V Gods の新記事: イーサリアムのスケーラビリティを向上させる多次元ガス価格設定

原著： 多次元ガス価格設定

編集者: Odあいly プラネットデイリーアッシャー

Ethereum ネットワークでは、リソースは制限されており、ガスと呼ばれる単一のリソースを通じて価格が決定されます。ガスは、特定のトランザクションまたはブロックを処理するために必要な計算量の尺度です。ガスは複数の種類の計算量を組み合わせたもので、最も重要なものは次のとおりです。

• 基本的な計算（ADD、MULTIPLYなど）

• Ethereum ストレージの読み取りと書き込み (SSTORE、SLOAD、ETH 転送など)

• データ帯域幅

• ブロック生成コスト ZK-スナーク 証拠

例えば、 この取引 合計47085ガスかかります。これには、(i)基本料金の21000ガス、(ii)トランザクションの一部であるコールデータバイトの1556ガス、(iii)ストレージの読み取りと書き込みの16500ガス、(iv) ログ 生成に使用され、残りはEVM実行に使用されます。ユーザーが支払う取引手数料は、取引で消費されるガスに比例します。ブロックには最大3000万ガスを含めることができ、ガス価格は継続的に調整されます。 EIP-1559ターゲットメカニズム ブロックに平均 1500 万のガスが含まれるようにします。

デモケース

このアプローチには大きな利点が1つあります。すべての取引が単一の仮想リソースに統合されるため、市場設計が非常にシンプルになります。取引を最適化してコストを最小限に抑えるのは簡単で、ブロックを最適化して可能な限り高い手数料を請求するのも比較的簡単です（ メブ ）、手数料を節約するために特定の取引を他の取引とまとめることを奨励する奇妙なインセンティブはありません。

しかし、このアプローチには大きな非効率性の問題もあります。ネットワークが処理できる実際の基本的な制限が当てはまらないのに、異なるリソースを相互に変換可能なものとして扱ってしまうのです。この問題を理解する 1 つの方法は、次の図を見ることです。

饾憶リソースに明確な安全制限がある場合、1 次元の Gas ではスループットが最大で饾憶倍低下する可能性があります。その結果、多次元 Gas の概念には長年関心が寄せられており、EIP-4844 を通じて、現在では実際に Ethereum で多次元 Gas を使用することができます。 この投稿では、このアプローチの利点と、さらなる改善の見通しについて説明します。

ブロブ：カンクンが多次元ガスをアップグレード

今年の初め、平均ブロック サイズは150kBでした このうち大部分は畳み込みデータです。 L2プロトコル セキュリティ上の理由から、オンチェーンでデータを保存します。このデータは高価です。畳み込みでのトランザクションは、Ethereum L1 での対応するトランザクションよりも 5 ～ 10 倍安価ですが、このコストでも多くのユースケースでは高すぎます。

この問題は、各ブロックに個別の畳み込み対応データ スペース (Blob と呼ばれる) を導入することで最終的に解決されました。

カンクンアップグレード後、イーサリアムブロックには最大で（i）3000万ガスと（ii）6つのブロブ（それぞれ約125kBのコールデータを含む）を含めることができます。両方のリソースには独立した価格があり、 EIP-1559と同様の独立した価格設定メカニズムによって調整される ブロックあたり平均 1500 万の Gas と 3 つの Blob を使用することを目標としています。

その結果、畳み込みのコストは 100 分の 1 に削減され、畳み込み可能なトランザクションの数は 3 倍以上に増加しましたが、理論上の最大ブロック サイズは 1.9 MB から 2.6 MB にわずかに増加しただけです。

ローリング取引手数料は、 成長エピ デンカンフォークは2024年3月13日に発生し、多次元価格のブロブが導入されました。

多次元ガスとステートレスクライアント

将来、ステートレス クライアントは証明を保存するという問題に直面するでしょう。ステートレス クライアントは、ローカルにデータをほとんどまたはまったく保存せずにブロックチェーンを検証できる新しいタイプのクライアントです。データ自体を保存せずに、ブロックの特定の部分について Ethereum の状態を検証するための証明を受け入れます。

平均すると、ブロックは約 1,000 回のストレージ読み取りおよび書き込み操作を実行しますが、理論上の最大数は数千万回になる可能性があります。現在の計画では、Ethereum の状態ツリー設計を Merkle Patricia ツリーから Verkle ツリーに移行することで、ステートレス クライアントをサポートする予定です。ただし、Verkle ツリーは量子耐性がなく、新しい STARK 証明システムには適していません。

そのため、多くの人が、Verkleを完全にスキップしたり、Verkle移行後数年でアップグレードしたりできるバイナリMerkleツリーとSTARKを通じてステートレスクライアントをサポートすることを望んでいます。バイナリハッシュツリーブランチのSTARK証明には多くの利点がありますが、証明の生成速度が遅く、高速要件を満たすことができません。

将来的には1秒未満で1000個の値を証明できるようになる時期が来ると予想されますが、 14,285 値。この問題を解決するために、多次元ガスの概念が提案されました。この方法では、ストレージアクセスを個別に制限して課金することができ、ブロックあたり平均1000回のストレージアクセスを確保しながら、ブロックあたり2000回の制限を設定することで、ネットワークのセキュリティと効率を向上させます。

多次元ガスの幅広い応用

状態サイズの増加も考慮すべきリソースの 1 つです。Ethereum 状態のサイズを増やす場合、フルノードはより多くのデータを保持する必要があります。他のリソースとは異なり、状態サイズの増加制限は主に短期的なピークではなく、長期にわたる持続的な使用から得られます。したがって、状態サイズの増加を伴う操作を処理するには、別のガスディメンションを追加することを検討できます。このアプローチの目的は、ブロックごとに制限を設定するのではなく、特定の平均使用量をターゲットとする変動価格を設定することです。

これは、各リソースに対してさまざまな質問をすることができる多次元ガスの威力を示しています。(i) 各リソースの理想的な平均使用量はどれくらいか。(ii) ブロックあたりの各リソースの安全な最大使用量はどれくらいか。これらのパラメータを設定することで、ブロックあたりの最大使用量ではなく、ネットワークのセキュリティに基づいてガスの価格を調整できます。より複雑な状況に対処する場合は、複数のガスを使用できます。たとえば、ゼロから非ゼロの SSTORE 操作では、ステートレス クライアント プルーフ ガスやストレージ拡張ガスなど、異なるタイプのガスの消費が必要になる場合があります。

取引あたりの最大値：多次元ガスを取得する弱いがシンプルな戦略

1 次元ガス システムでは、トランザクションのガス コストは、データと計算の両方で消費されるガスに基づいて決定されます。 ただし、多次元ガス システムでは、トランザクションで消費される主なリソースに基づいてガス コストを決定できます。このアプローチにより、セキュリティを維持しながらスループットが向上します。

EIP-7623 では、同様のソリューションが提案され、バイトあたりの最小価格を上げることでブロック内のトランザクションが占めるスペースが削減されましたが、これによっても、リソースを大量に消費する個々のトランザクションが依然として高額な手数料を支払わなければならないなどの問題が発生し、また、コストを節約するためにデータ集約型および計算集約型のトランザクションをまとめるインセンティブも生まれました。 このアプローチには限界があるものの、メリットはそれだけの価値がある。しかし、もっと投資する気があれば 発達 うまく機能しない場合は、より理想的な解決策があります。

多次元EIP-1559: より困難だがより理想的な戦略

本質的に、Multidimensional EIP-1559 は、excess_blobs パラメータを追跡して BLOB の基本料金を調整し、ブロックの平均使用量が目標レベルに維持されるようにします。

ブロック内の BLOB 数が目標値を超えると、使用量を減らすために基本料金が増加します。そうでない場合は、基本料金が減少します。この価格設定メカニズムにより、ブロック内のトランザクション価格を動的に調整して、ブロックを半分に抑えることができます。同時に、使用量が短期的に急増すると、制限メカニズムもトリガーされ、トランザクションの適切な競争が確保されます。

イーサリアムでは、ガスのこの価格設定方法は長年存在しており、EIP-1559 では 2020 年に非常によく似たメカニズムが導入されました。 EIP-4844 の導入により、ガスとブロブにそれぞれ 2 つの変動価格が存在するようになりました。

ユーザーとブロックビルダーにとって、エクスペリエンスは以前と同様ですが、2 つの別々の料金に適応する必要があります。ただし、開発者にとっては、複数の価格と複数の制限に対応するために EVM 機能を再設計する必要があるため、いくつかの課題が発生する可能性があります。

多次元価格設定、EVM、サブコール

EVM には、トランザクションごとに設定される合計ガス制限と、コントラクトが他のコントラクトを呼び出すときの個別のガス制限の 2 種類のガス制限があります。これにより、コントラクトは信頼されていないコントラクトを呼び出すことができ、呼び出し後に他の計算のためにガスが残っていることが保証されます。 ただし、異なる実行タイプ間で多次元のガス価格設定を実装するには課題があります。この多次元スキームでは、各ガス タイプに複数の制限を提供するためのサブコールが必要であり、EVM に大きな変更が加えられ、既存のアプリケーションと互換性がありません。

多次元ガス提案は通常、データと実行の 2 つの次元のみに留まります。データは EVM の外部に割り当てられるため、個別に価格設定するために内部変更を行う必要はありません。 開発者にとって、これは、複数の価格と複数の制限に対応するために、EVM とその周辺のインフラストラクチャを再設計する必要があることを意味します。場合によっては、どのアプローチがより効率的であるかが明確でないため、最適化がさらに困難になり、開発プロセスに影響を与える可能性があります。

いくつかの課題はありますが、これらの問題は、EIP-7623 のようなものを実装することで解決できます。EIP-7623 は、ストレージ操作に対して追加料金を請求し、トランザクションの終了時にその料金を払い戻すことで、メインの呼び出しに後続の操作を実行するのに十分なガスが残っていることを保証します。

まとめ

いずれの場合も、多次元実行ガスを導入し始めると、システムの複雑さが大幅に増加し、これは避けられないと思われることを強調しておく価値があります。

したがって、私たちは複雑な決断に直面しています。L1 スケーラビリティの大幅な向上と引き換えに、EVM レベルでの複雑さの増加を受け入れる用意があるかどうか、また、そうである場合、プロトコルの経済性とアプリケーション開発者にとって最適な具体的な提案はどれでしょうか。最善の解決策は、前述のものでも上記のものでもない可能性があり、より洗練され効果的な解決策の余地がまだあります。

この記事はインターネットから引用したものです: V Gods の新しい記事: イーサリアムのスケーラビリティを向上させる多次元ガス価格設定

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