Fusaka: Pectra後のイーサリアムの無限スケーラビリティへの進化的飛躍

Pectraのアップデート成功を受けて、Ethereumコミュニティは次の大きな一歩に向けて準備を進めています。2025年12月3日には、ネットワークのほぼ無限のスケーラビリティを実現するビジョンを体現したハードフォーク、Fusakaが登場します。その名前自体がこの野望を反映しており、「Fulu」(実行層)と「Osaka」(コンセンサス層)を組み合わせ、プロトコルの二つの柱の統合を象徴しています。

なぜFusakaがLayer 2の未来にとって重要なのか

近年、Rollup Layer 2がEthereumメインネットの高コスト問題の主要解決策となっていることが示されました。しかし、これらのプロトコルは依然として重要な課題に直面しています。混雑時の手数料が高止まりし、ネットワークのアーキテクチャは大量のデータ処理に最適化されていません。Fusakaは、これらの問題に対処するために、9つの改善提案(EIP)を通じて、ネットワークの特定の側面を強化します。

PeerDAS (EIP-7594): Ethereumがノードを過負荷にせずにデータを検証する方法

EIP-4844の導入によりデータの可用性は革新的に向上しましたが、新たな制約も生まれました。すなわち、各ノードは正当性を検証するために膨大なblobデータをダウンロードしなければならず、これがネットワークの分散性を脅かしています。帯域幅の要件が増加し、分散性が低下、少数のバリデータが追いつくのが困難になっています。

PeerDAS (Peer Data Availability Sampling)は、ノードが全データセットをダウンロードせずに、ランダムに選んだ断片だけを検証できる仕組みです。 この仕組みは、各blobを「セル」と呼ばれる小さな単位に分割し、縦列に配置します。各ノードは特定の列を担当し、他の列はピアからサンプリングします。例えば、あるノードが全列の50%(例:64列中32列)を収集すれば、冗長性を持たせた符号化により、完全なblobを再構築可能です。

このアプローチは、ハードウェアに余裕のあるバリデータがより多くのデータを保持し、ネットワークのアンカーとして機能できる一方で、一般のノードは軽量な参加者として活動を続けられるバランスを生み出します。結果として、Ethereumはハードウェア要件を抑えつつ、blobの容量を大幅に拡大できるのです。

この新しい仕組みには重要なルールもあります:一つのトランザクションに含められるblobは最大6つまでと制限されており、これにより悪用を防ぎ、ネットワークの負荷分散を促進します。

ガスの再価格設定:MODEXPと安全性の制限

3つのEIPは、特にMODEXPのプリコンパイルに関わるガス価格の調整に焦点を当てています。

( EIP-7823: MODEXPデータの制限

EthereumのプリコンパイルであるMODEXPは、歴史的に入力サイズに制限がなく、これが多くの脆弱性を生んできました。異なるクライアントが異なる実装を行い、テストも困難になり、価格計算も予測不能でした。

EIP-7823は、「基底、指数、モジュールのいずれも1024バイト(8192ビット)を超えてはならない」と規定します。 この制限は、RSA暗号の鍵長や楕円曲線暗号の範囲内で安全に機能し、2018年から2025年までの成功したMODEXP呼び出しのほとんどが512バイト以下だったことからも妥当です。これにより、過去のトランザクションの有効性は損なわれず、ネットワークの安定性が向上します。

) EIP-7825: トランザクションあたりの最大ガス量

もう一つの脆弱性は、単一のトランザクションがブロックのほぼ全ガス(例:4000万)を消費できる点です。例えば、38百万ガスのトランザクションは、他のトランザクションをほぼ受け付けなくなり、サービス拒否攻撃のような状態を引き起こします。

EIP-7825は、1トランザクションあたりのガス上限を16,777,216(2の24乗)に設定します。 これにより、ブロック内に複数のトランザクションが自然に収まり、特定の操作に支配されることを防ぎます。2の24乗は、実装しやすく、複雑なコントラクトや一般的なブロックサイズの約半分に相当します。

この変更は、ほとんどの現行トランザクションのガス消費が1,600万未満であることから、実質的な影響は少なく、極端なケースのみ複数ステップに分割される可能性があります。

EIP-7883: MODEXPの実コスト再計算

MODEXPの計算コストは、実際の計算負荷に比べて過小評価されてきました。これにより、ブロック生成者は重い計算を低コストで処理し、攻撃者は高コストの操作をブロックに詰め込むことが可能でした。

EIP-7883は、経験的な式を用いて、最小コストを200から500ガスに引き上げ、全体のコストも3倍にします。 特に、入力が32バイトを超える場合のコストは76〜80倍に増加します。これにより、過去の呼び出しの99.69%が少なくとも3倍のコストに引き上げられ、実効コストに見合った価格設定となります。

blobの安定性と提案者の予測性

( EIP-7918: blobの手数料を実行コストに連動させる

EIP-4844によるblobの手数料は変動が激しく、ガス価格が支配的な場合、base feeを下げても需要は増えません。これは「需要の非弾性」と呼ばれる経済現象です。結果として、base feeは最小の1 gweiまで下がり、仕組みが機能しなくなります。

EIP-7918は、「最低予約価格」として、BLOB_BASE_COST × base_fee_per_gas ÷ GAS_PER_BLOBを導入します。 これにより、blobの手数料は常に実行コストと合理的な関係を保ち、Rollupの安定性を確保します。4か月の実データ分析により、この仕組みは1 gweiへの急落を防ぎ、価格変動を大きく抑制することが示されています。

) EIP-7917: 提案者のスケジューリングを完全に予測可能に

現状、次のエポックの提案者リストは予測できません。RANDAOのシード値を知っていても、エポック中の実際のバランス変動###EB(により、次のエポックの提案者リストが変動します。これにより、事前承認や操作の余地が生まれます。

EIP-7917は、次の2エポックの提案者スケジュールを、各エポックの開始時に決定し、記憶する決定論的な仕組みを導入します。 一度決定されると、そのリストは遅延したEB更新によって変更されません。この予測可能性はLayer 2の安定性に不可欠であり、バランス調整の試み(バランスブラッシング)も防ぎます。

ネットワークの安全性と効率性

) EIP-7934: ブロックサイズの制限

ブロックのRLPサイズに制限がなければ、攻撃者は巨大なブロックを作成し、ノードを麻痺させ、伝播を遅延させることが可能です。EIP-7934は、最大10MiBの制限を設け、その安全マージンとして2MiBを追加します。 これにより、コンセンサス層のgossipプロトコルと整合し、過剰なサイズによるDoS攻撃を防止します。

( EIP-7939: 高速ビット操作のためのCLZ opcode

従来、開発者はSolidityで最初のゼロビット数を手動で数える関数を実装し、多くのガスとコードの肥大化を招いていました。

EIP-7939は、新たにCLZ(Count Leading Zeros)命令を0x1eとして導入し、コストは5ガスとします。 これにより、数学ライブラリや圧縮アルゴリズム、ビットマップ、署名スキーム、暗号演算が高速化され、ゼロ知識証明のコストも削減されます。

) EIP-7951: 先進的なハードウェア署名のためのネイティブサポート

AppleのSecure EnclaveやAndroid Keystore、FIDO2/WebAuthn、ハードウェアセキュリティデバイスは、secp256r1(P-256)曲線を使用しています。

EIP-7951は、アドレス0x100にP256VERIFYプリコンパイルを導入し、Ethereum上で安全にECDSA署名の検証をネイティブに行えるようにします。 コストは6900ガスです。これにより、前回提案のセキュリティ脆弱性((RIP-7212))を解消し、ハードウェア対応のウォレットも簡単に利用可能となります。

まとめ:未来のスケーラブルインフラ

Fusakaは単一の革命的な変更ではなく、ネットワークの特定の制約に対処するための調整された改善の連鎖です。PeerDASはデータのスケーラビリティを可能にし、ガスの再価格設定は経済的安定性を確保し、提案者の予測性は信頼性を高め、新たなプリミティブは効率を最適化します。

これにより、Ethereumは未来に向けて進化します。Layer 2のRollupはより低コスト・高速に動作し、ノードは分散性を維持し、ネットワークの安全性は適切な制約とインセンティブによって強化されます。Fusakaが2025年12月3日に稼働すれば、Ethereumが常に約束してきた無限のスケーラビリティへの正式な一歩となるでしょう。

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