬は生成されなくなり、代わりにプレッジ報酬が生成されます。つまり、ETHの発行率は90％削減されることになります。ビットコインが同時に3回半減することに相当し、イーサリアムの流通量が瞬時に減少すると同時に、担保に入れられたETHが市場に流入できなくなるため、ETHが市場に参入することになるため、この状況を誰もが「トリプル半減」と呼んでいます。デフレ段階。
ETH誓約
合併完了後は、ほぼリスクのないプレッジ収入を得ることができるため、より多くのユーザーがETHをプレッジすることを選択することになるでしょう。計算によると、ETHをステーキングする場合の年間収益率は約4%です。クラーケンはレポート「2022年第1四半期のステーキング状況」の中で、イーサリアムの合併完了後、ステーキングユーザーの年間収益率は8.5%～11.5%に達する可能性があると予測しました。
さらに、誓約書の必要性の増加により、誓約書サービストラックでの感染拡大の波が予想されます。現在、イーサリアム総量の10%を超える1,300万ETH以上がビーコンチェーン上でプレッジされており、合計41万人のバリデーターがプレッジに参加しました。ネットワークには少なくとも 32 ETH の誓約が必要であり、同時にノード機器を実行するには特定の技術的および財務的しきい値があるため、自分で誓約するよりも誓約サービスプロバイダーを選択する方がはるかに魅力的です。リド、ステーキング トラックの現在のリーダー (上記を参照)）は流動性ステーキング市場の90％以上を占めています。
鉱夫
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エピローグ
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