ETHマージとETC移行の技術的詳細とその背後にある理由を整理した文

執筆：@0xTodd, Nothing Researchパートナー

まず、ETHはフォークの条件を満たしていますか？

基本的には満たしていません。なぜなら、ETHネットワークの価値はEtherという通貨だけでなく、その上にあるトークンにも大きく依存しているからです。PoWフォークを維持する場合、新しいEtherコインには少し価値があるかもしれませんが、USDTやUSDCなどは基本的に価値がなくなります。なぜなら、もしあなたがTetherやCircleであれば、間違いなくV神に従う選択をするからです。

Mergeのプロセスはどのようなものですか？

粗く分けると、ETHは二つの層に分けられます：コンセンサス層と実行層。前者は企業のリーダーに似ており、後者は企業の従業員に似ています。新しいリーダー（PoSノード）が空降し、以前のリーダー（PoWマイナー）が大幅に入れ替わりますが、従業員（EVM）は以前のままです。なぜなら、彼らは実行を担当するだけだからです。したがって、ユーザーとしては違いを感じることはありません。

では、PoWがクライアントのアップグレードを拒否した場合はどうなりますか？

古いリーダーがオフィスに居座っている場合はどうするのか、という質問があるかもしれません。人民公僕の前大統領が居座っているのを参考にしてください。難易度爆弾がこの問題を解決するためのもので、理論的には、もしPoWがクライアントのアップグレードを拒否すれば、ETH PoWチェーンはますます掘りにくくなり、現在の13秒ごとのブロックが徐々に数十秒、さらには数百秒に増加します。

掘るのが遅くなるとどうなりますか？

皆さんご存知の通り、分散型システムでは、最長チェーンが合法的なチェーンです。難易度爆弾がある場合、古いクライアントは新しいクライアントに勝つことができません。PoS ETHの標準は12秒ごとのブロックで固定されているため、TPSもわずかに上昇します。

では、古いPoWマイナーが新しいクライアントにアップグレードして掘ることはできないのですか？

できません。なぜなら、ETHのブロックには「ommers」というフィールドがあり、このフィールドは0に設定されています。また、元のdifficultyフィールドはrandomに変更されました。つまり、今後はブロックの難易度がなくなり、ブロックは検証者の中からランダムに生成されるということです。

ちょっと待って、このランダム生成はどうやって行われるのですか？

32 ETHを保有していれば、あなたは一人の検証者（validator）になれます。そして、12秒ごとに全ネットワークから健康なノードがランダムに選ばれ、ブロックをパッケージ化します（以前は全ネットワークで誰がハッシュを最も早く計算するかでしたので、コンセンサス層のKPIも変わりました）。

このランダムは本当にランダムですか？

残念ながら、これは真のランダムではありません。ブロックチェーンのハッシュは抽選にしばしば使用されますが、実際にはこのような分散型システムでは真のランダムを生成することはできません。なぜなら、マイナーはハッシュの生成を制御できるからです。

では、ランダム数の問題はどう解決されるのでしょうか？

したがって、ETHも解決策を模索しています。ETHのマージ後の第5段階であるsplurgeでは、EthereumはVDF技術（検証可能な遅延関数）を採用します。その時には真のランダム数が簡単に得られ、PoSのノード選択のランダム問題が完全に解決されます。

将来的にマイニングプールはありますか？

私はまだあると思います。現在、PoS ETHには41万のノードがあります。つまり、平均して32 ETHを持っている場合、56日ごと（41万×12秒）にランダムにあなたのところでブロックが生成されることになります。確率論を学んだことがある人なら、この56日は期待値に過ぎず、保証はありません。したがって、マイニングプールに参加して利益を分け合うのは良い選択です。

ETH PoSマイニングの年利はどれくらいですか？

全体的に見ると、皆の期待は約5%ですが、手数料を考慮すると9%程度に達するかもしれません。一般的な法則として、ステークされたETHの総量が多いほど、総生産量は高くなりますが、各検証者に分配される収入は少なくなります。この曲線は非線形です。

フォークの話に戻りますが、もし強引にフォークする必要がある場合、どうすればよいですか？

まずはスナップショットを取り、その後削除されたフィールドを復元し、マイナーたちを説得します。マイナーには確かに行く場所がありませんが、新しいチェーンのトークン収入が電気代やグラフィックカードの減価償却をカバーできない場合、持続可能ではありません。

新しいチェーンのトークンは一体いくらの価値がありますか？

率直に言って、取引所次第です。取引所がトークンを上場する意欲があれば、そのプロジェクトがどんなにひどいものであっても、誰かが買い手になります。取引所が正直で冷静であることを願っています。BCHAを参考にしてください。何のバックもなく、取引所に上場されたために価格が存在しています。新しいチェーンのトークンがリストされなければ、その価値は非常に限られ、マイナーはすぐにシャットダウンするでしょう。

ではETCはどうですか？マイナーはETCに行くのでしょうか？

確実に行くでしょう。しかし、容量は非常に限られています。

常に覚えておいてください。価格がハッシュレートを導くのであって、ハッシュレートが価格を導くわけではありません。ビットコインが強いのは、それを支えるマイナーが多いからではなく、ビットコインが価値があるからこそマイナーがビットコインを支えたいと思うのです。そうでなければ、BCHはとっくにBTCを超えていたでしょう。なぜなら、当時のマイナーのバックがそれほど多かったからです。

ETCの容量は限られていますが、具体的にどれくらいですか？

ETCのハッシュレートは25TH/s、ETCは924TH/sで、約1：37です。現在、ETCの価格は32、ETHの価格は1600で、約1：50です。したがって、この容量は本当に小さいです。無理に押し込むと、回収期間が非常に長くなります。ETHのグラフィックカードマイニングはビットコインほど電力を消費しないため、シャットダウン時の価格はBTCほど高くなく、無理に掘ることは可能ですが、非常に競争が激しいです。

ただし…

ただし、ETCが四桁に上昇すれば、ETHのハッシュレートは完全に移行でき、回収期間は変わりません。

しかし…

はい、確実に何かがあります。これは「鶏が先か卵が先か」の問題です。価格がハッシュレートを導くので、価格が上がらなければハッシュレートは来ません。

ではETCは何を根拠にしていますか？

理論的には、ETCこそが本当のETHです（冗談です）。ただし、u1s1、確かにETHこそがフォークされたチェーンであり、最初にV神が作ったものがETCです。だからこそ、それは「クラシック」と呼ばれています。DAO事件のため、興味があれば自分で調べてください。ETCはハッカーの取引を巻き戻すことを決定したため、ETHが誕生しました。

ETCにはEVMがありますか？DeFiはありますか？

あります；あります。

ETCのEVMはETHと全く同じです。なぜなら、この二つはかつて一体だったからです。ただし、ETCネットワークは攻撃されやすいため、DeFiエコシステムは常に冷え込んでいます。現在、ETC全体のTVLは数十万ドル程度で、主に二つのスワップがあります。この量は非常に小さいと言えます。

なぜETCは攻撃されるのですか？

それは、ETCがETHと同じ種類のマイニング機器を使用しているからです。そして、ハッシュレートは一部のプラットフォームでレンタル可能です。したがって、ハッカーがETHのハッシュレートの1%をレンタルすれば、簡単にETCに対する51%攻撃の閾値に達することができます。また、過去にETCに対する攻撃も何度も発生しています。

攻撃はどのように発生するのですか？

これはPoWブロックチェーンの基本知識で、二重支払いと呼ばれます。例えば、100 ETCを使ってあなたの古い花瓶を買ったとします。その後、ハッシュレートをレンタルして新しいブロックを生成し、再生成されたブロックには「私があなたにお金を送った」という取引を含めず、最長チェーンになります。そうすれば、私のETCはあなたに送られず、私のETCと古い花瓶は私の手元に残ります。あなたは損をします。

攻撃するのにどれくらいのコストがかかりますか？

Nicehashでハッシュレートをレンタルする場合、ETCを一日中攻撃するには約20〜30 BTCのコストがかかります。したがって、誰も頻繁に巻き戻されるブロックチェーンでDeFiを行いたくはありません。現在、取引所のETCの入金には数百ブロックの確認が必要ですが、実際には数百の確認でも不十分だと思います。

大量のハッシュレートがETCに流入すると何が起こりますか？

基本的な状況が改善されます。大量のハッシュレートがETCに流入すれば、ETCにとっては確かに好材料です。しかし、前提として、二次市場で誰かがそのためにお金を出さなければなりません。

奇妙なループに入ったことに気づくでしょう。二次市場が買い手になるためにはエコシステムが必要です；エコシステムを持つためには安全性が必要です；安全性を確保するためにはハッシュレートが高くなければなりません；ハッシュレートを高くするためには二次市場があなたのためにお金を出さなければなりません。

PS：これはETH PoWフォークの論理と基本的に一致しており、大きな違いはありません（主にスレッドを一つ減らせるので、笑）。

ETHを攻撃する場合、コストはどうなりますか？

PoW ETHを攻撃するには、1時間あたり約90万ドルのコストがかかります。https://51attack.info/の計算によると。しかし、問題は、そんなに多くのハッシュレートをレンタルできないことです。マイニング機器を購入する必要があります。もし全世界の51%のETHマイニング機器を購入した場合、あなたはすでにETHの大庄になっているので、攻撃する必要はありません。したがって、これは主に経済的仮定に基づいています。

では、PoS ETHを攻撃する場合、コストはどれくらいですか？

これもPoSの素晴らしい点で、攻撃が非常に困難です。なぜなら、PoSではマイナーがステークを要求され、各ブロックがその状態が最終的であることを保証するからです。

最終的な状態が確定しているとはどういう意味ですか？

例えば、ETCの場合、あなたの古い花瓶を買うためにお金を支払ったとします。最長チェーンの原則があるため、あなたはこの貨款が実際に受け取ったのかどうかわからず、その状態はシュレーディンガーの状態です。財布には受け取ったと表示されますが、この取引は巻き戻される可能性があります。

違いますよ、BTCやETHも安全ではないのでは？

いいえ、現在BTCやETHが数ブロックの確認を必要とするのは、確率論的に言えば、数ブロック後に最長チェーンを追いかけることが不可能になるからです。したがって、これは99.9…9%の安全性を持つに過ぎません。中本聡の論文でもこの問題が議論されています。99が十分多ければ、それは基本的に安全と見なされます。

ちょっと待って、あなたは私を混乱させています…

99.9…9%の安全性とはどういう意味ですか？つまり、私はあなたに100 USDTを支払ったが、もし私のマイニング機器が運良くN個のブロックを連続して掘り出した場合、この取引をキャンセルすることができます。ただし、この確率は非常に小さいです。そして「最終的な状態が確定的である」とは、安全性の確率を100%に引き上げることを意味します。

PoS ETHはどのように最終的な確定性を実現しますか？

PoS ETHのすべてのノードは、各ブロックに対して「スタンディング」を行います。特定のブロックが全ネットワークの2/3のロックされたETHの投票を得た場合のみ、それは有効と見なされます。

PoWでは、二人のマイナーが同時に問題を解く確率は一般的であり、最長チェーンを競争します。しかし、PoSでは、同じ高さの二つのブロックが同時に2/3の票を得ることは不可能です。なぜなら、2/3 + 2/3 > 1だからです。

それで？

したがって、PoSメカニズムの下では、各ブロックが一度チェーンに追加されると、永遠に巻き戻ることはできません。それは確定的です。あなたはPoS ETHを永遠に信じることができます。あなたが見たものは受け取ったものであり、これが最終的な状態であり、見たものが得られるのです。

古代のPoSには非常に巧妙な攻撃方法があると聞きました…

もしあなたが大口で、1億トークンを所有しているとします。ある日、あなたは1億トークンをすべて米ドルに売却しました。

その後、あなたは売却した前のブロックから攻撃を開始します。なぜなら、あなた（かつて）のトークンが多いため、すぐに新しい最長チェーンを生成し、米ドルに売却したその取引をキャンセルすることができます。そうすれば、あなたは米ドルを得て、トークンを取り戻すことができます。

この方法で現在のETHを攻撃することはできますか？

現在の確定的なステークPoS方式は、この攻撃方法を完全に防御しています------なぜなら、巻き戻しを許さないからです。

では、PoS ETHを攻撃するにはどうすればよいですか？

全ネットワークのステークされたETHの2/3を所有する必要があります。現時点での価格で1.4億ドルに達し、フラッシュローンを使うこともできません。したがって、ハッカーにとっては非常に高い難易度です。また、たとえハッカーが集めたとしても、ETHにはそのような攻撃を防ぐ手段があります。https://arxiv.org/pdf/2003.03052.pdfを参考にしてください。

これほどの手間をかけて、あなたが言いたいことは何ですか？

L1のナラティブに過度に騙されないでください。ETH自体は理論的な証明から技術的な実現、コミュニティの蓄積に至るまで非常に恐ろしいものであり、あらゆる面で非常に周到に考慮されています。これこそが安全な基盤が人々に信頼感を与える理由です。もちろん、ビットコインも素晴らしいことをしています。ビットコインは、アップグレードすら前方互換性があるため、こうした安定したシステムこそが未来の金融システムの基盤にふさわしいのです。

したがって、ETHは簡単には覆されません。たとえ相手が大規模なマイナーであっても。

だから、ETHは月へ行くのです。