2023年のイーサリアム大渋滞：碑文のせい

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要約と1. はじめに

1.1 研究の課題と貢献

2. 関連研究

3. 背景

4. 碑文と序数

   4.1 操作の種類

   4.2 NFTとERC-20との比較

5. データ収集

6. 実証分析と6.1 全体的な取引

   6.2 碑文の特徴

   6.3 刻印取引

   6.4 ガス料金への影響

7. 議論

8. 結論と参考文献

抽象的な

ロールアップは注目されているにもかかわらず、そのパフォーマンスに関する実証研究は限られています。このギャップを埋めるために、私たちは、外部サーバーを必要とせずにブロックチェーンにデータを記録する新しいアプローチであるインスクリプションに起因する2023年後半のトランザクションブームについて、包括的なデータ駆動型分析を実施します。インスクリプションは、スマートコントラクトなしでNFTまたはERC-20のようなトークンを表現できるようにするためにビットコインブロックチェーンで最初に導入されましたが、後に他のブロックチェーンにも広まりました。

この研究では、Ethereum とその主要な EVM 互換ロールアップにおけるインスクリプション トランザクションのアプリケーションと、突然のトランザクション急増時のブロックチェーンのスケーラビリティへの影響について調査しています。特定の日には、インスクリプション関連のトランザクションが Arbitrum で 89% 以上、zkSync Era で 88% 以上、Ethereum で 53% 以上を占めていることがわかりました。さらに、これらのトランザクションの 99% はミーム コインの鋳造に関連しており、その後は限られた取引活動が続きました。L1 ブロックチェーンとは異なり、トランザクション急増時には、zkSync と Arbitrum では単一の L1 バッチに対する L2 トランザクションの圧縮により、ガス料金の中央値が低くなりました。さらに、ZK ロールアップである zkSync Era は、私たちの研究で検討した楽観的なロールアップ (Arbitrum、Base、および Optimism) よりも大幅な料金削減を示しました。

謝辞J. Messias と K. Gogol は、この研究に等しく貢献しました。この研究記事は学術的な著作であり、著者自身の見解と意見を反映しています。著者の雇用主を含む他の個人または組織の見解や意見を必ずしも反映するものではありません。読者は、戦略的または商業的な決定を行う際にこの記事に依拠すべきではなく、そのような使用から生じる可能性のある損失について著者は責任を負いません。

1 はじめに

ビットコイン[23]とイーサリアム[39]の導入以来、ブロックチェーンは主にその分散化の原則[5, 27]によって採用が増加してきました。この急増により、分散型取引所（DEX）[12, 3, 18]、貸付プロトコル[29, 26]、アートの非代替トークン（NFT）[13]、サプライチェーン管理[28, 30]、分散型ガバナンス[18, 3, 20, 21]などのさまざまな分散型アプリケーション（DApps）の開発が進みました。

ブロックチェーンを含む分散システムでは、基本的なトレードオフが存在し、各ブロックチェーンはセキュリティ、分散化、スケーラビリティという3つの重要な要素のうち2つしか最適化できません[38]。このジレンマは一般に「ブロックチェーントリレンマ」と呼ばれ、V. Buterin [38]に由来する用語です。従来、ビットコインやイーサリアムなどのレイヤー1（L1）と呼ばれる基盤となるブロックチェーンソリューションは、スケーラビリティを犠牲にして分散化とセキュリティを優先してきました。この課題に対処するために、L1上に構築されたレイヤー2（L2）ソリューションが提案されています。L2ソリューションは、コンセンサスを達成するためにL1ブロックチェーンを活用しながら、スケーラビリティと効率性を向上させることを目的としています。その結果、分散化とセキュリティを損なうことなくスケーラビリティに重点を置いた、さまざまなイーサリアム仮想マシン（EVM）互換チェーンが登場しました。これは、トランザクションをオフチェーンで実行し、その後、結果または状態遷移をL1ブロックチェーン（イーサリアムなど）に保存することで実現されます。

しかし、これらのL2スケーリングソリューションの多くは、2023年後半にトランザクションの急増が発生するまで、まだ十分なストレステストが行われていませんでした。ほとんどのL2 EVM互換チェーンは、2023年11月と12月に年間最高のトランザクション量を経験しました。この突然のトランザクションの急増は、インスクリプションと呼ばれるブームによって引き起こされました[1]

刻印は、ビットコインブロックチェーンで急増した新しいアイデアである序数から生まれました[37]。序数は、2023年3月にDomo [6]と呼ばれる匿名の開発者によって初めて導入されました。簡単に言えば、この新しいシステムにより、ユーザーはビットコインの最小単位である個々のサトシに一意の識別子を割り当てることができ、各サトシを序数に基づいて個別に追跡および取引できるようになります。この概念は、各サトシを非代替トークン（NFT）として扱う機能を導入することでビットコイン取引に新たな次元を追加し、収集可能な資産、検証可能なデジタル希少性、ビットコインネットワーク上でのより複雑なスマートコントラクトのやり取りなどの新しいアプリケーションを可能にします。

このイノベーションにより、2023年半ばにはFOMO（Fear of Missing Out）効果により取引件数が急増し、その後、全ユーザーの取引手数料が増加しました[36, 37]。

その後、序数の概念は、Ethereum、Arbitrum、Base、Optimism、zkSync Era などの他のブロックチェーンにも拡張され、インスクリプションという新しい現象が生まれました。インスクリプションにより、ユーザーは任意のデータを Ethereum ブロックチェーンに直接埋め込むことができます。このプロセスでは、テキスト、画像、コードなどのデータをトランザクションまたはスマート コントラクトに添付し、この情報をブロックチェーン内に永続的に「刻印」します。ユーザーはすぐに、すでに利用可能なスマート コントラクト機能を使用する代わりに、インスクリプションを使用してトークンを鋳造および取引し始めました。

ビットコインオーディナルで起こったことと同様に、刻印はこれらのチェーン上の1秒あたりのトランザクション数（TPS）の大幅な増加を引き起こし、2023年12月に年間最高トランザクション数に達しました。この間、刻印トランザクションはネットワーク全体のトランザクションの80％以上を占めました[1]。

序数と刻印の人気が高まったため、序数と刻印を取引するさまざまな市場が登場し始めました[16、44、8]。注目すべきことに、大手の暗号通貨取引所であるBinanceでさえ、序数と刻印をサポートしています[9]。

2023年初頭から2024年初頭にかけての登録ブームの間、L2ブロックチェーンの一種であるゼロナレッジ（KP）ロールアップは、イーサリアムと比較してガスコストが著しく低く、登録ブームに参加するためのコストがビットコインやイーサリアムと比較してかなり手頃になったため、ユーザーの関心が高まりました。しかし、一部のロールアップでは約78分のダウンタイムが発生し[33、15]、ユーザーはトランザクションのファイナリティについて懸念を抱きました。

2024年3月13日、イーサリアムはDencunアップグレード[2]を受け、一時的なデータストレージとしてブロブを導入しました。ブロブはイーサリアムのロールアップ時のガスコストを削減しましたが、ブロックチェーン外のアプリケーションに依存しているため、データの可用性を前提としていると思われるため、刻印ベースのトークンの所有権への影響についての懸念も生じました[25]。18日間の期間が経過すると、ブロブはロールアップの状態検証をサポートするように設計されているため、イーサリアムブロックチェーンから消えます。その結果、ロールアップがすべてのトランザクションデータを保存しないことを選択した場合、刻印関連のデータは、プラットフォーム作成者のインデクサーでオフチェーンでのみ利用可能になる可能性があります。