開発者は長い間、イーサリアムが分散型の世界のコンピューターとして機能することを望んでいました。この目標を達成するには、ネットワークは現在の分散型アーキテクチャを維持しながら、数桁の規模で拡張する必要があります。ブロックチェーンは現在、1秒あたりわずか15トランザクション（tps）を処理できます。世界の人口とロボットや自律型デバイスの大洪水に対応するために、開発者は多くの作業を手にしています。.
近年、数多くの提案があります。これらの多くは、今年に移行するセレニティと呼ばれるイーサリアムの開発の第4の最終段階に進んでいます。これがこのアップグレードの範囲と目新しさですが、口語的にはイーサリアム2.0と呼ばれています。実際、この説明は、ビーコンチェーンと呼ばれるまったく新しいブロックチェーンと、異なるコンセンサスメソッドを表すため、多くの点でより適切です。.
この画期的なアップグレードの主要部分を見ていきます.
プルーフオブステーク
Vitalik Buterinと他のEthereum開発者は、2014年からプルーフオブステーク（PoS）への移行について話し合っています。この変更の背後にある動機は、ブロックチェーンの電力使用量を削減し、ノードの集中化と51％のネットワーク攻撃などのコンセンサス攻撃のリスクを最小限に抑えることです。.
イーサリアムは、新しいビーコンチェーンにCasperと呼ばれるPoSシステムを使用しています。最初は、現在のイーサリアムプルーフオブワーク（PoW）ブロックチェーンと新しいビーコンチェーンが同時に動作します。開発者は、2019年末に向けてビーコンチェーンを実行することを期待しています。ただし、最初は、情報の保存や処理を行わずに、検証を行うだけです。.
このフェーズでは、ブロックチェーンはCasper the Friendly Finality Gadget（FFG）を使用して、ファイナリティを達成および維持します。ファイナリティとは、ブロックがブロックチェーンに追加されると、元に戻すことはできないという認識を指します。プロトコルは、コンセンサスを見つけて維持するために、資格のあるバリデーターからブロック提案者と委員会のプールをランダムに選択します.
重要なのは、ビーコンチェーンが真新しい暗号資産またはETH2をもたらすことです。バリデーターは、インフレ率を介して報酬を賭けて獲得するためにトークンを使用します。現在のETHトークンの所有者は、元のETHトークンが書き込まれる2つのアセットを交換できます.
検証を実行してETH2を受け取りたい場合は、ビーコンチェーンのクライアントをダウンロードして使用する必要があります。現在あります 8 そのようなクライアントを市場に出すことに取り組んでいるさまざまな開発チーム.
シャーディング
イーサリアムの低スループットを改善するために、ブロックチェーンはシャードと呼ばれる約1,000の小さなユニットに分割されます。シャーディングと呼ばれるこの変更により、イーサリアムのスケーラビリティが大幅に向上し、最大15,000tpsが可能になる可能性があります。.
実際には、これは多くのトランザクションとスマートコントラクトの実行が同時に発生する可能性があることを意味します。これは、ブロックチェーンの従来の線形データ処理の制限を回避するための設計です。シャーディングは、ブロックチェーンの元々の信条の1つ、つまり、すべてのフルノードがすべてのトランザクションを検証することを排除します。この場合、代わりに、ノードのサブセットによってのみ検証および確認されるのはトランザクションのみです。.
データ負荷を数百のシャードに分割することで、スループットが大幅に向上します.
一定の間隔で、シャードは、クロスリンクと呼ばれるメカニズムを介して、ビーコンチェーン上のコンセンサスの現在の状態を記録します。さらに、クロスリンクにより、シャードが相互に通信できるようになります。.
シャーディングは、実際には2つの異なるフェーズで実現します。 2020年に予定されているフェーズ1では、単純なデータシャーディングが導入され、2021年に予定されているフェーズ2では、シャード間の通信と資産の転送が可能になります。そのため、さらなる開発や実装の遅延がないと仮定すると、シャーディングの予想されるメリットから少なくとも2年は経過しています。.
EWASM
スケーリングとコンセンサスの変更に加えて、SerenityにはEthereum仮想マシン（EVM）の完全な再設計も含まれます。 EVMは、イーサリアムエコシステム内でスマートコントラクト、dapp、およびトークンの計算を実行する責任があります。現在、開発者はSolidityと呼ばれるEthereum固有のコーディング言語でアプリケーションを作成する必要があります.
ただし、EthereumフレーバーWebアセンブリ（EWASM）と呼ばれる新しい仮想マシンは、この制限を取り除き、多くの異なる言語の使用を可能にします。これにより、摩擦が減り、イーサリアムベースのdapp開発者のテントが広がり、エコシステム全体が改善されます。この言語幅の拡大による後続の効果の1つは、チームがSolidityよりも少ない攻撃ベクトルでより安全な言語を選択できるようになり、プロジェクトのリスクが減少することです。さらに、コア開発者 信じる 新しいEWASMは、イーサリアムの上に製品を構築するのに全体的にはるかに簡単になること.
EWASMは、クロスシャードトランザクションとともに、2021年のフェーズ2でビーコンチェーンで稼働する必要があります。.
アバブアンドビヨンド
上記は、セレニティロードマップの50％にすぎません。.
暗号経済学の面では、かなり急進的です 提案 ストレージレントを紹介します。これは、アカウントがシャード全体に保存しているデータの量に応じて、すべてのブロックでアカウントからETH2が差し引かれることを意味します。基本的な前提は、ネットワークは誰でもアクセスして使用できるという点で公益事業であるということです。そのため、不要で非効率的なストレージを思いとどまらせるためだけに、シャード全体で占有されるスペースに比べて継続的なコストが発生するはずです。.
開発者はまた、シャーディングをまったく新しいレベルに引き上げることを望んでいます。 超二次シャーディング. これは、シャード内のシャードを意味します。技術的に実現可能であれば、すべてオンチェーンで、指数関数的でおそらく無制限のスケーリングが可能になります。実際、Plasmaのようなオフチェーンスケーリングネットワークの要件を完全に無効にする可能性があります。このような設計により、分散化とセキュリティを犠牲にすることなく、このほぼ無限のスケーリングが可能になります。.
zk-STARKSはイーサリアム2.0を量子耐性にすることができます.
セレニティの現在の反復を超えて ロードマップ, 開発者は、zk-STARKSを統合することも望んでいます。これらは、量子コンピューティングの進歩に完全に耐性を持ちながら、優れたプライバシーとスケーラビリティを提供するゼロ知識システムです。一つ 主な目標 イーサリアム2.0のは、これらの進歩の脅威から将来を見据えたものになるはずです。 zk-STARKSは、送信者と受信者のアドレスだけでなく、金額を難読化することにより、最高レベルのプライバシーを提供します。さらに、オフチェーンでの計算の移動を可能にすることにより、彼らは莫大なものを提供することを約束します スケーリングの利点.
イーサリアムのロードマップが、必要とされる革新の範囲のために、少なからず、何年にもわたって多くの後退に苦しんできたことは周知の事実です。しかし、2019年は確かにイーサリアム2.0の始まりと真に分散化された世界のコンピューターの始まりのように見えます.
