イーサリアム取引確認時間の最適化：より迅速なユーザー体験の探求

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の一つは、取引確認速度です。最近、イーサリアムはこの点で顕著な進展を遂げました。現在、L1上の取引は通常5-20秒以内に確認され、クレジットカードでの支払いと同等です。しかし、特定のアプリケーションシナリオでは、より短い遅延が要求され、ミリ秒レベルに達する必要がある場合もあります。この記事では、イーサリアムが取引確認時間をさらに短縮するための実行可能なソリューションを探ります。

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先行技術の概要

単スロット最終性

現在、イーサリアムで採用されているGasperコンセンサス機構は、スロットと周期構造に基づいています。12秒ごとに1つのスロットがあり、バリデーターが交互にチェーンの先頭に投票します。2つの周期（12.8分）を経た後、取引は強い経済的保証の最終性を得ます。

この方法には2つの主要な問題があります。1つは複雑性が高く、相互作用のエラーが発生しやすいことです。もう1つは、12.8分の最終確認時間が長すぎることです。これらの問題を解決するために、単スロット最終性（SSF）方案が提案されました。SSFはTendermintに類似したコンセンサスメカニズムを採用しており、次のブロックが生成される前に各ブロックで最終性に達することができます。

SSFの課題は、ステーカーが12秒ごとに2回メッセージを発信する必要があり、ネットワークへの負担が大きいことです。最近提案されたOrbit SSFなどの緩和策はありますが、ユーザーは依然として取引の確認に5〜20秒待たなければなりません。

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ロールアップ事前確認

近年、イーサリアムはロールアップを中心とした開発路線を採用しています。L1はデータの可用性とコア機能の提供に焦点を当てており、L2（ロールアップ、バリディウム、プラズマなど）はユーザーにより良い体験を提供することに専念しています。

L2が直面している重要な問題の一つは、L1よりも速い取引確認をどのように実現するかです。理論的には、L2は自分自身の「分散型オーダリング」ネットワークを構築することができ、小規模なバリデーターが数百ミリ秒ごとにブロックを署名します。しかし、この方法には、バリデーターが矛盾するブロックを署名する可能性など、潜在的なリスクがあります。

この問題を解決するために、基礎的な事前確認の概念が提案されました。この方法は、イーサリアムの提案者の複雑さを利用し、彼らに事前確認サービスを提供するよう奨励します。ユーザーは、次のブロックに取引が含まれるという即時保証を得るために、追加料金を支払うことができます。

今後の展望

単一スロットの最終性とプレ確認技術を組み合わせることで、新しいエポック・スロットアーキテクチャを見ることができるかもしれません。

• Orbitに似た技術を採用して各スロットの検証者数を減らす
• スロットの持続時間は16秒に増加する可能性があります
• ユーザーにより速い確認を提供するために、rollupの事前確認またはベースの事前確認を使用します。

このアーキテクチャが避けられない理由は、近似合意を達成するために必要な時間が、最大限の経済的最終性を達成するために必要な時間よりもはるかに短いからです。理由は以下の通りです：

1. 近似共識は少数のノードで十分ですが、経済的最終性には大多数のノードの参加が必要です。
2. ノード数の増加は署名収集時間を延長します。
3. 専門化ノードのサブセットは、より迅速に近似合意に達することができます。

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L2ポリシーの推奨事項

L2には現在、3つの実行可能な戦略があります：

1. イーサリアムに全面的に基づく：イーサリアムの基盤技術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"：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：迅速なチェーンを立ち上げると同時に、イーサリアムを利用して追加の安全性を提供する

異なるアプリケーションシーンに対して、適用されるソリューションも異なります。重要な問題の一つは、イーサリアムのネイティブなエポックとスロットのアーキテクチャがどれほど効果的に機能するかです。スロット時間を1秒に短縮できれば、第三の戦略の価値は大幅に低下します。

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現在、私たちは最終的な答えをまだ特定できません。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のような新しいデザインは、探求のためのさらなる可能性を提供します。私たちが持つオプションが多ければ多いほど、L1およびL2ユーザーにより良い体験を提供でき、同時にL2開発者の作業を簡素化することができます。

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