Ethereum財団研究員が耐量子PeerDAS草案を公表、Blob最大52万4,288バイト

財団研究員、KZGへの依存に挑む

Ethereum財団の研究員が、ブロックチェーン上のデータ検証を耐量子暗号で再構築するEIP草案を公表した。PeerDASの下で動くデータ検証を組み替え、Blobサイズを可変にする内容だ。草案はFrancesco Risitano氏の提唱によるもので、11月1日に公開レビューへ回された。第一の柱は、現行のPeerDASを支えているKZGコミットメントと証明を、BlobごとのKeccak-256 Merkleコミットメントに置き換える仕組みで、検証は認証パスを通じて行う。草案文はこの変更について、KZGの背後にあった信頼済みセットアップの手続きを排除し、データ可用性層全体の耐量子性を高めると記している。PeerDASは、イーサリアムのスケーリング計画を支えるピアツーピアのデータ可用性サンプリング方式で、各ノードはBlob全体をダウンロードせず断片をサンプリングするだけでデータの存在を確認できる。可用性を確率的に検証するだけでよいため、ノードのハードウェア負荷は軽く済む。現行設計では、サンプリングした断片が元のBlobに属することをKZG証明が裏付ける。この証明は、複数参加者による一回性の多者間セレモニーで生成された構造化参照文字列に依存しており、参加者が自ら再計算できるものではないため、その完全性は信頼に委ねられている。Merkleコミットメントの動き方は異なる。検証者は断片と単一の固定ルートをつなぐハッシュの枝を示せばよく、セレモニーの産出物なしで帰属確認が完了する。ここでいう耐量子性とは、大規模な量子計算機がいずれ現在のペアリング型の前提を破った場合でも方式が持ちこたえるべき、という水準を指す。第二の柱はBlobの経済設計に踏み込む。BlobはLayer 2ロールアップがトランザクションデータを本 chainへ書き戻すための専用データ領域で、草案は各Blobを2,048バイトから52万4,288バイトまでの範囲で設定できるようにする。両変更の狙いは一つで、イーサリアムネットワークがBlobデータをコミットし、伝送し、価格設定する方法を作り直すことにある。草案には有効化スケジュールもフォーク計画も付いておらず、現段階はパブリックコメントの段階だ。

Merkle検証とガス規則の変更点

置き換えの仕組みは二段階で動く。まず認証パスが、サンプリングした各断片をBlobのMerkleルートに対して確認する。次にLeanDAが生成するSTARK証明がそのルートを再計算し、ノードはReed-Solomon符号化の関係と、投稿データとコミットメントの一貫性を検証する。二つの確認が揃うことで、断片、符号化、コミットメントの三点が一致することが担保される。サイズ規則には独自の制約もある。各Blobはバイト数が2のべき乗でなければならず、128個のデータ単位に割り切れて整数で分割できる必要がある。草案は単位数を128に固定し、各単位のサイズをBlobの大きさに応じて拡縮させる。したがって52万4,288バイトのBlobは4,096バイトの単位を128個、2,048バイトのBlobは16バイトの単位を128個持つ。許容サイズがすべて最小サイズの整数倍であるため計算が均一に保たれ、範囲全体で断片のインデックス処理が予測可能になる。PeerDASが設計時に想定したサンプリング構造は保たれたまま、需要に応じてBlobの実装規模を動かせる。伝送と価格設定はサイズに連動する。実行層では、トランザクションが現行のバージョンハッシュに代わってMerkleルートとBlobのバイト長を運ぶことになり、バージョンハッシュを読み込んでいるクライアントソフトウェアは別のフィールドを追うことになる。草案はBlob交換におけるピアツーピア層の伝送規則も調整対象に含める。サイズの異なる断片は伝わり方が変わるためだ。ガス計算も同じ調整リストに載っており、Blobのガス料金は再定義されたパラメータに連動して動くことになる。バリデーター側の実作業はサンプリング経路に集中する。今日KZG証明を検証しているコードが、Merkle枝と再計算されたルートの検証に切り替わる変更で、データ可用性サンプリングに参加するすべてのクライアントがこれを担う。いずれも明日コンセンサスメカニズムを動かすものではなく、草案はあくまでコメント募集中の草稿で、有効化ブロックもフォークも明記されていない。

信頼済みセットアップが重要な理由

この草案の要は、信頼済みセットアップの排除だ。現行のKZGコミットメントはすべて、参加者が自分の秘密の貢献値を破棄したと想定されるだけで、実際に検証されたわけではないセレモニーに遡る。Merkle方式はその前提を発生源から消し去る。一方、Blobサイズの可変化は、価格設定を実際に投稿されたデータ量に近づける。ロールアップの処理能力が伸びるほど、この設計の意味は増していく。イーサリアムの価格を追う読者には注意が必要だ。これは取引材料というよりプロトコルの話で、草案には有効化日がなく、ハードフォークに至るまでには公開レビューとテストネットでの検証を要する。かつてネットワークがイーサリアム2.0へのアップグレードで辿った段階的経路と同じ道筋だ。