The Merge が実施され、イーサリアムは順調に 2.0 に進んでいます。 コンセンサスアルゴリズムが PoS に切り替え、シャーディングも実装されるため、1.0 よりアーキテクチャが複雑になってきたので、整理してみました。
2022 年 12 月では、シャーディングまだ実装できていません
チェーンレベル
イーサリアム 1.0 は１つのチェーンでしたが、2.0 は、複数のチェーンから構成されます。
- ビーコンチェーン（Beacon Chain）：コンセンサスレイヤー
- コンセンサスの為に、シャードチェーンの次のブロックに対する投票を収集・検証などの処理を実行します。
- シャードチェーン（Shard Chain）：現時点では Etheeum Chain １個しかないですが、今後シャーディングの実装ができていれば、複数（現在の設計では最大 64 個）できる
- トランザクション（スマートコントラクトの関数呼び出しなど）は、シャードチェーンで実行します。
ブロック生成の詳細を知りたい場合、Ethereum 2.0: PoS の新しいブロック生成流れを整理してみた ご参照ください。
ネットワークレベル
ネットワークには、ビーコンチェーンとシャードチェーンのクライアントを実行するサーバーがあります
- ビーコンチェーンのクライアントを実行するサーバーは、バリデーターサーバー
- シャードチェーンのクライアントを実行するサーバーは、今までのイーサリアム 1.0 の RPC サーバー
になります。
- 詳細の流れは Ethereum 2.0: PoS の新しいブロック生成流れを整理してみた に書いていますが、バリデータサーバーは、スロット単位の委員会に割り振られて、そのスレットに対して、シャードチェーンのどのブロックが正しいかを投票します
- オレンジ色は正常な正しい投票ですが、青色のような間違った投票があったり、Slot 102 と Slot 103 の委員会の中、投票を収集できなかったりすることもありえます。
- 間違った投票を行ったり、投票しなかったりなど、「ちゃんと仕事していない」、または、「悪意な行為をした」などの場合は、内容に応じて罰則も設けられています。別途記事にまとめる予定です。
まとめ
イーサリアム 2.0 は、ビーコンチェーンを設けて、コンセンサスレイヤーとトランザクション実行レイヤーを分けることで、シャーディングの為のアーキテクチャができました。