EIP4844: Ethereum データシャーディング前の中間ソリューション

将来、イーサリアムは最初に合併を経験し、次に上海ハードフォーク、そして将来のシャードチェーンを経験するでしょう。これらは、データの可用性に関して Ethereum が実行する必要があるプロセスです。

EIP-4844 は、この長いプロセスにおける重要なアップデートです。この提案は現在草案の段階であり、修正される可能性があります。

EIP-4844 の技術要件は、データの可用性を拡張する方法であるプロトダンクシャーディングに属します。主な技術的変更は、ビーコン ノードが BLOB データを受け入れ、BLOB を検証できる新しいトランザクション タイプを Ethereum に導入したことです。

Ethereum におけるシャーディングは、データを 2 つ以上の小さなチャンクに分割するプロセスです。これらのチャンクは、物理シャードと呼ばれる個別のデータベース ノードに分散されます。

現在、イーサリアムが採用しているシャーディング戦略は、「ロールアップ中心」のアプローチです。このアイデアにはオフチェーンデータの処理も含まれるため、インフラストラクチャ全体でレイヤー 2 のスケーラビリティも活用する必要があります。

ただし、ロールアップの目標は長期的です。現在、実現できる主なアイデアは、トランザクション サイズを圧縮することです。制限されたブロック サイズ内で、より多くのトランザクションを圧縮して、トランザクション ガス コストを削減できます。

データシャーディングの長期的な目標において、無視できないことが 1 つあります。それは、データシャーディング後の各ブロックのデータ使用可能領域のサイズです。データ シャーディングにより、ロールアップを使用するチェーンのブロックあたり約 16 MB の専用データ スペースが増加します。この目標が達成されると、オフチェーンまたはレイヤー 2 のデータをロールアップと適切に調整して、データ トランザクション処理機能を向上させることができます。

しかし、長いデータシャーディングが来る前に、EIP4844 は中間的なソリューションを作成し、ビーコンチェーンの各ブロックのデータ可用性スペースを最大 2MB まで拡張できるようになりました。つまり、Blob データの一部をビーコン チェーンのブロックに追加すると、データ ストレージの制限に達する可能性がありますが、理論上は、ブロックあたり 1 MB の制限にトランザクションあたり 300 バイトを追加した最大 1.4 MB になります。しかし、ガス計算を使用すると、180万になるはずです。したがって、目標が 1MB、上限が 2MB の仕様になります。

トランザクション BLOB 形式のデータはビーコン チェーンの一部となり、すべてのコンセンサス ノードによって完全にダウンロードされます (ただし、比較的短い遅延の後に削除される可能性があります)。

ここで注目すべきは、ノードは BLOB が利用可能かどうか、つまりネットワークからダウンロードできるかどうかをチェックすることによって BLOB を検証するということです。これらの BLOB 内のデータ領域は、高スループット操作をサポートするレイヤー 2 プロトコルによって使用されることが予想されます。

さらに、EIP の詳細情報によると、これらのデータはブロック ヘッダーを占有せず、ブロック本体に入ります。つまり、この選択は追加のスペースを作成するのではなく、データ ブロックにさらに多くのスペースを割り当てることを意味します。ブロックに BLOB を追加するのはアクセスのためではなく、データが存在し、ネットワーク L2 インフラストラクチャ (Arbitrum、Optimism など) からアクセスできるかどうかを表すためです。

ブロブは、トランザクションのニーズを満たすために、一定期間ビーコン チェーン上に保持されます。

このような大量のデータ使用量の場合、128kb ブロックのコストは理想的には 1 ガス、つまり現在のガス価格とイーサ価格に換算すると 0.01 セントになります。

さらに、EIP-4488 と proto-danksharding の間にいくつかの違いを認識する必要があるかもしれません。 EIP-4488 は現在必要な変更を最小限に抑えようとしますが、proto-danksharding では多くの変更が必要になります。このプロセスの後、将来的に完全なシャーディングにアップグレードするために必要な変更はほとんどありません。完全なシャーディング (データ可用性のサンプリングなどを含む) を実現するのは複雑な作業であり、この複雑さはコンセンサス レイヤー内に含まれています。プロトダンクシャーディングが開始されると、フルシャーディングへの移行を完了するために、エグゼクティブクライアントチーム、ロールアップ開発者、およびユーザーはそれ以上の作業を行う必要はありません。

Ethereum Foundation は、最終的なシャーディング アップグレードが完了するまで、これが Ethereum ネットワークに実質的なスケーリング ソリューションを提供すると考えています。