ヴィタリック・ブテリン: イーサリアムの終局

記事翻訳：ブロックユニコーン

記事翻訳：ブロックユニコーン

この記事についてディスカッションやご意見をくださった Optimism および Flashbots の大勢の方々、またフィードバックやレビューをくださった Karl Floersch、Phil Daian、Alex Obadia に心より感謝いたします。

一般に「大規模なブロックチェーン」について考えてみましょう。ブロック頻度が非常に高く、ブロック サイズが非常に大きく、1 秒あたり数千のトランザクションが行われますが、高度に集中化されています。ブロックが大きすぎるため、ノードは完全に参加するノードを実行でき、数十または数百にすぎません。ブロックを作成するか、既存のチェーンを検証します。少なくとも私の基準では、このようなチェーンをどのようにして受け入れられ、トラストレスで、検閲に耐性のあるものにすることができるのでしょうか?

合理的なロードマップは次のとおりです。

• 分散ブロック検証用にリソース要件が低い担保の 2 番目の層を追加します。ブロック内のトランザクションは 100 個のバケットに分割され、各バケットの後にマークルまたはバークル ツリー状態ルートが続きます。各セカンダリ ステーカーは、バケットの 1 つにランダムに割り当てられます。ブロックは、各バケットに割り当てられたバリデーターの少なくとも 2/3 によって署名された場合にのみ受け入れられます。

• ユーザーがブロックの有効性を直接 (そして安価に) チェックできるようにするために、不正証明 (ZK-SNARK) を導入します。 ZK-SNARK はブロックの有効性を暗号的に直接証明できます。不正証明は、ブロックに無効なバケットがある場合に誰でもそのバケットの不正証明をブロードキャストできる、より単純なスキームです。これにより、ランダムに割り当てられたバリデータに加えて、別のセキュリティ層が提供されます。

• ユーザーがブロックの可用性を確認できるようにするために、データ可用性サンプリングが導入されました。 DAS チェックを使用すると、ライト クライアントは、ランダムに選択されたブロックをダウンロードするだけで、ブロックが公開されたことを検証できます。

• 検閲を防ぐためにセカンダリ トランザクション チャネルを追加します。 1 つのアプローチは、二次ステーカーが次のメイン ブロックに含める必要があるトランザクションのリストを提出できるようにすることです。

これだけの作業を行った後、何が得られるでしょうか?ブロックの生成は依然として集中化されていますが、ブロックの検証はトラストレスで高度に分散化されており、特殊な検閲防止マジックがブロック生成者による検閲を防止するチェーンが得られます。これは美的に醜いですが、私たちが求めている基本的な保証を提供します。たとえすべての主要な利害関係者 (ブロックプロデューサー) が攻撃や検閲を意図していたとしても、彼らができる最悪のことは完全にダウンラインであり、その時点でチェーンは受け入れを停止します。コミュニティがリソースをプールし、誠実な主要ステークホルダー ノードを確立するまで、トランザクションは継続されます。

ここで、集約の長期的な将来の可能性を考えてみましょう...

Arbitrum、Optimism、Zksync、またはまったく新しいものであるかどうかにかかわらず、特定のロールアップがノード実装の設計で非常に優れた仕事をしたため、十分な強力なハードウェア処理があれば実際に 1 秒あたり 10,000 を処理できると想像してください。これを行うためのテクニックは原理的によく知られており、ダン・ラリマーらによって何年も前に実装されています。つまり、実行を 1 つの CPU スレッドに分割し、比類のない安価なビジネス ロジックを実行し、他の多くのスレッドで高価なビジネス ロジックを実行します。ただし、高度に並列化可能な暗号。また、イーサリアムがデータ可用性サンプリングを介してシャーディングを実装し、この集約されたオンチェーン データを 64 のシャードにわたって保存する余地があると想像してください。その結果、全員がこのロールアップに移行しました。その世界はどのようなものになるでしょうか？

文章

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どのロールアップもイーサリアムのアクティビティの大部分とうまく連携していません。その代わり、両方とも 1 秒あたり数百のトランザクションで最高に達します。私たちは、イーサリアムのマルチアグリゲーションの未来、つまり Cosmos マルチチェーン ビジョンを実現しますが、その上にデータの可用性と共有セキュリティを提供するベース レイヤーが存在します。ユーザーは多くの場合、メイン チェーンに高額な料金を支払うことなく、クロスロールアップ ブリッジを利用して、異なるロールアップ間を移動します。その世界はどのようなものになるでしょうか？

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Western Gate によって発見されたクロスドメイン MEV の機会

したがって、マルチドメインの世界では、すべてのドメインのブロック生成を制御する同じ人物に多大なプレッシャーがかかります。それは起こらないかもしれませんが、起こる可能性は高く、私たちはその可能性に備えなければなりません。それについて何ができるでしょうか？これまでに私たちが知っている最良のアプローチは、次の 2 つの手法を組み合わせて使用​​することです。

• ロールアップが各スロットのブロックを競売する何らかのメカニズムを実装するか、イーサリアムのベース層がプロポーザー/ビルダー分離 (PBS) を実装するか (またはその両方)。これにより、少なくとも、ブロック生成における集中化の傾向が、完全にエリートによって捕らえられ集中化されたステークプール市場を支配するブロック検証につながらないことが保証されます。

• 検閲防止バイパス チャネルと、イーサリアムの基礎となるツールの PBS 検閲防止テクノロジーについて概要を説明します。これにより、潜在的に高度に集中化された「純粋な」ブロック生成市場の勝者が取引を検閲しようとした場合、検閲を回避する方法が確保されます。

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副題

では、これは何を意味するのでしょうか？

スケーラブルで安全な長期的なブロックチェーン エコシステムを構築するには多くの道がありますが、それらはすべて非常に似た未来に向かって進んでいるように見えます。ブロックの生成が最終的に集中化される可能性は高いです。ロールアップのネットワーク効果やクロスドメイン MEV のネットワーク効果は、それぞれ独自の方法で私たちをこの方向に押し進めます。しかし、私たちにできることは、委員会の検証、データの可用性サンプリング、バイパスチャネルなどのプロトコルレベルの技術を使用して、この市場を「規制」し、勝者が権力を乱用できないようにすることです。

これはブロックプロデューサーにとって何を意味するのでしょうか?ブロック生産は特殊な市場になる可能性が高く、ドメインの専門知識はさまざまなドメインにまたがる可能性があります。優れた Optimism ブロックプロデューサーの 90% は、優れた Arbitrum ブロックプロデューサー、優れた Polygon ブロックプロデューサー、さらには優れた Ethereum ベースレイヤーブロックプロデューサーでもあります。ドメインが多数ある場合、クロスドメイン裁定取引も重要な収入源になる可能性があります。

これはイーサリアムにとって何を意味しますか?まず、本質的な不確実性にもかかわらず、イーサリアムはこの未来の世界に適応するのに適しています。イーサリアムのロールアップを中心としたロードマップを持つことの広範な利点は、イーサリアムがあらゆる将来にオープンであり、どれが必ずしも勝つかについて意見を持つ必要がないことを意味します。ユーザーは本当にロールアップを希望するでしょうか?イーサリアムは既存の方針に従い、そのベースレイヤーとなり、安全な詐欺防止および検閲防止の「防御策」を必要とする大量のドメインを自動的に提供します。大容量のドメインを作成するには技術的に複雑すぎるのでしょうか、それともユーザーは多様性に対するニーズが高いだけなのでしょうか?イーサリアムはそのベースレイヤーにもなり得ますが、これは非常に優れたレイヤーです。なぜなら、共通の信頼ルートにより、アグリゲート間で資産を安全かつ安価に転送することが容易になるからです。

さらに、イーサリアムの研究者は、ブロック生成で実際に達成できる分散化の程度を真剣に検討する必要があります。クロスドメイン MEV (複数のシャードを占有する 1 つの集約されたクロスシャード MEV であっても) が持続不可能になる場合は、高度に分散化されたブロックの生成を簡素化するために複雑なパイプラインを追加する価値がない可能性があります。

これは大規模なブロックチェーンにとって何を意味するのでしょうか?彼らがトラストレスで検閲に耐性を持つようになる道はあります。そして、彼らの中核となる開発者とコミュニティが、彼らがそうするほど検閲への耐性と分散化を本当に重視しているかどうかがすぐに分かるでしょう。

これらすべてを完了するには何年もかかる可能性があります。シャーディングとデータ可用性サンプリングは、実装が複雑な手法です。ユーザーが完全な EVM を実行する ZK ロールアップに完全な自信を持って資産を保存できるようになるまでには、何年もの改善と監査が必要です。クロスドメイン MEV 研究もまだ初期段階にあります。しかし、スケーラブルなブロックチェーンの現実的で明るい未来がこの先にある可能性があることがますます明らかになりつつあります。