マージ、サージ、ヴァージ、パージ、スパージによるイーサリアムの理解
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マージ、サージ、ヴァージ、パージ、スパージによるイーサリアムの理解
イーサリアムが実行シャードからロールアップ中心のロードマップに転換することは、ブロックチェーンを次の10億ユーザーへと拡張する上で鍵となる一歩である。
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執筆：Alec、volt capital
翻訳：TechFlow intern
「マージ」、つまりイーサリアムがPoSネットワークに移行する計画は、9月末までにメインネットで実施予定であり、ブロックチェーンのアクセシビリティを大規模に解放することを目的としている。イーサリアムが実行シャーディングからロールアップ中心のロードマップへと転換することは、次の10億ユーザーに向けてブロックチェーンを拡張するための重要な一歩である。
ロールアップ中心のロードマップ
当初のイーサリアム2.0計画（現在は放棄）では、メインネットを64個のシャードに分割し、それぞれ独立したマイナー／バリデーターを持つことでスケーラビリティを実現しようとしていた。
しかし、ロールアップの台頭と採用、および実行シャーディングの複雑さにより、もはや実行シャーディングを中心としたスケーラビリティロードマップは放棄され、代わりにデータシャーディングが採用された。イーサリアムチームは現在、世界の需要に応えるべくスケーリングを行うにはロールアップを通じて達成すると考えている。そのため、マージ後のイーサリアムは、ロールアップがセキュリティを獲得するための強固な決済層およびデータ可用性層となることを目指している。
ビーコンチェーン（The Merge）
一般的な見解とは異なり、マージの目的はトランザクションコストを下げるのではなく、イーサリアムをロールアップ向けの強力な基盤インフラ層へと変貌させることにある。
この目標を達成する最初の核となるのがビーコンチェーンである。これにより、イーサリアムは従来のPoWシステムからPoSシステムへと移行する。このシステムでは、ステーカーがブロック生成のために担保を預け入れなければならず、不正な参加者の担保はスラッシングされる。
コンセンサスシステムをPoS（プルーフ・オブ・ステーク）に移行することで、「バリデーター」というプリミティブが導入され、これがネットワークコンセンサスを強化し、効率的なプロトコルレベルのデータ可用性レイヤーへの道を開く。バリデーターはビーコンチェーンによってランダムに割り当てられ、ブロックに対して投票を行い、コンセンサスを形成する。
投票は「アトラテスト」と呼ばれ、バリデーターの投票をチェックすることでビーコンチェーンの状態を簡単に検証でき、単一のバリデーターによる検証と比較して、ブロックサイズとデータ増加を最小限に抑えることができる。
バリデーターの導入はまた、フォークを作り出すために相対的に多くのバリデーターが必要になるため、コンセンサスを強化する。さらにバリデーター集合は定期的にシャッフルされるため、悪意のあるバリデーターが攻撃を仕掛けるタイミングを合わせることが難しくなる。
コンセンサスとMEV（The Splurge）
Vitalikは、すべてのブロックチェーンの最終形は「中央集権的なブロック生成」と「非中央集権的なブロック検証」を持つべきだと考えている。
シャーディング後のイーサリアムブロックはデータ密度が非常に高くなるため、データ可用性に対する要求も高くなる。そのため、中央集権的なブロック生成が必要不可欠となる。一方で、非中央集権的なバリデーターを維持する方法も必要である。
マージ後、イーサリアムはコンセンサス層において「提案者とビルダーの分離（Proposal-Builder Separation）」を実施する。新たな「ビルダー」役割がイーサリアムブロックを構築し、それを「提案者」に提出する。提案者に送信される有効な情報は取引内容を除外されているため、バリデーターによるフロントランニングの可能性が排除される。
さらに、効率的な市場では、ブロックスペース市場の導入により、ビルダーはMEVの全価値まで入札競争を行うようになり、その結果バリデーター集合が大部分のMEV報酬を得られるようになる。
シャーディングは、イーサリアムからセキュリティを継承するロールアップの安全性も強化する。
データ可用性をコンセンサスおよび決済層と緊密に統合することで基盤インフラをアップグレードし、ロールアップがネイティブなデータ可用性ソリューションを活用できるようにする。これにより、検証におけるセキュリティ仮定を放棄し、プロトコル内で完全なロールアップを展開可能にすることで、ガバナンスおよびスマートコントラクトリスクを排除する。
プロトコル内ロールアップにはいくつかの利点がある：現在のスマートコントラクト型ロールアップが直面している、固定かつブロックごとのGasコストを排除でき、計算とコンセンサスが分離されることで、バリデーターがブロック検証のために取引を再実行する必要がなくなる。
シャーディング（The Surge）
当初、提案者とビルダーの分離はMEVの外部性と中央集権的圧力を緩和することが目的だったが、イーサリアムコアチームはこれがデータシャーディングにも利用できると気づいた。
コア貢献者Dankrad Feistにちなんで名付けられたDankshardingの主な革新は、「統合された料金市場」である——固定数のシャードで別々のブロックと提案者を持つ方式ではなく、ランダムに選ばれたバリデーター集合が提案者となり、ブロックチェーンデータに対してデータ可用性サンプリングを行う。
これは、マージ後にブロックのデータ量が膨大になるため、軽量クライアントでも分散型でデータ可用性を維持できるようにする。コンセンサスノード自体がデータ可用性サンプリングを行うことで、決済層、コンセンサス層、データ可用性層が統合される。
統合された決済およびデータ可用性層は、有効性証明（validity proofs）を通じてエキサイティングなロールアップ機能を解放する：ZKロールアップが、イーサリアム上の実行層と同期呼び出しを行うことが可能になる。これによりL2基盤が強化され、分散流動性とスケーラビリティが向上し、ZKロールアップ上で革新的な次世代dAppを構築する条件が整う。
Proto-DankSharding
将来的にイーサリアムにとって大きな恩恵があるものの、マージ直後にはDankshardingはフル稼働しない。Proto-DankSharding（EIP-4844）は、完全実装前にリリースされるDankshardingの初期版である。
現在、ロールアップはCalldataを使って取引データをイーサリアムに書き戻しており、これが高額なGasコストを引き起こしている。シャーディングの未来では、ロールアップはBlobを使用することで、EVM実行に関連するGas手数料をユーザーが節約できるようになる。
The Verge ＆ The Purge
イーサリアムのステートとそのストレージも考慮事項である。増大し続けるステートは、バリデーターが安価なハードウェア上で作業を完遂できるようにしなければならないという観点から、非中央集権性に影響を与える可能性がある。
ブロックチェーンのステートはRAMまたはSSD上に保存される必要がある。しかし、過去の履歴データ（イーサリアムが既にコンセンサスを取ったデータ）は、安価なHDDに保存できる。
イーサリアムのマージ後ロードマップの主な目標は、信頼前提を最小限に抑え、ネイティブソリューションの実装を通じてプロトコル内でのスケーラビリティを提供することである。イーサリアムのベースレイヤーは、分散型アプリケーションエコシステム全体を支え、デジタル時代におけるアイデンティティ、ストレージ、検索、評判、プライバシーの考え方を根本的に変える可能性を秘めている。
これらのアップグレードは、高度に安全で強力なインフラを提供することでアプリケーション層も強化し、グローバル規模でのユースケースの拡張を通じてユーザーと開発者に利益をもたらす。イーサリアムのビジョンは、世界規模でデジタル未来を実現することであり、マージはそのビジョンを達成するための第一歩である。
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