より速いイーサリアムの取引確認時間を探る

迅速な取引確認時間は優れたブロックチェーンユーザーエクスペリエンスの重要な要素です。近年、イーサリアムはこの点で顕著な進展を遂げました。現在、ユーザーがL1で送信した取引は通常5〜20秒以内に確認され、これはクレジットカード決済の体験に匹敵します。しかし、ユーザーエクスペリエンスをさらに改善する価値があり、特定のアプリケーションではサブ秒レベルの遅延が必要です。本記事では、イーサリアムが取引確認時間を改善するためのいくつかの実行可能なオプションを探ります。

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先行技術の概要

単スロット最終性

イーサリアム現在のGasperコンセンサスは、スロットとエポックのアーキテクチャを採用しています。12秒ごとにスロットがあり、一部のバリデーターがチェーンヘッドに投票します。32のスロット（6.4分）内で、すべてのバリデーターが1回投票する機会があります。これらの投票は、クラスPBFTコンセンサスアルゴリズムのメッセージとして解釈され、2つのエポック（12.8分）後に強い経済的保証の最終性を提供します。

近年、この方法の欠点がますます顕著になっています：複雑性が高く、12.8分の最終確認時間が長すぎます。単スロット最終性（SSF）は、Tendermint類似のメカニズムによってこのアーキテクチャを置き換え、ブロックNはブロックN+1が生成される前に最終的に確定されます。SSFは「非アクティブ漏洩」メカニズムを保持しており、1/3以上のバリデーターがオフラインのときでもチェーンが継続して動作し、回復することを可能にします。

SSFの主な課題は、各ステーキング者が12秒ごとに2つのメッセージを送信する必要があり、チェーンに大きな負荷をかけることです。Orbit SSF提案のような緩和策がいくつかありますが、ユーザーは依然として5〜20秒待たなければなりません。

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ロールアップの事前確認

イーサリアムはrollupを中心としたロードマップを採用しており、L1はデータの可用性とコア機能を提供し、L2プロトコル（rollups、validiums、plasmasなど）がこれを基盤にしてユーザーに大規模なサービスを提供します。L2はユーザーにより速い確認時間を提供することを目指しています。

理論的には、L2は独自の「分散型オーダラー」ネットワークを作成し、数百ミリ秒ごとにブロックに署名することができます。しかし、すべてのL2に分散型オーダリングを要求するのはあまり公平ではないように思えます。なぜなら、それは新しいL1を作成することに相当するからです。

基本事前確認

基礎的な予確認仮定は、イーサリアムの提案者が複雑なMEV参加者であることを前提としており、彼らに予確認サービスを提供する責任を受け入れるようにインセンティブを与えることでこの複雑性を利用します。この方法は標準化されたプロトコルを作成し、ユーザーは次のブロックにトランザクションが含まれることを即時に保証されるために追加料金を提供できます。提案者が約束を破った場合、彼らは没収されます。

このメカニズムは、L1取引と基にしたL2ブロックに事前確認を提供できます。

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今後の展望

単一スロットの最終性が実現され、Orbitのような技術を使用して各スロットで署名するバリデーターの数が減少し、同時にステーキングのハードルが下がったと仮定します。スロットの時間は16秒に増加し、ユーザーにより迅速な確認を提供するために、ロールアップの事前確認または基盤の事前確認と組み合わせます。これにより、新しいエポック-スロットのアーキテクチャが形成されます。

epoch-slotアーキテクチャが避けられない理由は、概ね一致するために必要な時間が、最大限の"経済的最終性"合意に達するために必要な時間よりも短いためです。これはノードの数やノードの"質"などの要因に関係しています。

L2に対して、現在のところ合理的な戦略は3つあります。

1. 技術的にも精神的にも"イーサリアム"に基づき、その基盤層の属性と価値観を最適化する。
2. "ブロックチェーンの足場を持つサーバー"になり、サーバーの効率を最大限に活用します。
3. 妥協案：約100のノードを持つ高速チェーン、イーサリアムは追加の相互運用性とセキュリティを提供します。

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重要な問題は、イーサリアムのネイティブなepoch-slotアーキテクチャがどれほど機能するかです。もしスロット時間を1秒に短縮できれば、3番目の戦略のスペースは大幅に縮小されるでしょう。

現在、私たちはこれらの問題の最終的な答えからまだ遠いです。ブロック提案者の複雑さには依然として不確実性があります。Orbit SSFのような新しい設計は、さらなる探求の機会を提供します。選択肢が多いほど、L1およびL2ユーザーにより良いサービスを提供でき、L2開発者の作業を簡素化することができます。

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