イーサリアムPectraを解説：次なる大規模アップグレード

2024.09.27

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イーサリアムPectraを解説：次なる大規模アップグレード

Pectraアップグレードは、イーサリアムネットワークの次の重要なマイルストーンであり、2025年第1四半期に実施予定です。

2024.09.27 - 14:55:41

以太坊Pectra

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Pectraアップグレードは、イーサリアムネットワークの次の重要なマイルストーンであり、2025年第1四半期に実施予定です。

執筆：dwong

Pectra アップグレードは、イーサリアムネットワークの次の重要なマイルストーンであり、2025年第1四半期の実施が予定されています。このアップグレードは2つの主要な部分から構成されます。つまり、Prague（プラハ）でのエグゼキューション層アップグレードと、Electra（星座名）でのコンセンサス層アップグレードです。

これまでの主要アップグレードとは異なり、Pectraには目立つ単一の主要目標はありません。代わりに、複数の技術的改善や最適化に焦点を当てています。これは、L2の手数料を大幅に削減したDencunアップグレードや、ステーキングされたETHの引き出しを可能にし、プルーフ・オブ・ステーク（PoS）への移行を完了させたShapellaアップグレードとは対照的です。

Pectraアップグレードに関連するEIPs

確定済みのEIPs

EIP-2537[1]：BLS12-381曲線演算のプリコンパイル
EIP-2935[2]：状態内に履歴ブロックハッシュを保存
EIP-6110[3]：オンチェーンでのバリデーター預け入れ処理
EIP-7002[4]：トリガー可能なエグゼキューション層からの退出
EIP-7251[5]：最大有効残高の増加
EIP-7549[6]：証明内の委員会インデックスの削除
EIP-7685[7]：汎用エグゼキューション層リクエスト
EIP-7702[8]：トランザクション内でEOAアカウントコードを設定

検討中のEIPs

EIP-7212: secp256r1曲線サポートのためのプリコンパイル
EIP-7547[9]：含蓄リスト
EIP-7623[10]：calldataコストの増加
EIP-7742[11]：コンセンサス層とエグゼキューション層間のblob数制約の解除

主なEIPの概要

EIP-2537：BLS12-381曲線演算のプリコンパイル

本提案は、BLS12-381曲線上でのプリコンパイル操作を導入し、BLS署名検証などの処理効率を大幅に向上させます。既存のBN254プリコンパイルと比較して、BLS12-381はより高いセキュリティを提供します（BN254の80ビットに対し、120ビット以上）。この改善は基本的な曲線演算だけでなく、多重指数演算も統合しており、公開鍵や署名の効率的な集約の基盤を築きます。

EIP-2935：状態内に履歴ブロックハッシュを保存

本提案では、直近8192個のブロックハッシュをシステムコントラクト内に格納することを提案しています。この変更は主にステートレスクライアントの実行を支援することを目的としています。これにより、ステートレスクライアントは必要な履歴情報を容易に取得でき、既存のBLOCKHASHオペコードとの互換性も維持されます。これはブロックハッシュ履歴の保存機構を簡素化するだけでなく、履歴データへの新たなアクセス手段も提供します。

EIP-6110：オンチェーンでのバリデーター預け入れ処理

本提案は、バリデーターの預け入れプロセスをイーサリアムのエグゼキューション層のブロック構造に直接統合するものです。この変更により、預け入れの包含および検証責任がコンセンサス層からエグゼキューション層へと移管され、コンセンサス層による預け入れ（またはeth1data）投票の必要性が排除されます。預け入れトランザクションのコントラクトログイベントを分析することで預け入れリストを生成するこの方法は、預け入れ処理の安全性と効率を高めるだけでなく、ユーザーエクスペリエンスの改善にも寄与します。また、クライアントソフトウェアの設計を簡素化し、システム全体の複雑性を低減します。

EIP-7002：トリガー可能なエグゼキューション層からの退出

本提案は、バリデーターがエグゼキューション層（0x01）を通じて退去資格を取り消すことで、退去および退出操作をトリガーできる新しいメカニズムを導入します。具体的には、退去メッセージをエグゼキューション層のブロックに付加し、コンセンサス層がこれを処理する形になります。この方法により、バリデーターはより柔軟な退出選択肢を得られると同時に、システムの安全性と整合性も保持されます。

EIP-7251：最大有効残高の増加

本提案は、最小ステーキング額を32ETHのままに保ちつつ、イーサリアムバリデーターの最大有効残高（MAX_EFFECTIVE_BALANCE）を引き上げることを目指しています。この変更には以下のような複数の利点があります：

大規模ノード運営者がより少ないバリデーターに統合できるようになり、運用効率が向上します。
小規模ステーキング参加者が複利報酬を得られる機会を提供し、ステーキングの魅力を高めます。
より柔軟なステーキングオプションを提供し、より多くの参加者を惹きつけます。
ネットワーク内の冗長なバリデーターを削減し、P2Pメッセージ数を低減します。
BeaconStateのメモリ使用量を削減し、システム効率を向上させます。
エグゼキューション層における部分的引き出しメカニズムを強化し、イーサリアムネットワーク全体の資金流動性をさらに最適化します。

EIP-7549：証明からの委員会インデックスの削除

本提案は、署名付きの証明メッセージから委員会のindexフィールドを削除することで、同じコンセンサス投票の集約を実現することを提案しています。この変更の主な目的はCasper FFGクライアントの効率を高め、平均的なペアリング検証数を削減することです。すべてのタイプのクライアントがこの改善の恩恵を受けますが、特にCasper FFGコンセンサスをZK回路で証明する場合に、最も顕著なパフォーマンス向上が期待されます。

EIP-7685：汎用エグゼキューション層リクエスト

本提案は、スマートコントラクトによってトリガーされるリクエストを格納・処理するための汎用フレームワークを定義しています。具体的には、実行ヘッダーおよびボディにそれぞれリクエスト情報を格納するためのフィールドを追加し、これらのリクエストをコンセンサス層に提示することで、各リクエストを処理できるようにします。このメカニズムは、スマートコントラクトによって管理されるバリデーターの需要増加に対応するために設計されており、将来のより複雑なオンチェーン相互作用の基盤となります。

EIP-7702：トランザクション内でEOAアカウントコードを設定

Vitalik Buterinらによって提案されたEIP-7702は、イーサリアムのアカウント抽象化（account abstraction）を最適化することを目的としています。本提案は新しいトランザクションタイプを導入し、外部所有アカウント（EOA）が承認メカニズムを通じてアカウントコードを設定できるようにします。この改善により以下の新機能がサポートされます：