編集者: ファンファン
出典: DeThings
編集者注：この記事は、9月6日にシンガポールの南洋理工大学で行われたイーサリアム共同創設者のヴィタリック・ブテリン氏の基調講演です。9月5日のKBW（Korea Blockchain Week）での彼の講演と比較すると、「イーサリアムが直面している課題」に焦点を当てています。今回のヴィタリック氏の講演は、「ソリューション」とは異なり、よりマクロなテーマで、「イーサリアムの過去と現在」をテーマに、イーサリアムの誕生から始まり、「スマートコントラクト」の想像から実装、そして、イーサリアムの「コンセンサス」、「仕組み」の変化、ブロックチェーンの歴史に記録される運命にあるこれらのマイルストーンは彼の口から発せられた。中国のブロックチェーン界で「V神」と崇められている彼は、いつもTシャツ、短パン、スニーカーという出で立ちをしているようだ。新しい暗号通貨の世界は、数え切れないほどの人々が栄枯盛衰を繰り返しながら、いくつかのサイクルを経てきましたが、この伝道者は決して立ち止まることはありませんでした。
演説の全文は以下の通り。
イーサリアムの誕生
今日は、2013 年と 2014 年の始まりから始まるイーサリアムの歴史と、それ以来プロジェクトが経験したいくつかの変化、そしていくつかの問題について 5 年や 10 年とは異なる考え方を振り返っていきます。数年前。
私たちは 2014 年にイーサリアム ホワイト ペーパーを発行しました。このホワイト ペーパーでは、イーサリアムに対する当初のビジョンが基本的に説明されていました。しかし、これらの理論の一部の背後にある基本的な考え方は、ホワイトペーパーでは詳しく説明されていません。イーサリアムは、ビットコインと同様の分散型システムです。これはブロックチェーンですが、1 つのアプリケーションのみをサポートしようとした以前のシステムとは異なり、イーサリアムではユーザーが独自のアプリケーションを構築できます。これは、ユーザーが独自のアプリケーション コードを作成し、そのコードをブロックチェーンにアップロードすると、アプリケーションがブロックチェーン上で実行できることを意味します。
ホワイトペーパーの冒頭で、他の人が考え出したいくつかのアイデアについて言及しましたが、私が考え始めたアイデアの 1 つは、ビットコインに加えて独自の資産を発行することでした。現在、イーサリアムには ERC-20 トークンがありますが、当時はビットコインに加えて独自の資産を発行する初期の試みであるカラーコインがありました。興味深いことに、カラーコインの特定のバージョンがビットコインプロトコルに導入されたため、カラーコインは最近再び注目を集めているようですが、カラーコインは単なるアプリケーションです。これを物理的なアイテムの所有権を表すために使用でき、その後はスマート プロパティと呼ばれます。ドメイン名などの他の種類の資産を所有することもでき、Web サイトの登録、ユーザー名の登録、ユーザーやアプリのレビューなどの名前の追跡のためのシステムをブロックチェーン上に構築できます。
「スマートコントラクト」の想像力
これらすべてをブロックチェーン上で分散方式で行うことができます。スマート コントラクトの概念は、デジタル資産を直接制御できるコンピューター プログラムをブロックチェーン上に置くことができるというもので、資産は個人が所有する必要はなく、プログラムが所有することができます。このスマート コントラクトの概念は、より多くの複雑なアプリケーションを実装するために使用できます。たとえば、予測市場、ステーブルコインやレバレッジなどの金融商品などを使用できます。これらのさまざまなものはすべて、スマート コントラクトを通じて定義できます。また、基本的にスマートコントラクトを利用して組織全体の投票やガバナンスのロジックをブロックチェーン上に実装するDAOという概念があり、組織内の紛争解決に法制度に頼る必要がなく、非常に低コストで直接投票できます。
その結果、これらのアプリケーションの多くの概念は今日まで生き残り、今も進化し続けています。以前はカラーコインがありましたが、現在はERC-20トークンがあります。以前はスマート プロパティがありましたが、あまり進歩はありませんでしたが、オンチェーン ドメイン ネーム システム (ENS) があり、私のブログのように多くの人が使用しており、ENS を通じてアクセスできる可能性があります。Brave Browser などの Ethereum 対応ブラウザを使用している場合は、「eth.link」と入力するだけで、私のブログのフロントエンド ページにアクセスできるようになります。
これらはすべて使用できるツールであり、スマート コントラクトと DAO が関係します。世界中には、さまざまなロジックを使用するさまざまなタイプの DAO があります。これまでのところ、エコシステム外での大量導入は実際には見られていませんが、実際には存在しており、何年も働き続けているものもあります。これらは、これまでに確認したアプリケーションの一部です。もちろん、他にもいくつかのアプリが登場しており、中には私を驚かせるものもあります。例えば、NFT（non-fungible token）がその一例です。しかし、今日存在する他の多くのものは、基本的に私たちが10年前に考えていたものと非常に似ています。コンセンサスメカニズムの研究についても同様です。今日、イーサリアムはついにコンセンサスメカニズムチェーンになりました。コンセンサスメカニズムによりセキュリティが大幅に向上し、イーサリアムのエネルギー消費が 99.9% 以上削減されます。以前は「合併」として知られていたイーサリアムのエネルギー消費量は、それまではシンガポールのエネルギー消費量とほぼ40%に相当していましたが、現在はほぼゼロに減少しています。状態の移行はついに完了しましたが、これはエコシステムにおける 10 年近くの作業の集大成です。状態プルーフィングの最初の 5 年間は基本的に研究であり、状態プルーフィングの性質とさまざまな状態空間のさまざまなオプションを理解しようとし、最終的には実際に機能する特定のバージョンに収束しました。
「合意メカニズム」の変化
2015 年のブログ投稿で、より効率的にコンセンサスに達するために、バリデーターが特定のブロックに対する高い信頼性を表す一連のメッセージを送信することを奨励する「コンセンサス メカニズム」と呼ばれるメカニズムについて説明しました。その後、私たちのコンセンサス メカニズムには多くの問題があり、複雑すぎて、後に進化した Casper プロトコルほど単純でも効果的でもなかったことがわかりました。しかし、これはこの分野に対する理解がさらに深まる一歩です。
実際、2018 年に私は、イーサリアム状態研究の進捗状況と、どのように初期探索から開始し、徐々に状態チェーンに移行し、最終的に正確なアルゴリズムに落ち着いたかをレビューする一連のツイートを公開しました。
研究から始まり、その後の 4 年間はすべてスケーラビリティの問題でした。現在のところ、イーサリアムは 1 秒あたり 10 ～ 20 件のトランザクションしか処理できないため、スケーラビリティはイーサリアムにとって非常に重要です。実際には、トランザクションの複雑さとサイズに応じて、これは 10 から 50 の範囲になります。現時点では、このレベルのスケーラビリティは非常に限られており、主流の金融、主流の決済、グローバル システムをサポートするには、1 秒あたり約 100,000 件のトランザクションを処理する必要があります。1 秒あたり 20 トランザクションしか処理できない場合、世界中の 100 万人がイーサリアムで 1 つのトランザクションを実行するには 400 万秒、つまり約 13 年かかります。したがって、スケーラビリティを向上させることが非常に重要です。
非常に早い段階で、スケーラビリティを向上させる試みは「シャーディング」と呼ばれていました。現在私たちが行っていることは依然としてシャーディングの一種ですが、それ以来、多くのさまざまなものがこのメカニズムに修正されて設計および実装されてきました。基本的な考え方は、ビットコインなどの従来のブロックチェーンでは、ネットワーク内のすべてのコンピューターがすべてのトランザクションを処理する必要があるため、スケーラビリティが制限されているということです。
このデザインを変更しました。すべてのノードがすべてのトランザクションを処理するのではなく、各ノードはトランザクションの一部のみを処理します。これは BitTorrent の仕組みとまったく同じで、BitTorrent はデータを小さなチャンクに分割して人々が共有できるようにすることで機能し、大量のホット データがあるにもかかわらず全員がファイル全体を保存する必要がありません。なぜなら、人間にとって、それはデータが多すぎるからです。したがって、課題は、その上に金融システムなどを構築するために、人々が物事が到着した順序について合意できるコンセンサスシステムを維持しながら、何らかの形式の歴史記録をどのように行うかということです。これは技術的な課題です。これは私たちの初期の概念の 1 つであるシャーディングで、基本的にトランザクションを異なるグループに分割し、各グループにはトランザクションを個別に処理する独自のノードがあります。これは非常に複雑な考え方です。それ以来、私たちは複雑さを軽減するために懸命に取り組む必要がありました。基本的に、仕様を書くのに 2 か月または 2 週間かかるものが、開発には 2 年かかることがわかっているため、物事を非常にシンプルにするよう努める必要があります。仕様の作成に 6 週間かかる場合、開発には 6 年かかる場合があります。私たちは複雑さを軽減するために多大な努力をし、多くの犠牲を払う必要があり、最終的には今日の構造に近づくことができました。
イーサリアムの技術進歩と課題
興味深いことに、イーサリアム技術の進歩に関することの 1 つは、私たちが 6 年前に話していたことと非常に似ていることを今日話しているということです。これはイーサリアムカンファレンスのスライドで、その頃だったと思いますが、そこで私はプライバシー、コンセンサス、スマートコントラクトのセキュリティ、スケーラビリティなど、イーサリアムの主要な問題のいくつかについて説明しました。私や他の人にイーサリアムが直面している最大の問題は何かと尋ねると、プライバシー、コンセンサス、スマートコントラクトのセキュリティ、スケーラビリティという基本的に同じ答えが返ってくるでしょう。
これらの課題は 6 年前も今も同じですが、同時に、2017 年以降に達成された進歩の一部を見るのは興味深いことだと思います。たとえば、2017 年、プライバシーは単なる技術的な課題であり、基本的にはゼロ知識証明 (zk-SNARK) と呼ばれる新しいタイプの暗号化がありました。これにより、データに関する他の情報を明らかにすることなく、所有するデータなどの特定の数学的特性を証明する暗号証明を作成できます。これは、2016 年に発売されたプライバシー保護暗号通貨である Z.cash によって初めて使用されました。Z.cash は、プライバシーのために zk-SNARK を使用しています。それはどのようにして行われるのでしょうか？基本的に、Z.cash でコインを使用するときは、使用したコインを直接指定するのではなく、そのコインに関するその他の情報を何も明かさずに、未使用のコインを使用しているという証拠が必要です。過度にインフレしない通貨システムを実現するために証明する必要がある記述は証明しますが、それ以外のことはすべて秘密のままです。
2017 年に遡ると、課題は単にこのテクノロジーをイーサリアムに導入し、zk-SNARK を機能させることでした。これらの技術は、楕円曲線暗号と呼ばれる複雑な数学理論に基づいています。このテクノロジーの使用に関しては、基本的に「ゼロ知識ステートメント」と呼ばれるいくつかのオーバーレイを追加しました。これは、ブロックチェーン上で zk-SNARK を使用できるようにするコードです。したがって、スマート コントラクトを使用すると、同じプライバシー保護ロジックを備えたアプリケーションをイーサリアム上で実際に構築できます。これは2017年のケースです。2023 年までに、現在の技術状態は非常に進歩し、非常に高度な zk-SNARKs ライブラリ、開発環境、ツール、プロトコルが提供されるようになります。StarK、ZK Rollup、Cairo などの非常に興味深いテクノロジーを含む長いリストがあります。実際、主に法的問題や、これらのシステムで生成されたトークンが広範な金融システムで受け入れられるかどうかに関連する問題により、プライバシーの側面が別のボトルネックになる可能性があります。たとえば、トーネード キャッシュはハッカーが使用したため、イーサリアム上のプライバシー コインと見なすことができ、法的問題があります。
そのため、「無実の証明」と呼ばれる概念が登場し、無実の証明の目的は、コインがプライバシー システムを通じて転送されたものであるが、ハッカーによるものではないことを証明できるようにすることです。トークンの出所を完全に開示せずに、自分がハッカーの一員ではないことを証明したことになります。実際、このアイデアに関する論文が近々出版される予定です。いくつかの企業がいくつかの異なるソリューションを考案しています。したがって、プライバシー システムを使用するユーザーがトークンを取引所に預け入れる際に、大きな疑いを抱くことなくトークンを受け入れる可能性を高めるために、詳細について多くの作業を行う必要があります。
さらに、検証証明のコストを削減するために、zk-SNARK の検証と検証に関する取り組みも行われています。目標は、証拠の検証をより安価にすることです。その一部は zk-Rollup であり、一部は集約プロトコルです。2017 年と 2023 年の違いは、2017 年には基本的な構成要素を機能させようとしていただけであり、2023 年にはそれらの構成要素はすでに動作していますが、私たちはそれらの構成要素を最適化し、統合するより複雑な作業を行うことに重点を置いているということです。主流の世界の方が良いです。コンセンサスセキュリティの観点から見ると、2017 年に私たちは基本的にコンセンサスメカニズム開発プロセスの研究部分を完了し、開発を開始したばかりです。2023年までにイーサリアムはコンセンサスメカニズムに完全に移行し、完全なコンセンサスメカニズムとなっています。しかし、依然として課題としては、プロトコルの複雑性の軽減、プロトコルのセキュリティの向上、集中化の問題の解決、人々が参加しやすくすること、複雑な手順を実行する必要がないため PDS と呼ばれる概念を参加しやすくすることが挙げられます。収益を最適化するアルゴリズム。
スマートコントラクトのセキュリティに関して言えば、2017年時点でDAOハッキング事件からわずか1年しか経っていないため、スマートコントラクトのセキュリティ問題の解決は4つの問題の中で最も遅いと考えられる。当時、DAOは投資ファンドを管理するスマートコントラクトであった。約1億5,000万米ドル。その後ハッキングされました。実際には、ハッカーたちは逃亡を試みましたが、最終的にはイーサリアム コミュニティが協力して、DAO の元の所有者に資金を返還しました。
当時、イーサリアムで同様のことが起こったのはこの時だけだったので、2017年になってもこの事件はまだ記憶に新しいことだった。人々はこのセキュリティについて非常に懸念しているため、プログラミング言語のセキュリティを向上させ、プロジェクトをより安全なものにするために誰もが懸命に取り組んでいます。2023 年までに、これらの取り組みの多くは成功しています。ハッキングの頻度はかなり減ったように思います。攻撃が発生する場合、それは通常、人々がより複雑なプロジェクトを構築しようとしていることが原因であり、そのプロジェクトは 2016 年に比べて 20 倍複雑になっています。現在構築するプロジェクトが 2016 年に比べて 20 倍複雑でない場合、通常はかなり安全です。長年にわたって攻撃を受けていないシステムは数多くありますが、これは非常に素晴らしい成果です。他にもいくつかのセキュリティの改善があります。
DAO 事件から数か月以内に、上海 DoS 攻撃と呼ばれるものが発生しました。この攻撃では、攻撃者がイーサリアム プロトコル自体の多数の脆弱性を悪用し、ブロックチェーン全体の速度を低下させるトランザクションの送信を可能にしました。私たちは数か月間、基本的に毎日アップデートをリリースしました。ハッカーが毎日新しい脆弱性を発見していることを私は知っています。そのため、私たちは常に戦い、小さな問題を見つけています。4 年間の努力と一連のさまざまな変更と改善を経て、これらのセキュリティ問題は最終的に修正されました。EIP 2929 は、Defi コードベースにも多くの改善をもたらします。ガスオプティマイザーも素晴らしい働きをします。つまり、多くのセキュリティ問題は実際には非常に静かに解決されています。
Proof-of-Work から Proof-of-Stake に切り替えると、「マージ」という大きなイベントが発生します。そして、セキュリティの観点から言えば、重要なのは事件がないことなので、大きな事件はありません。しかし、時には、その出来事は起こらなかった、それは良いニュースだということを覚えておくことが重要です。したがって、この分野ではかなりの改善が見られたと思いますが、まだ多くの問題が残っています。
つまり、2017 年当時、シャーディングは単なるアイデアでした。当時私たちは、大きな法的解決策である国営チャンネルや加算器についてもよく話し合っていました。そして 2020 年頃、誰もがロールアップに切り替えました。現在、ZK ロールアップ、オプティミスティック ロールアップなど、さまざまな種類のロールアップがあります。これらのロールアップは補助輪から外れて真の分散型になり始めており、この方向への重要な一歩を踏み出しています。今年、Polygon も大きな一歩を踏み出しました。今年は、これらのシステムを分散化し、証明システムのセキュリティを強化し、CKDM を使用して証明するのに 5 時間かかるブロックが将来的には 2 分に短縮されるように、証明システムを高速化する取り組みを継続します。最終的には 12 秒に短縮される可能性があります。
私たちは多くの進歩を遂げてきましたが、問題は残っていますが、あらゆる問題において大きな進歩が見られました。ステート ツリー (Verkle ツリー) など、作業には他にも多くの側面があります。5 ～ 6 年前、ステートレス クライアントは単なるアイデアにすぎませんでした。現在、State Tree は数百人のチームと数千行のコードが書かれたプロジェクトとなり、それをイーサリアムに適用する方法を深く考えています。実際に実現するには1～2年かかるかもしれません。EVM の改善、EVM の最大化および簡素化もあります。アカウントの抽象化は非常に重要な方向性であり、アカウントの抽象化を支持する人にはそれぞれ独自の理由があります。私がアカウントの抽象化を支持する理由は、アカウントの抽象化は本質的に非常に柔軟なものだからです。アカウント抽象化の目的は、アカウントをキーで制御する代わりに、コンピューター プログラムでアカウントを制御できるようにすることです。コンピューター プログラムによってアカウントが管理されている場合、ユーザーはこれらの取引を承認する方法についてさまざまなロジックを開発できます。1 つのキーだけでなく、3 つの異なるキーを設定でき、一部は他のキーによって制御されます。多要素認証を行うことができます。最新の携帯電話に搭載されている信頼できるハードウェア モジュールにキーを保存したり、ハードウェア ウォレットを使用したり、複数のハードウェア ウォレットを組み合わせたりすることもできます。Ethereum アドレスを認証する方法として、電子メール アカウントや電子メール アカウントなどの非常に高度な手段を使用して認証できます。
現実と実用的なアプリケーションに戻る
現実と実用的な応用の領域に戻りますが、私がよく言及する出来事の 1 つは、2021 年頃にアルゼンチンを旅行したときに体験したことです。そこで、イーサリアムを使用している人がいかに多く、仮想通貨を実際に使用しているかに感銘を受けました。クリスマスの日はほとんどの場所が閉まっていたので、ただコーヒーショップを探していたのを覚えています。最初に見つけたコーヒーショップで、オーナーが私に気づき、ウォレットを暗号化したと教えてくれたので、イーサリアムで支払ってもいいですかと尋ねると、イエスと答えたので、イーサリアムで支払いました。しかし問題があり、彼はイーサリアムメインネットを使用せず、ポリゴンを使用していました。私は、銀行システムを持たない人々が仮想通貨にアクセスしやすくするために DeFi が行っている取り組みに感謝しています。DeFi がなければ他の選択肢はなく、それらの代替手段を提供するのは良いことだと思います。
しかし同時に、エコシステムとしての目標は、将来的には単一障害点を徐々に減らしていくことだと思います。イーサリアム財団もこれに同意していると思います。彼らは常に分散化が進んでいます。私たちはそれに取り組んでいますが、問題は、このような分散型アプローチは、コーヒーショップのオーナーのような人には実際には存在しないということです。より分散化することは技術的には可能ですが、これらの通貨保有者にとって分散化アプローチは実際には存在しません。したがって、物事を本当に改善し、改善することは、チェーン内のこれらの人々にとって非常に大きな課題です。
したがって、基本的に、これらの通貨保有者が実際にチェーンを使用してその恩恵を受け、分散化とグローバルなパーミッションレスの利点を享受できるようにできるかどうか、そして人々がすべてのアプリケーション分野から実際に恩恵を受けることができる世界を達成できるかどうかはわかりません。 2013年からずっと気になっていました。これらの概念を、人々に利益をもたらす真に有益なアプリケーションに変えることができるでしょうか。
こうした技術的な取り組みはかなり一貫した方向性をたどっており、興味深いと思います。ツールは変化しており、10 年前にはこれらの問題について考えることさえありませんでしたが、今では考えられるようになりました。しかし、ルールは同じです。しかし今では、実際の採用と使用に焦点を当てる必要性が高まっていると思います。ソリューションには技術的な作業が含まれますが、より分散化され、さまざまなレベルに分散されます。これは、イーサリアム財団、イーサリアムコア開発チーム、クライアントチームだけが非常に重要な仕事を行う場所ではなくなり、ウォレット会社も非常に重要な仕事を行う場所であり、アプリケーション開発者も非常に重要な仕事を行う唯一の場所であることを意味します。重要な仕事、そしてエンタープライズブロックチェーンの構築さえも。これは人々が何年も努力してきたことです。しかし、これをイーサリアムの上にある一種のレイヤー 3 として考えると、それを実現可能にし、それを使いたい人に本当に分散化のメリットを提供し、実際に機能させることが実際に可能になると思います。
これらは、過去 10 年間に見られた最大の変化の一部です。初期のコンセプトから実際の使用におけるさまざまな課題を徐々に解決するプロセスに至るまでは、長くゆっくりとした道のりでした。今後 5 年間でこれらの課題のほとんどを解決できることを願っています。
推奨読書:
<終了>
