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カンクンアップグレード解析:イーサリアムL2拡張の新たな章
カンクンのアップグレード後の時代を深く分析する: データと投資の視点
###イントロダクション
イーサリアムは2015年7月30日に正式にローンチされて以来、12回のアップグレードの歴史があり、毎回のアップグレードは注目を集めています。
今回のイーサリアムカンクン-デネブアップグレード(Dencunアップグレード)の主な目的は、Layer 2ネットワークのスケーラビリティとモジュラリティを向上させ、イーサリアムネットワークのセキュリティ機能を強化し、全体的な使いやすさを改善することです。
1. Dencunアップグレードとは何ですか
1.1 アップグレードの紹介
1.1.1 名前の由来
イーサリアムの基盤は、実行層とコンセンサス層の2つの部分で構成されており、2つの部分はそれぞれ異なる命名規則を持っています。
実行層アップグレードの命名規則は2021年から、Devcon(エthereum開発者会議)が開催される都市に基づいています。例えば、ベルリンアップグレード、ロンドンアップグレード、上海アップグレードなどがあります。
コンセンサス層のアップグレード命名規則は、ビーコンチェーンの導入以来、天体の名前に基づいており、アルファベット順に行われています。例えば、牽牛星(アルタイル)、参宿五(ベラトリックス)、五車二(カペラ)などです。
イーサリアムの各アップグレードの名称は、二つの異なるアップグレード名称を組み合わせて全体のアップグレード名を形成します。今回のDevconの場所はメキシコのカンクンであり、コンセンサスレイヤーのアップグレードはDenebであるため、今回のイーサリアムアップグレードはDencunアップグレードと略称されます。
1.1.2 アップグレードの背景
Dencunのアップグレードの背景には、1つはイーサリアムに基づいた長期計画があり、もう1つの核心はイーサリアムの体験を向上させることです。最終的には、許可不要で、非中央集権的で、検閲に強く、オープンソースのエコシステムを実現します。
一方で、2023年12月31日にイーサリアムの創設者ヴィタリック・ブテリンによって発表されたロードマップから、DencunアップグレードはThe surgeの部分に対応しており、ユーザー体験を最優先とする(例えば取引速度の向上、Gas feeの削減)を開始し、ネットワークの効率を向上させ、取引コストを削減し、将来の発展のための堅固な基盤を築くことを目的としています。
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一方で、2023年12月28日にVitalik Buterinが発表した記事「Make Ethereum Cypherpunk Again」によれば、Vitalikは現在ブロックチェーンがますます資産投機に限定される核心的な理由の一つは取引手数料の上昇であり、これがDegen Gamblersを主流にしているため、ブロックチェーンの応用価値の実現に不利であると考えています。そのため、取引手数料を下げる必要があります。
1.1.3 アップグレード時間
Ethereumの計画に基づき、アップグレードの時間とアクティベーション情報は次のとおりです:
1.1.4 関与
イーサリアムのCancun-Denebアップグレードは、実行層とコンセンサス層の両方に対して一連の改善が行われました。Cancun(は実行層)EL(を強化し、Deneb)はコンセンサス層(CL)を強化しました。また、イーサリアムネットワークの発展にとって重要な一連のEIP(イーサリアム改善提案)が含まれています。合計9つのEIPがあり、重要なEIPについては後ほど詳しく紹介します。
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(# 1.2 Dencunのアップグレードのポイント
上記の理解を通じて、私たちはDencunアップグレードが主にイーサリアムの改善であることを知り、具体的な実施計画は一連のEIPを中心に進められることがわかります。以下では、関係する主要なEIPについて詳しく分析します。
1.2.1 EIP-4844 シャーディングBlobトランザクション)Proto-Danksharding###
EIP-4844は今回のアップグレードの最大のハイライトであり、手数料を削減し、取引のスループット(TPS)と拡張性を向上させることを目的としています。本質的には、完全なDanksharding(に向けた移行的なアップグレードであり、Ethereumの「静かな」段階アップグレードの最後の部分)であり、Proto-DankshardingはDankshardingの基礎を築くものです。
Ethereumのメインチェーンでデータの可用性を提供することは、Calldata(を理解することができます。これは、契約取引の呼び出しで生成されたデータ)を意味します。また、Layer 2からLayer 1に戻されるデータはすべてCalldataに保存されます。さらに、安全のために、Calldataの各ステップの実行にはGasが必要であり、これがGas費用を大きくする原因となっています。しかし、Calldata内の取引データが検証された後は、実際にはあまり用途がありません。長期間のデータもダウンロードして検証でき、実行層に送信する必要はありません。Layer2-OPチェーンの平均取引費用の歴史を例に挙げると、費用の約80%がL1のデータ費用から来ていることがわかります。
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したがって、EIP-4844は新しいデータストレージ構造--- Blobを導入しました。これは、L2からL1に提出される取引データを保存するために特別に設計されています。導入後、L2の取引データは直接Blobに保存され、コンセンサスノードが完全にダウンロードできるようになり、短時間の遅延の後に削除でき、不要なストレージの負担が軽減されます。これは、Blobの導入がL2の取引手数料を大幅に削減することを意味します。同時に、BlobはL2のために追加のブロックスペースを拡張し、L2の取引スループットも大幅に向上します。
1.2.2 EIP-1153 瞬态ストレージオペコード
EIP-1153の主な目的は、ストレージスペースとストレージコストを節約することです。一時的なストレージは、各取引の後に破棄されるため、一時的なストレージはディスクアクセスを必要としないため、より安価です。
EIP-1153はDapp開発者にとって比較的優しいもので、EVMに新しいオペコードTSTOREとTLOADを導入しました。これらのオペコードを呼び出すGasコストは約100 Gasで、従来のストレージ呼び出し(SLOADとSSTORE)よりも95%安くなっています。同時に、完全なトランザクションの実行が終了すると、その部分のストレージはクリアされ、ストレージコストとGas消費が削減されます。例えば、将来的には新しいDeFi契約がさらにGasを節約できるようになるかもしれません。
1.2.3 EIP-4788 EVM内のベーカーブロックルート
EIP-4788はEVM(イーサリアム仮想マシン)とビーコーチェーン(Beacon)間の通信を実現します。この機能はさまざまなユースケースをサポートし、ステーキングプール(staking pools)、再ステーキング(restaking constructions)、クロスチェーンブリッジ(smart contract bridges)、MEVなどを改善します。
以前は、EVMがBeaconのデータと状態に直接アクセスできず、外部の信頼できるオラクルを通じて状態を取得する必要がありました。そこで、各EVMブロックに親ビaconブロックルート(parent_beacon_block_root)を配置することが提案されました。これにより、Beaconに更新があると、EVM上で即座に正確な情報を得ることができます。
親の信号ブロックルートはリングバッファに保存され、約1日間のみ保持されます。新しい親の信号ブロックルートが入ると同時に、バッファの容量が臨界値に達した場合、最も古い親の信号ブロックルートが上書きされ、高効率かつ制限されたコンセンサスストレージが実現されます。これにより、信頼の最小化された方法で通信が実現され、外部オラクルの障害や悪意のリスクが排除され、安全性が高まります。
1.2.4 EIP-5656 MCOPY - メモリ コピー命令
EIP-5656は、新しいEVM命令MCOPYを導入することで、メモリ領域のコピープロセスのコストを最適化し、EVM内でのデータ移動の効率を向上させます。
メモリコピーは基本的な操作ですが、EVM上でそれを実現することはオーバーヘッドを伴います。256バイトのメモリデータをコピーする例を挙げると、開発者はMCOPYオペコードを使用することで、以前の96 Gas(からMLOADおよびMSTORE)を使用してコストを27 Gasに大幅に削減できます。将来的には、大多数の開発者がMSTORE/MLOADの代わりにMCOPYを使用することが予想されており、より効率的なGas契約は最終的にエンドユーザーにも恩恵をもたらすでしょう。
同時にMCOPYは、EVMにおけるメモリをコピーする方法で欠けている部分を補っています。
1.2.5 EIP-6780 SELFDESTRUCTは同一のトランザクション内でのみ
EIP-6780は、オペコードSELFDESTRUCT機能を制限しました。新しい機能は、アカウント内のすべての資金をターゲットに送信するだけで、コード、ストレージ、その他の情報には影響を与えず、同時に今後のVerkleツリーアップグレードの準備もしています。
EIP-6780の前では、コントラクトの作成中にSELFDESTRUCTオペコードが参照されると、資金はターゲットに送信できますが、コード、ストレージ、その他の情報は削除されます。しかし、この機能は一定の危険や予期しない結果を引き起こす可能性があります。EIP-6780の後では、これらは影響を受けず、開発者はプロジェクトをより良く管理できるようになり、より安定で予測可能なブロックチェーンを実現できます。
( 2. アップグレード後のデータ面への影響
)# 2.1 ガス代の影響
今回のアップグレードで最も重要で、皆が最も関心を持っているのはGas費用の変化です。EIP-4844の導入により、最も恩恵を受けるのはLayer2層であり、Gas費用の低下効果は非常に顕著で、ユーザー体験が向上しました。基本的には、アップグレード前に予測されていたLayer2手数料の90%削減の期待に沿ったものです。
Layer1###のEthereum自身###に関しては、アップグレード後にガス代が若干低下しましたが、顕著ではなく、ユーザーは実際の使用において特に変化を感じていません。
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(# 2.2ボリュームインパクト
ガスを減らすことに加えて、スループットを向上させたいというのも、イーサリアムのスケーリング開発計画の重要なポイントです。
アップグレードが完了した後、Baseの取引量は最初に急増し、従来のボトルネックを突破して50万から200万に増加しました。これはEIP-4844が直接的な影響を及ぼし、最も明らかに恩恵を受けたことを意味します。
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(# 2.3 TPSの影響
TPS)の最適化により、開発者はdAppsを構築および展開する際により大きな柔軟性を持つことができ、より複雑でデータ集約型のアプリケーションが生まれることが期待され、より広範なユーザー層を引き付けることができます。
アップグレードが完了した後、各Layer2のTPSは基本的に増加しましたが、最大でも30トランザクション/秒を超えることはありません。
TPSが低いことは現在のWeb3業界の一般的な現象であり、従来のWeb2業界の高TPS特性とは異なります。Layer2のTPSは最高でも500を超えませんが、業界の発展の観点から見ると、今回のアップグレードは未来のための基盤を築くものであり、またイーサリアムの発展に対する期待、すなわち10万+のTPS達成にも呼応しています。
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)# 2.4 Blob の使用法
Layer2の取引手数料の全体的な低下の主な理由はBlobタイプの導入です。取引に掛かるBlobの数が多いほど、全体のスループットも大きくなります。これも将来のイーサリアムのアップグレードに向けた基盤を築くことになります。
最初の予測では、ブロックごとに平均3つのBlobを実現すれば、L2のスループットは約2倍になるとされています。最終的に1つのブロックに64個のBlobを外部追加する目標が達成されれば、L2のスループットは約40倍になるでしょう。今回のアップグレードでは、最大制限が6個のBlobに設定されています。
現状では、Blobは取引での使用が始まっていますが、全体的な使用率はそれほど高くありません。ピークはアップグレードが完了したばかりのときに現れ、その後は徐々に減少しており、現時点では3つのBlobの平均目標には達していません。
! カンクンのアップグレード後の時代に関する詳細な分析:データと投資の視点
しかし、Blobタイプの導入は、Layer1上のLayer2のデータコストに明らかな改善をもたらしました。前述のOPチェーンの例から、Layer2の平均取引コストにおけるL1のデータコストが明らかに低下し、ほぼ消滅したことを直感的に感じることができます。これにより、Layer2の利益の余地が向上する可能性があることも推測できます。
L2の収益モデルは比較的シンプルで明確であり、基本的に以下のように要約できます: チェーン上の利益 = L2の取引手数料 - L1の支払いコスト; OPチェーンを例にとると、アップグレードによりL2の取引手数料とL1の支払いコストが同時に低下しましたが、取引量とユーザーベースの増加により、両者の減少幅は完全に同じ数量のオーダーではありません。取引手数料は数十万から数万に減少し、支払いコストは数十万から1k未満に減少し、アップグレード後のチェーン上の利益も増加しました。
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