イーサリアムの取引確認時間を改善する実用的なソリューションを探る

ブロックチェーンユーザーエクスペリエンスの重要な側面は、取引の確認時間です。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で送信する取引は通常5〜20秒以内に確認され、クレジットカードでの支払い体験に匹敵します。しかし、確認時間をさらに短縮することには依然として価値があり、特定のアプリケーションではミリ秒単位の遅延が必要です。この記事では、イーサリアムがこの点で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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既存のプラン概要

単一スロットの最終性

現在、イーサリアムの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1つのスロットがあり、バリデーターはチェーンヘッドに投票します。32のスロット（6.4分）内に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PBFTコンセンサスアルゴリズムに類似した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。

しかし、この方法には複雑さと時間がかかるという問題があります。単槽最終性（SSF）は、Tendermintに似たメカニズムでこのアーキテクチャを置き換え、ブロックNがブロックN+1が生成される前に最終的に確定します。SSFは「非アクティブ漏洩」メカニズムを保持しており、1/3を超えるバリデーターがオフラインの時でもチェーンが継続して動作できることを許可します。

SSFの主な課題は、各ステーキング者が12秒ごとに2つのメッセージを発信する必要があり、チェーンに大きな負担をかけることです。Orbit SSF提案のような緩和策もありますが、ユーザーは依然として5〜20秒待つ必要があります。

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ロールアップの事前確認

イーサリアムは、ロールアップを中心としたロードマップを採用しており、L1はデータの可用性やその他の機能を提供し、L2プロトコルはこれを基にユーザーにより大規模なサービスを提供します。これにより、焦点が分離されました：L1は検閲耐性、信頼性、コア機能に重点を置き、L2はユーザーのニーズに直接応えます。

理論的には、L2は独自の「分散型ソーター」ネットワークを構築でき、数百ミリ秒ごとにブロックに署名できます。しかし、これはL2が新しいL1を作成するのとほぼ同じ作業を要求し、進捗が遅くなります。そこで、すべてのL2がイーサリアムの範囲内での事前確認メカニズムを共有することを提案する人々がいます：基礎事前確認。

基本事前確認

基礎的なプレ確認は、イーサリアムの提案者の複雑さを利用して、彼らにプレ確認サービスを提供するように促します。ユーザーは追加料金を支払うことで、取引が次のブロックに含まれるという即時の保証を得ることができます。提案者が約束を破った場合、罰則が科されます。このメカニズムは、L1取引だけでなく、"ベース"のロールアップのL2ブロックにも適用されます。

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可能な将来の方向性

単一スロットの最終性が実現し、Orbitに似た技術を使用して各スロットでの署名者の数を減らし、ステーキングのハードルを下げたと仮定します。スロットの長さは16秒に増加する可能性があり、rollupの事前確認または基礎の事前確認と組み合わせて、ユーザーにより迅速な確認を提供します。これは実際にエポック-スロットアーキテクチャを形成します。

このアーキテクチャが避けがたい理由は、大まかな合意に達する方が、最大限の「経済的最終性」に達するために必要な時間が短いからです。影響要因には、ノードの数とノードの「質」が含まれます。もし専門化されたノードのサブセットに依存して近似的な合意を達成し、同時に完全なバリデーターセットを使用して最終性を確定することができれば、確認時間を約2秒に短縮できる可能性があります。

したがって、より強力な関心の分離を持つエポック・スロットアーキテクチャの設計空間を探求することは価値があります。

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L2ポリシーの選択

L2には現在、3つの合理的な戦略があります：

1. 技術的にも精神的にも"イーサリアム"を"基に"して、その技術的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、サーバーの効率とブロックチェーンの安全性を組み合わせる。
3. 妥協案：クイックチェーンは、イーサリアムと組み合わせることで追加の相互運用性とセキュリティを提供します。

特定のアプリケーションに対して、12秒のブロック時間は十分です。他のアプリケーションにとっては、唯一の解決策はepoch-slotアーキテクチャです。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だけ優れているかであり、これは他のソリューションの意義に影響を与えます。

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まだ不確実性があります。Orbit SSFのような新しいデザインは、さらなる可能性を探るためのスペースを提供しています。私たちが持つオプションが多いほど、L1およびL2ユーザーにより良いサービスを提供し、L2開発者の作業を簡素化できます。

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