About ethereum

1. About Ethereum
koganezawa@MoneyForward Financial

2. ● Ethereumの概要
○ 基礎知識
● Bitcoinとの違い
○ Ethashというアルゴリズム
○ GHOSTプロトコル
○ Difficulty Bomb
● Roadmap
○ Ethereum 1.0
○ Ethereum 2.0
○ Ethereum 3.0
Agenda

3. Overview
➢ Ethereumとは...
○ 分散型アプリケーション (DApps) やスマート・コントラクトを構築するためのプラットフォーム
➢ スマート・コントラクトとは...
○ イーサリアムが誕生する前、さらにはブロックチェーン自体が誕生する前からある言葉
○ 「契約の自動化」と呼ばれ、あらゆる契約行動をデジタルで表現しプログラム化することで、事前に定められたルール
に従って自動的に資産などを移転させる仕組みを指す
➢ 分散型アプリケーション (DApps)とは...
○ 分散型アプリケーション = Decentralized Applications
○ 非中央集権・分散管理型のアプリケーションと言われていて、中央管理者が不要であり、P2Pで繋がり、価値の移転が
できる。また、スマート・コントラクトを組み合わせてDAppsが作られる

4. Decentralized Applications
➔ Do you need infrastructure?
➔ Only of the front end?

5. Decentralized Applications
by sonくん(mff wallet team member )
➔ Do you need infrastructure?
➔ Only of the front end?

6. Overview
● Ethereumを一言でいうと... by Vitalik
○ 『ビットコインは関数電卓であり、イーサリアムは電卓を含む様々な機能を持ったスマートフォン』
○ 『基本的に（スマートフォンという）アイデアをもとに、より汎用的にしてして、それをブロックチェーンに適用
することによって、システムの能力を高めるというものだ』
■ Ethereum == World computer

7. ● Bitcoinとの大きな違い
Overview
Bitcoin Ethereum
提唱者 Satoshi nakamoto Vitalik Buterin
通貨 BTC ETH
コンセンサスアルゴリズム PoW PoW
承認時間 約10分 約15秒
発行上限 2100万枚 なし

8. ● Ethereum foundation: イーサリアム財団(スイス)
○ イーサリアムの普及や、経済活動の促進を目的として創立した団体
○ 仮想通貨の資金調達がやりやすいスイスのツーク州でイーサリアム財団が設立され、財団が開発資金の調達を開始
○ 最終的に3万1000BTC（当時の価格で約20億円）を調達しており、集めた資金は今も財団が管理している
Overview
Mission and Base Statement
イーサリアム財団のミッションは、次世代の分散型アプリケーション「dapps(ダップス)」を作り出すための分散型のプロトコルやツールを世界へも
たらすために、イーサリアムのプラットフォームを支援・促進し、研究、開発、教育の基盤を作ることです。
イーサリアム財団の主な活動
● 助成金プログラム
○ イーサリアムの研究や開発を行うプロジェクトや開発者に、財政的な支援をしている活動
● イーサリアムの年次イベント「Devcon(デベコン)」
○ イーサリアム財団の開発・研究チームが最新の機能や技術について議論を行い、プレゼンテーションを実施

9. ● Bitcoinとの大きな違い（マイニングに関連したもの）
○ Ethashというアルゴリズム
■ ASIC対策且つGPUのメモリを利用して計算される
■ 数ギガバイトのデータになるDAGの部分集合を選択することを要求するPoWアルゴリズムによりASIC対策を実現してる
■ ハッシュ値生成に何段階かわけることにより、メモリ耐性（ASIC耐性）を備えている
■ メモリーを多く必要とし、マイニング専用の機械を作ることが困難でありGPUによるマイニングが行われている、これによりビ
ットコインで問題視されているマイニングプールの寡占化や51％攻撃を防いでる
○ SHA256(SHA256(nonce))
■ 弱衝突、強衝突耐性、消費電力の低さに優れている
■ ビットコインではこのアルゴリズムをふたつ直列に繋ぎ、耐性を高くしている
○ scrypt（LiteCoin）
■ 複数のハッシュアルゴリズムを直列に繋げたアルゴリズム
■ ASIC耐性のあるコインを目指し導入されたが、現在はその思想に反して、Scryptアルゴリズムを実装したASICが出回っている
○ lyra2rev2（Monacoin）
■ 反ASICを掲げて作られた採掘アルゴリズム
■ SHA-3の候補になっていたハッシュアルゴリズムを直列に繋ぎ、最後にLyra2REv2と呼ばれる1GB強のメモリを消費するハッシュ
アルゴリズムに繋ぐというもの
■ メモリを大量に消費する、仮にASICが製造出来たとしても、莫大なコストがかかる
Overview

10. ● Bitcoinとの大きな違い
○ ブロック生成間隔が15秒...
■ ブロックチェーンがフォーク（分岐）しやすくなってしまう（uncleブロックが作成されてしまう）
○ GHOSTプロトコル
■ GHOSTプロトコルによってどのチェーンをメインチェーンにするか決めている
● 最も長いチェーンではなく、最も多く計算が蓄積されているチェーンをメインチェーンに選択している
● 報酬の比率は下がるが、uncleブロックとnephewブロックにもマイニング報酬を与えている
※ビットコインの場合は、より長いブロックを有効であるとしている
Overview

11. ● Bitcoinとの大きな違い
○ Difficulty Bomb（Difficultyに対するアルゴリズム）
■ 特定のブロックからネットワークのハッシュレートが増加しない場合、ディフィカルティが調整されブロック生成時間が次第に
遅くなり指数関数的に増加していく
■ マイナーは新しいブロックを生成することがハードになりその結果、ブロック報酬を得られなくなる
■ PoWからPoSにハードフォークする際、全てのマイナーが新しいチェーンに移行することを目的に実装されたものでプロトコル
の欠陥ではない（意図的なもの）
Overview
hard fork
難易度が高い

12. Overview
White paper 論文的なもの URL
Yellow paper 技術仕様書的なもの URL
Beige paper Yellow paperを書き換えてより見やすくしたもの URL
ERC (Ethereum Request for Comment) プロトコル（規格） URL
EIP（Ethereum Improvement Proposals） 提案書的なもので、取り込まれるとERCへ昇格する URL
➔ Ethereum Documents

13. Ethereum 1.0
● Ethereum 1.0 roadmap
○ Prerelease Step 0: Olympic testnet - launched May 2015
○ Release Step One: Frontier - launched 30 July 2015
○ Release Step Two: Homestead - launches 14 March 2016
○ Release Step Three: Metropolis
■ Release Step Three: Byzantium - launches 16 October 2017
■ Release Step Three: Constantinople - launches 28 February
2019
○ Release Step Four: Serenity - TBA

14. Ethereum 2.0
● Ethereum 2.0 sharding roadmap
○ Phase 0: PoS beacon chain without shards
○ Phase 1: Basic sharding without EVM
○ Phase 2: EVM state transition function
○ Phase 3: Light client state protocol
○ Phase 4: Cross-shard transactions: see here and more.
○ Phase 5: Tight coupling with main chain security: here and more.
○ Phase 6: Super-quadratic or exponential sharding
● Ethereum 3.0

15. Ethereum 2.0
● Ethereum 2.0 sharding roadmap
○ Phase 0: PoS beacon chain without shards
○ Phase 1: Basic sharding without EVM
○ Phase 2: EVM state transition function
○ Phase 3: Light client state protocol
○ Phase 4: Cross-shard transactions: see here and more.
○ Phase 5: Tight coupling with main chain security: here and more.
○ Phase 6: Super-quadratic or exponential sharding
● Ethereum 3.0
by sonくん(mff wallet team member )

16. Metropolis Byzatium
● Release Step Three: Byzantium - launches 16 October 2017
○ EIP100: Change difficulty adjustment to target mean block time including uncles
○ EIP140: REVERT instruction in the Ethereum Virtual Machine
○ EIP196: Precompiled contracts for addition and scalar multiplication on the elliptic curve alt_bn128
○ EIP197: Precompiled contracts for optimal Ate pairing check on the elliptic curve alt_bn128
○ EIP198: Precompiled contract for bigint modular exponentiation
○ EIP211: New opcodes: RETURNDATASIZE and RETURNDATACOPY
○ EIP214: New opcode STATICCALL
○ EIP649: Metropolis Difficulty Bomb Delay and Issuance Reduction
○ EIP658: Embedding transaction return data in receipts

17. Metropolis Constantinople
● Release Step Three: Constantinople - launches 28 February 2019
○ EIP145: This introduces bitwise shifting, as EVM opcodes. This more efficient way of coding can reduce the cost of gas and number of instructions
required.
○ EIP1052: Optimization of large scale code execution.
○ EIP1283: This is based on EIP 1087 and introduces a pricing method for storage to developers.
○ EIP1014: This is Vitalik Buterin’s upgrade proposal for a scaling solution that is based on state channels and “off-chain” transactions.
○ EIP1234: This reduces the block mining reward from 3 ETH down to 2 ETH. This will also delay the “difficulty bomb” for 12 months.
● Byzantium
○ Security強化へ向けて
○ Z-CashのZk-Snarks（ゼロ知識証明）が導入された？
■ BtoBサービス向け
● Constantinople
○ Scalabilityに向けて
○ hybrid PoW / PoS model!!
● Serenity
○ Pure PoS chain!!