イーサリアムのスケーリングを解放する：EIP-4844の解説

ファインマティクスによる、イーサリアムのレイヤー2ロールアップのコストを劇的に削減するブロブトランザクションを導入する、デンクン・ハード・フォークの重要なアップグレードであるEIP-4844（プロト・ダンクシャーディング）の解説です。

このトランスクリプトは、ファインマティクスによって公開された元のビデオのトランスクリプト (opens in a new tab)のアクセシブルなコピーです。読みやすさのために軽く編集されています。

はじめに (0:00)

イーサリアムのスケーリングは、しばらくの間、熱心に議論されてきたトピックです。レイヤー2 (L2) ソリューションは、この戦いの最前線にあり、メインチェーンの外部でトランザクションを処理して混雑を緩和し、手数料を削減する方法を提供してきました。しかし、問題があります。L2でさえ、その効率とスケーラビリティを妨げる制限に直面しているのです。EIP-4844は、L2の可能性を高め、イーサリアムをそのスケーリングのロードマップに合わせるための次のステップです。

では、EIP-4844とは一体何なのでしょうか？L2のスケーリングに具体的にどのように役立つのでしょうか？どのような新しい可能性を解き放つのでしょうか？そして、L2のトランザクション手数料を90%以上削減できるというのは本当なのでしょうか？

EIP-4844とプロト・ダンクシャーディングとは (0:52)

念のためですが、EIPはEthereum Improvement Proposal（イーサリアム改善提案）の略であり、開発者がイーサリアムのプロトコルへの変更を提案できるプロセスです。特にEIP-4844は、イーサリアム上でデータが処理される方法を大幅に強化できる新しいタイプのトランザクションを提案しています。「プロト・ダンクシャーディング」という名前を聞いたことがあるかもしれませんが、これは現在EIP-4844と同義で使用されています。

プロト・ダンクシャーディングは、完全なダンクシャーディングの初期実装です。これは、将来のダンクシャーディングによるさらなるスケーリングの基盤を築きます。これは、実際のデータ・シャードを実装することなく、完全なダンクシャーディングの仕様を構成するロジックと「足場」の大部分を実装することによって達成されます。このようにすることで、1回のアップグレードでイーサリアムに過度のリスクをもたらすことなく、複数のネットワーク・アップグレードにわたって、より簡単で混乱の少ない移行を行うことができます。

EIP-4844の背後にある中心的なアイデアは、イーサリアムの「ロールアップ中心」の未来をサポートすることです。ロールアップは、メインのイーサリアム・チェーンの外部でトランザクションを処理しつつ、イーサリアムのセキュリティを引き継ぐレイヤー2ソリューションです。EIP-4844は、ロールアップが運用コストを桁違いに削減するために活用できる新しいタイプのトランザクションを導入することで、ロールアップをより安価で効率的なものにすることを目指しています。これにより、ロールアップ上に構築されたアプリケーションの利用コストが大幅に下がり、イーサリアム・エコシステム全体の普及が促進されます。

あるロールアップでDEXのスワップを行うことを想像してみてください。そのような操作の現在のコストが、例えば1ドルだとすると、EIP-4844の後にはおそらく0.10ドル程度に下がるでしょう。ただし、この例の影響にはいくつかの注意点があり、それについてはビデオの後半で説明します。

EIP-4844は、他のいくつかのEIPとともに、次回のデンクン・ネットワーク・アップグレードに含まれる予定です。

技術的な詳細 (2:50)

それでは、EIP-4844がどのように機能するのか、詳しく見ていきましょう。

EIP-4844は、短期間ビーコン・ノードに保持されるデータの「ブロブ」を受け入れる、新しい種類のトランザクション・タイプをイーサリアムに導入します。これらの変更はイーサリアムのスケーリングのロードマップと前方互換性があり、ブロブはディスク使用量を管理可能な状態に保つのに十分な小ささです。ブロブトランザクションは、最終的なダンクシャーディングの仕様で存在すると予想されるのと同じフォーマットになっています。

これには「ブロブ手数料市場」が伴い、ブロブスペースが効率的に使用され、経済的に実行可能であり続けることを保証します。これは、新しいタイプのガスとしてブロブガスを導入することで達成されます。これは通常のガスとは独立しています。現在のところ、ブロブのみがブロブガスで価格設定されています。

ブロブは、それぞれ32バイトの4,096個のフィールド要素です。ブロックあたりのブロブの上限は、MAX_BLOBS_PER_BLOCKパラメータによって制御されます。この上限は低く設定して開始し、複数のネットワーク・アップグレードを経て増やすことができます。当初、デンクンはブロックあたり6つのブロブを目標としています。4,096 × 32バイト × ブロックあたり6個 = ブロックあたり0.75 MBとなります。

ブロブは実行レイヤーではなく、ビーコン・ノード（コンセンサス・レイヤー）に保持されます。将来のシャーディング作業ではビーコン・ノードへの変更のみが必要となるため、実行レイヤーは並行して他の取り組みを進めることができます。

ブロブは短命であり、約2週間後にプルーニング（削除）されます。ロールアップのすべてのアクターが取得するのに十分な期間利用可能ですが、ディスク使用量を管理可能な状態に保つのに十分な短さです。これにより、履歴に永久に保存されるデータであるコールデータよりも、ブロブを安価に価格設定することができます。

EIP-4844の暗号化のバックボーンはKZGコミットメントです。詳細に深入りしすぎずに言えば、これらはブロブトランザクションの機能にとって不可欠な、効率的で安全なデータの包含を可能にします。このようにして、実行レイヤーのEVMによって解釈される必要があるのはブロブへのコミットメントのみであり、ブロブ自体ではありません。

KZGコミットメントの共有シークレットを生成するために、ブラウザベースの広く分散されたセレモニーが実行され、すべてのイーサリアム・ネットワーク参加者がそれが正しく安全に生成されたことを確認する機会を得ました。

EIP-4844は、ポイント評価と呼ばれる新しいプリコンパイルを追加します。これは、（コミットメントによって表される）ブロブが特定のポイントで特定の値に評価されると主張するKZG証明を検証します。

では、これらは具体的にどのようにロールアップに適用されるのでしょうか？新しいブロブスペースにより、ロールアップは、これまでこの目的で使用されてきたより高価なコールデータではなく、ブロックデータをブロブに配置できるようになります。コンセンサス・レイヤーの短命なブロブスペースを活用できるのは、ロールアップが、誠実なアクターがロールアップスペースを構築できることを保証するのに十分な期間だけデータを利用可能にする必要があるためです。

OptimismやArbitrumのようなオプティミスティック・ロールアップの場合、不正チャレンジのウィンドウが開いている間だけ、基盤となるデータを提供する必要があります。不正証明は、コールデータを通じて一度に最大でもブロブのいくつかの値をロードすることで、より小さなステップで状態遷移を検証できます。

ZKロールアップは、トランザクションまたは状態デルタデータに対して2つのコミットメントを提供します。ブロブコミットメントと、ロールアップが内部で使用する証明システムを使用したZKロールアップ独自のコミットメントです。また、前述のポイント評価プリコンパイルを使用した等価性証明プロトコルを使用して、2つのコミットメントが同じデータを参照していることを証明します。

影響 (6:25)

EIP-4844がイーサリアム・エコシステムに与える影響は、いくら強調しても強調しすぎることはありません。まず第一に、レイヤー2ソリューションのスケーラビリティを劇的に向上させ、運用コストを削減し、他の安価な代替ブロックチェーンとの競争力を高めます。運用コストの削減が可能なのは、現在ロールアップで発生しているコストの大部分が、コールデータに支払われる手数料によるものだからです。

さらに、EIP-4844は、完全なダンクシャーディングによるさらなるスケーリングの基礎を築きます。この将来のアップグレードにより、イーサリアム・ネットワークは複数のデータ・シャードに分割され、それぞれが独立してデータを保存できるようになり、ネットワークの容量がさらに強化されます。

運用コストが下がることで、新しいレイヤー2ソリューションが次々と登場し、開発者がロールアップ上で革新的なアプリケーションを構築するようになるのを目の当たりにするかもしれません。

先ほどのDEXスワップの例で示したロールアップでのトランザクションコストの低下については、状況は複雑です。EIP-4844の後もロールアップの需要が一定であると仮定すれば、ユーザーのコストが大幅に削減されると確かに予想できます。しかし、スケーラビリティの向上は、予期せぬ経済的影響をもたらす可能性があります。例えば、エンドユーザーのトランザクション手数料が下がると、より多くの人がロールアップを使用するようになり、その結果、ネットワークリソースの需要が高まり、トランザクションコストが上昇する可能性があります。

一つ確かなことは、主な結果がトランザクションのスループットの向上であり、トランザクションのコストが同じままであったとしても、EIP-4844は将来のさらに大きなスケーラビリティの基盤を築き、最終的にはユーザーにとってより安価なトランザクションをもたらすということです。

まとめ (8:04)

イーサリアム・コミュニティはすでにさまざまなテストネットでEIP-4844のテストを完了しており、3月13日にメインネットでのローンチが予定されています。これは、イーサリアムの比類のないスケーラビリティを達成するための記念碑的なステップです。デンクン・アップグレードが行われ次第、主要なL2のほとんどが新しいブロブスペースの使用を開始することを約束しているのがすでに確認できます。

結論として、EIP-4844は単なるアップグレード以上のものです。これは、イーサリアムがよりスケーラブルで効率的、かつユーザーフレンドリーなブロックチェーンになるための道のりにおける極めて重要な瞬間です。レイヤー2ソリューションのコストを削減し、効率を高めることで、イーサリアムは分散型アプリケーションの主要なプラットフォームとしての地位を確固たるものにするでしょう。