イーサリアムのガス制限引き上げ案は、ネットワーク容量の拡大により、スケーラビリティの向上、取引手数料の引き下げ、dapps の新たな可能性の実現を目指しています。ただし、分散化、バリデーターのハードウェア要件、MEV の差異、ネットワークの安定性への影響など、重要な考慮事項が生じます。

導入

最近、イーサリアムコミュニティでは、ガス制限の引き上げの可能性についての議論が活発に行われています。ガス制限を引き上げるという考えは、より高いトランザクションスループットを求めるユーザーの需要に合致し、時間の経過とともにネットワーク容量が自然に増加することを反映しており、直感的に理解できます。多くの研究者やコミュニティメンバーが、イーサリアムはこの変更の準備ができており、イーサリアムのスケーラビリティを直接強化するためのタイムリーなステップであると主張し、強い支持を表明しています。

この提案は、より広範なコミュニティ内でも大きな支持を得ています。pumpthegas.org などのウェブサイトは、ガス制限の引き上げの基礎や、バリデーターがノード設定を変更する方法を啓蒙するためにコミュニティによって作成されています。別のウェブサイトgaslimit.pics は、バリデーターによるガス制限の引き上げサポートの進捗状況を積極的に追跡しており、イーサリアムバリデーターの 25% (2024 年 12 月 21 日現在) がすでにガス制限の引き上げに賛成してクライアント構成を調整していることが明らかになっています。バリデーターの 50% 以上がガス制限の引き上げに同意し、クライアント構成を変更すれば、イーサリアムのガス制限は上昇し始め、引き上げられた目標値で安定的に落ち着きます。

特に、この提案は、Ethereum のロールアップ中心のロードマップとは異なるものです。ロールアップ スケーリングと BLOB トランザクションに重点を置いた EIP-4844 や EIP-7691 などの最近のスケーラビリティ改善とは異なり、ガス制限の増加は L1 スケーリング アプローチです。

これはコミュニティの一部に興奮をもたらしたが、研究者の間では、分散化とセキュリティというイーサリアムの核となる価値に対する潜在的なリスクについて懸念も高まっている。批評家は、最悪の場合、ブロックサイズが大きくなるとコンセンサス層に負担がかかり、バリデーターのハードウェア要件が増加し、ネットワークの安定性が脅かされる可能性があると警告している。

この記事では、ガス制限提案の起源、その潜在的な影響、そして進行中の議論の根底にある技術的およびいくつかの考慮事項について検討します。

イーサリアムのガス制限を増やす提案の短い歴史

イーサリアムのガス制限を増やすというアイデアは、しばらく前から議論されてきました。2024年1月のイーサリアムAMAで、Vitalik Buterin氏は、ガス制限を40Mに引き上げることは、ハードウェア機能の着実な向上を反映して、ムーアの法則に沿う可能性があると示唆しました。

注目すべきは、この期間にハードウェアが大幅に進歩したにもかかわらず、イーサリアムは2021年4月以来、つまり3年以上前からガス制限を調整していないことです。現在、多くの人がイーサリアムがこれらの進歩を考慮する時期が来たと考えています。

最近では、ガスの上限を 60M に倍増するという、より野心的な目標に焦点が当てられている。これは大きな飛躍を意味し、期待を呼んでいるが、潜在的なリスクに対する懸念も生じている。60M は、短期的な目標というよりも長期的な目標とみられている。2024 年 12 月、トニ・ヴァーシュテッターはより慎重なアプローチを推奨し、より安全な第一歩として、ガスを 36M まで段階的に増やすこと (20% の増加) を提唱した。

現時点では、3600万ガスへの到達が最初のマイルストーンとみなされており、さらなる増加は段階的なアプローチで徐々に進むと予想されます。イーサリアムのコアバリューである安定性と分散化が維持されるようにするには、ネットワークを注意深く監視することが不可欠です。

ブロックガス制限を変更するにはどうすればいいですか?

ブロックのガス制限は、フォークやネットワーク ルールの変更を必要とせずに徐々に増やすことができます。代わりに、バリデーターが構成オプションを変更することで、下位互換性が確保され、コミュニティのコンセンサスに基づいて定期的に柔軟に調整できるようになります。

一般に信じられていることとは異なり、イーサリアムのブロックガス制限は 30M に固定されていません。ブロック提案者は、一定の制限内でわずかに調整することができます。具体的には、ブロックのガス制限は、前のブロックのガス制限の最大 1/1024 まで変更できます。たとえば、現在のブロックのガス制限が 3000 万の場合、次のブロックでは 30M + 30M X (1 / 1024) = 30,029,296 に増加する可能性があります。

以下のコードは、geth クライアントの Ethereum ノードのデフォルトの動作を示しています。新しいブロックのガス制限が親ブロックに対する許容範囲内にある場合、そのブロックは有効であると見なされます。

連続したブロック提案者が制限の引き上げに同意すると、ガス制限は継続的に増加します。たとえば、最初のマイルストーンである 36M (20% の増加) に到達するには、バリデーター間のコンセンサスを前提とした理想的なケースでは、約 log(1.2) / log(1025/1024) = 187 ブロック = 38 分かかります。バリデーターの 50% 以上が同意すると、増加は急速に起こります。

ガス制限を引き上げることでどのような効果が期待できますか?

まず、ガス制限の増加によるより予測可能な影響のいくつかから始めましょう。ブロック容量が増加すると、現在のブロックチェーンの需要に対処しやすくなり、ガス料金が下がります。

短期的には、ガス料金の削減により、 EIP-1559メカニズムで焼却される ETH が減少し、一時的にイーサリアムの純発行量が増加する可能性があります。同様の傾向は EIP-4844 の後に見られ、ロールアップのデータ可用性(DA) 料金が大幅に削減されたことで ETH の焼却量が減少しました。同じ効果がガス制限の増加でも発生する可能性があり、短期的なインフレにさらに寄与する可能性があります。

しかし、長期的には、手数料が下がると、より多くのユーザーが取引できるようになるため、ネットワークアクティビティが活発になる可能性があります。このアクティビティの増加は、イーサリアムのネットワーク効果を促進し、より多くの DApp を引き付け、より広範な採用を促進する可能性があります。イーサリアムが分散型アプリケーションや金融システムに不可欠なものになるにつれて、ETH は通貨としてより頻繁に使用される可能性があります。その結果、ETH の使用が増え、ネットワークアクティビティがさらに成長し、イーサリアムのエコシステムに正のフィードバック ループが生まれます。

ガス増加後には新しいdappsの構築が可能になるかもしれない

ガス料金の削減とトランザクションフローの改善に加え、1 つのブロックのガス制限を増やすことで、まったく新しい可能性が開かれる可能性があります。3600 万への適度な増加では大きな変化は生じないかもしれませんが、6000 万への大幅な増加により、これまで 3000 万のガス制限によって制限されていた新しいタイプの dapp とトランザクションが可能になります。現在の 3000 万のガス上限にほぼ達するかそれを超える特定の操作は、変更後に初めて、より効率的に実行されたり、実行可能になったりする可能性があります。

たとえば、NFT バッチ ミント、大規模なトークン エアドロップ、DAO アクティビティなど、大量のガスを必要とするトランザクションは、現在の 3000 万ガス制限に近づいたり、それを超過したりすることがよくあります。これらのトランザクションは通常、複数のブロックに断片化されているため、非効率性、遅延、および潜在的な悪用につながります。下の図に示す具体的な例は、2800 万ガス以上を消費する NFT バッチ ミント トランザクションです。

ブロックガス制限を 60M に増やすと、このような操作を 1 つのブロック内で完了できるようになり、アトミック実行が保証されます。これにより、操作全体が成功または失敗することが保証され、部分的な完了が回避され、参加者の公平性が確保されると同時に、操作の機会が減ります。

既存のユースケースを最適化するだけでなく、ガス制限を高くすることで、計算集約型の操作を必要とする革新的な DApp への道が開かれる可能性があります。たとえば、小規模なモデルのトレーニングや推論などのオンチェーン AI アプリケーションは、ガス制限を高くすることで実現可能になる可能性があります。同様に、完全にオンチェーンのゲームや洗練されたガバナンス メカニズムなどのより複雑なスマート コントラクトは、より大容量の環境で繁栄する可能性があります。これらの進歩により、Ethereum の機能と魅力が拡大し、エコシステムの汎用性が高まる可能性があります。

多くの場合、ガス制限を 2 倍にすると、断片化が軽減され、これまでは非現実的だったまったく新しい可能性が解き放たれるため、比例以上のメリットが得られる可能性があります。

ガス制限の引き上げはブロックチェーンのトリレンマにとって何を意味するのでしょうか?

ガス制限の引き上げは、基本的にイーサリアムのスケーラビリティを向上させるための取り組みです。ブロックチェーンのトリレンマの文脈では、スケーラビリティの向上は、多くの場合、分散化やセキュリティを犠牲にする必要があります。そのため、ガス制限を引き上げるという提案には懐疑的な見方があり、バリデータ要件の増加によって中央集権化につながる可能性がある、またはコンセンサス層の安定性を低下させることでセキュリティが弱まる可能性があるという懸念があります。

しかし、支持者たちは、これはスケーラビリティを高めるために分散化やセキュリティを犠牲にするものではないと主張している。むしろ、彼らは、ムーアの法則で説明されているように、ハードウェア パフォーマンスの向上を活用してブロックチェーンの総容量を拡大するものだと主張している。この見方では、ブロックチェーンのトリレンマの「三角形」は拡大される可能性がある。なぜなら、現代のハードウェアは、必ずしもイーサリアムのコア特性を低下させることなく、全体的な容量を大きくすることができるからだ。

これが本当に当てはまるかどうかを評価するには、ガス制限を引き上げる潜在的なリスクを慎重に検討することが不可欠です。分散化に関する考慮事項には、バリデーターのハードウェア要件の増加や、MEV (最大抽出可能値) 戦略の高度化が含まれる可能性があります。セキュリティの点では、最悪の場合のブロック サイズの増加、トランザクションの実行時間を考慮する必要があります。これは、フォークまたはスロットのミスの率に影響を与える可能性があります。

ガス制限の増加とブロックサイズ

1 つのブロックのガス制限を増やすと、より多くのコールデータを含めることができるようになり、最悪の場合のブロック サイズに影響します。現在、意味のないコールデータでブロックを埋めることで達成できる最大ブロック サイズは約1.8 MBで、6 つのBLOBを使用すると、1 つのスロットで伝播される合計データ サイズは 2.58 MB に達する可能性があります。ガス制限を高くすると、この最悪の場合のブロック サイズが増加し、ネットワーク ノードが通信に使用するピアツーピア (P2P) レイヤーで問題が発生する可能性があります。

最悪の場合のブロック サイズは、P2P レイヤーのコンセンサス クライアントに負担をかける可能性があります。ガス制限が 40M を超えると、最悪の場合のブロック サイズがデフォルトのクライアント動作に組み込まれた制約を超え、一部のクライアントがブロックの提案や伝播に失敗する可能性があります。このため、ガス制限を大幅に引き上げる前に、これらの制約に対処することが重要です。

うまくいけば、EIP-7623 は、 データ可用性トランザクションのコールデータ価格を調整することで解決策を提供し、最悪の場合のブロック サイズを 2.58 MB から約 1.2 MB に削減できます。EIP-7623 の採用は、将来のガス制限の引き上げに対するコンセンサスの安定性を確保するために必要になります。

同様に、実際のブロック サイズ (通常はトランザクション データで満たされるブロックのサイズ) は、再編成されたスロットまたは欠落したスロットの確率と相関しています。スロット データ (#9526972 ～ #10351782) を分析すると、小さいブロックの場合、含まれるスロットと再編成された/欠落したスロットのブロック サイズの分布にほとんど違いがないことがわかります。ただし、ブロックが大きくなると (例: 0.25 MB 以上)、再編成または欠落したスロットの可能性が高くなります。

この相関関係は、ブロック サイズだけではなく、トランザクションの実行時間の増加やデフォルトの P2P 動作などの要因から生じている可能性があります。観察された関係は潜在的なリスクを浮き彫りにしていますが、因果関係を確立するものではありません。

要約すると、ブロック サイズの増加はスロットの安定性に影響を与える可能性がありますが、最悪の場合のブロック サイズは、P2P レイヤーの堅牢性を確保する上で特に重要です。将来のガス制限の増加には、これらのリスクを効果的に軽減するために、 EIP-7623で提案されているような変更が伴う必要があります。

ガス制限の増加と実行時間

ガス制限の増加により、ブロックに含まれるトランザクションが増えるため、トランザクションの実行時間も長くなります。増加が重大かどうかは、全体的なコンセンサスの安定性を表す、フォークされたスロットやミスされたスロットに依存します。

以下のグラフは、ブロックで使用されるガスが増えると、実行時間が長くなる傾向があることを示しています。ガス制限が 20% 増加すると、実行時間がわずかに長くなることが予想されますが、正確な影響を予測することは困難です。実行時間は、最大ガス制限またはガス使用量に必ずしも正比例するわけではありません。ただし、グラフに基づいて比例性を控えめに想定すると、実行時間が 400～500 ミリ秒増加する可能性が高くなります。

ここで、実行時間とフォークされたスロットまたはミスされたスロットの関係を調べてみましょう。

左の図の赤いボックスは、実行時間が 4,000 ミリ秒を超えるスロットは、実行時間が短いスロットに比べて、再編成または欠落の可能性がはるかに高いことを示しています。再編成または欠落したスロットのほとんどは 1,000 ～ 3,000 ミリ秒以内に発生しますが (この範囲では実行時間と再編成の確率の間に弱い相関関係があることを示しています)、赤いボックス内のブロックは、実行時間が 4,000 ミリ秒を超えると、再編成の可能性が大幅に高くなることを示しています。右の図は、実行時間が 4,000 ミリ秒を超えるスロットの再編成または欠落率が 4,000 ミリ秒未満のスロットの 3 倍以上であることを示し、非常に長い実行時間が安定性に与える影響を強調しています。

ガス制限の増加によりバリデーターのハードウェア要件は影響を受けますか?

ガス制限を引き上げる際にバリデーターが懸念する主な点の 1 つは、稼働中のバリデーターノードのストレージサイズです。2024 年 12 月現在、バリデーターノードはすべての履歴と状態を維持するために約 1.5～1.6 TB の容量を持っています。ガス制限を引き上げることにより、履歴の増加と状態の増加が加速されます。

2020年と2021年には、バリデータノードを実行するための要件は2TB SSDでした。ただし、履歴と状態データが1.8TBに達すると、2TBを使用しているバリデーターはSSDを4TB SSDに交換する必要があります。現在の4TB SSDと3年前の2TB SSDの価格はほぼ同じ約250ドルですが、交換自体はメンテナンスコストと技術的な困難を意味します。

36M ガス制限はここでは大した問題ではないかもしれません。しかし、ガス制限が 60M 以上に増加すると、バリデータノードはハードウェアを交換し続けなければならなくなり、メンテナンスコストが積み重なり、分散化の特性が脅かされます。

EIP-4444 が採用されれば (2025 年 5 月までにクライアントにリリースされる予定です)、履歴の増加は止まり、ガス制限の引き上げの余地が広がる可能性があります。ただし、EIP-4444 がなければ、履歴の増加がガス制限の引き上げにおける次のボトルネックになる可能性があります。

Storm Slivkoff による状態の成長の分析では、状態の成長も潜在的なボトルネックになる可能性があるが、現在のレート (月あたり約 2.62 GiB) は管理可能であり、最新のハードウェアは 10 年間の成長を維持できる。メモリ要件は状態のサイズとともに増加し、ガス制限が 60M に増加すると、これが加速され、年間 2～4.7 GiB の追加 RAM が必要になる可能性がある。64 GiB RAM セットアップは今のところ十分なバッファを提供するが、持続的な成長によりアップグレードの頻度が高くなる可能性があります。

Verkle トライや状態の有効期限などの今後の改善により、この負担は軽減されると予想されますが、注意深い監視は依然として不可欠です。

ガス制限の増加は MEV にとって何を意味しますか?

分散化に影響を与える可能性があるもう 1 つの要因は、ガス制限の増加がバリデーターの MEV (最大抽出可能値) 収益に与える影響です。MEV が注目されるにつれて、高度な MEV 戦略を使用する洗練されたバリデーターと小規模なソロ ステーカーの間の収益格差に関する懸念が浮上しています。より多くのリソースと専門知識を持つバリデーターが収益を独占するため、この収益格差により中央集権化の圧力が悪化する可能性があります。これに対処するために、バリデーターの収益を均等化することを目指すProposer-Builder Separation (PBS) やMEV Burnなどのメカニズムが Ethereum コミュニティ内で活発に議論されています。

理論上、ガス制限の増加により、1つのブロックにさらに多くのトランザクションを含めることができるようになり、MEV関連の収入格差が拡大する可能性があります。MEVブーストは、ソロステーカーがMEV報酬の一部を獲得できるようにすることでこの問題を部分的に緩和しましたが、バリデーターの収入格差に関するデータは依然として決定的ではありません。これは、特に中央集権型取引所（CEX）と分散型取引所（DEX）間のクロスプラットフォームMEV戦略などの複雑なシナリオでは、MEVトランザクションを定義し、収益を正確に追跡することが難しいためです。ただし、ほとんどのMEVはトップオブブロック戦略から発生するため、これらのシナリオは比較的まれです。

さらに、ガス制限を高くすると、より高度でリソースを大量に消費する MEV 戦略が可能になります。まれではありますが、ブロックのガス制限のほぼすべてを消費する非常に複雑なトランザクションを実行する MEV ボットの事例があります。たとえば、1800 万ガス以上を使用するボット トランザクションが観測され、1 つのブロック内で複数のスワップと流動性操作を実行しました。ガス制限が増加すると、このような戦略がより一般的になり、高度なバリデータと小規模な参加者の間のギャップが広がる可能性があります。

結論

イーサリアムのガス制限の引き上げに関する議論は、スケーラビリティの向上、取引手数料の削減、これまで現在の制限によって制約されていた革新的な dapp の実現に向けた刺激的な機会を提供します。ガス制限を高くすると、スケーラビリティが向上し、取引手数料が下がり、新しいタイプの dapp が可能になりますが、分散化、バリデータ要件、ネットワークの安定性に関する重要な懸念も生じます。状態と履歴の増加、実行時間、MEV の不一致などの問題は、実験データの慎重な検討と監視の必要性を強調しています。

最終的に、ガス制限の引き上げが成功するかどうかは、イーサリアムがこれらのトレードオフのバランスをとる能力にかかっています。EIP -7623 、PBS（提案者とビルダーの分離）、 MEV Burnなどのソリューションは、潜在的なリスクに対処するネットワークの積極的なアプローチを示しています。慎重に実装すれば、ガス制限の引き上げはイーサリアムの次の成長段階を切り開く可能性があります。

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