イーサリアムの Rollups は中心化されている:分散化されたオーダラーの探究

イーサリアム第二層(L2) rollup 分野の取引順序問題がますます顕著になっています。L2 rollup の主な役割は、ユーザーに低コスト取引の安全な環境を提供することです。彼らはユーザーに実行層を提供し、その後取引データを上層第一層(L1)に提出します。イーサリアムの Arbitrum、Optimism、zkSync などが含まれます。

ソート器は、これらの取引をバッチに並べる権限を持つ実体です。彼らはユーザーからの無秩序な取引を受け取り、オフチェーンでそれをバッチとして処理し、圧縮された順序付けされた取引バッチを生成します。これらの取引はその後、ブロックにパッケージされ、親L1に送信されます。

実際、ロールアップはソーターを必要としません;これは単なる設計上の選択であり、ユーザーにより低い手数料とより迅速な取引確認をもたらすことを目的としています。例えば、ほとんどのロールアップがデータの可用性を得るためにイーサリアムの基盤層を使用するのと同様に、基盤層を使用してソートを行うこともできます。しかし、イーサリアムの基盤層は相対的に非効率的で高価である可能性があります。これは、これまでのところ、すべての主要なL2ロールアッププロジェクトが中央集権的なソーターを運営する方が便利で安価であり、ユーザーにも優しいと発見したことを意味します。

ソートエンジンが取引の順序を制御しているため、ユーザーの取引(を審査する権利がありますが、ユーザーが直接L1に取引)を提出できるため、完全な審査はあまり現実的ではありません。ソートエンジンはまた、最大抽出価値(MEV)を抽出することができますが、これによりユーザーグループに経済的損失を与える可能性があります。さらに、可用性も大きな問題となる可能性があります - 唯一の分散化されたソートエンジンがダウンした場合、ユーザーはそのソートエンジンを使用できず、全体のロールアップに影響が及びます。

解決策は共有された、分散化されたオーダラーです。共有オーダラーは本質的に rollups に分散化サービスを提供します。検閲、MEV 抽出、可用性などの問題を解決することに加えて、共有オーダラーはクロス rollup 機能を導入し、さまざまな新しい可能性を開きます。Espresso、Astria、Radius はそれぞれのアーキテクチャで独自の機能を持つ革新的な共有オーダリングソリューションを開発しています。Espresso は EigenLayer を活用してネットワークを導くことを試みており、Astria はモジュラーデータ可用性ネットワーク Celestia と密接に連携しています。Radius はその独自の暗号メモリプールを議論に持ち込んでいます。

イントロダクション

イーサリアム L2 rollup エコシステムの普及に伴い、しばしば見落とされる側面はソーターです。ソーターは取引のソートを担当し、rollup を通じてソーターを使用することで、より良いユーザー体験、低コスト、迅速な取引確認を提供できます。しかし、問題は、これまでのところ、すべての主要なイーサリアム L2 は、独自の中央集権的ソーターを運営することが最も便利で、ユーザーフレンドリーであり、コストも低いと考えていることです。取引の審査、MEV 抽出、および単一障害(の可用性問題)におけるソーターの権限を考慮すると、これは望ましくない結果と見なされる可能性があり、暗号通貨の精神にも反します。

ほとんどのプロジェクトは、それぞれのソートエンジンの分散化をロードマップの一部としているものの、分散化をどのように実現するかについては真の合意に達していません。また、Arbitrum と Optimism は2021年の下半期以来、自らのソリューションを導入していることにも注意が必要で、分散化されたソートエンジンに関しては実質的な進展を遂げていないと言えます。

本レポートでは、ソーターの役割とイーサリアムのロールアップスペースの現状を詳しく検討します。その後、分散化された共有ソートネットワークという解決策を研究しているプロジェクトについて深く掘り下げます。これらのプロジェクトとそのソリューションのユニークな点を詳しく紹介します。また、これがイーサリアムのL2ロールアップ分野の将来の発展に何を意味するのかについても考察します。

ソート器とは?

一歩引いて言えば、ブロックチェーンは分散化されたデータ台帳であり、ブロック順に並べられたタイムスタンプ付きの取引データで構成されています。最初は、これらの取引データは無秩序で無組織でした。並べ替えた後、ブロックに整理され、実行されてブロックチェーンの新しい状態を作成します。イーサリアムのような第一層(L1)ブロックチェーンにおいて、この取引の並べ替えはイーサリアムの基盤層自体で行われます。

イーサリアムで最も人気のあるスケーラビリティソリューション - Layer-2 (L2) rollup 層で、取引の順序付けはますます深刻な問題となっています。rollups の主な役割は、ユーザーに安全で安価な取引の場を提供することを忘れないでください。簡単に言えば、L2 rollup はユーザーに実行レイヤーを提供し、その後、取引データを上位の L1、つまりイーサリアムの Arbitrum、Optimism、zkSync などに送信します。L1 に送信される単一のバッチ取引は通常、数百または数千の圧縮された L2 取引を含み、L1 にデータを送信するコストを削減します。

L2ロールアップの世界では、ソートラーは取引をグループ化する権限を持つエンティティです。ソートラーはユーザーからの無秩序な取引を受け取り、オフチェーンでそれを処理してグループ化し、次に圧縮された秩序ある取引のバッチを生成します。これらの取引はブロックに入れられ、親L1に送信されます。バッチの取引は、データの可用性(DA)層(、通常はイーサリアムにおいて、現在のほとんどのロールアップ)で使用されます。また、ユーザーに対してソフトコミットメントを提供し、ユーザーの取引を受け取った後、ソートラーは"ソフト確認"としてほぼ即時のレシートを提供します。一方、"ハード確認"は取引がL1層に送信された後に受け取ります。

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なぜロールアップはソートを使用する必要があるのか、それはなぜ問題なのか?

基本的には、ソートチェイナーには非常に明確な目標があります: ユーザーエクスペリエンスの向上です。ソートチェイナーを使用して L2 取引を行うことは、「ハイウェイ」を利用するようなもので、手数料が低く、取引確認が速くなります。実際、ソートチェイナーは数百から数千件の L2 取引を一つの L1 取引にバッチ圧縮することができ、ガス代を節約します。さらに、ソートチェイナーが提供するソフト確認は、ロールアップ取引がユーザーに迅速なブロック確認を提供できることを意味します。この組み合わせは、ユーザーが L2 ループを使用する際の体験を改善するのに役立ちます。

重要なことは、rollup はソートエンジンを必要としないということです。それは単により良いユーザー体験のためのデザインの選択です。例えば、ほとんどの rollup がデータの可用性を向上させるためにイーサリアムの L1 を使用するように、それらはソートにもそれを使用できます。イーサリアム財団のジャスティン・ドレイクは最近、これらを「rollup ベース」と呼びました。しかし、イーサリアムの基盤レイヤーは、特に L2 の取引量が多いことを考慮すると、相対的に非効率的で高価である可能性が高いです。本質的に、rollup の取引スループットは、イーサリアムの L1 データソートレートに制限されます。ユーザーはまた、イーサリアム上で取引を行うのと同じ取引確認の遅延を経験します。これは、これまでのところ、すべての主要な L2 拡張プロジェクトが、中央集権的なソートエンジンを運営する方が便利で安価であり、ユーザーにとって使いやすいことを発見したことを意味します。L2 ユーザーは、ソートエンジンを回避するために直接 L1 に取引を提出することができますが、彼らは L1 に取引ガス代を支払う必要があり、取引が最終的に完了するまでにより長い時間がかかる可能性があります。これは、L2 rollup を利用して取引を実行する目的に大いに反します。

ソート者が取引のソートを制御しているため、理論的にはユーザーの取引を(に含めない権利があります。ただし、ユーザーがガス代を支払う能力があり、支払う意志がある場合、L1に直接取引を提出することもできます)。ソート者は取引グループからMEVを抽出することもでき、これがユーザーグループに経済的損失をもたらす可能性があります。現在のすべての主要なロールアップ取引のように、ソート者が1つしかない場合、中央集権のリスクが高まります。この場合、唯一のソート者が故障した場合、全体のロールアップに影響が及ぶため、有効性が問題になる可能性があります。複数のソート者設定は、このリスクを低減することができます。

この設定により、ソーターはユーザーの準信頼者と見なすことができます。ソーターはユーザーがL2を使用するのを防ぐことはできませんが、ユーザーの取引を遅延させることができ、これによりユーザーは追加のガス代を支払い、ユーザーの取引から価値を得ることができます。

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MEVの相関関係

MEVはここで特に重要です。MEVとは、ブロック生成から得られる価値を指し、一階のマイニング(やステーキング)のブロック報酬およびガス代を超えています。これは、ブロック内の取引を操作すること、すなわち取引の取り入れ、除外、および取引の順序を変更することによって抽出される価値です。例えば、MEVを抽出する一般的な形式には、フロントランニングやサンドイッチ攻撃が含まれます。

L2ロールアップにおけるシーケンサーの役割を考慮すると、彼らはチェーン外のすべてのユーザー取引を把握できます。さらに、これらのシーケンサーは通常、プロジェクト自体または関連チームによって運営されるため、たとえばOPメインネットのオプティミズム財団やアービトラムワンおよびノヴァのアービトラム財団のように、多くのユーザーは潜在的なMEVの抽出を見逃すことを心配しています。これらの懸念がなくても、プロジェクトが独自の中央集権的なシーケンサーを運営することで、これらのプロトコルの信頼性と分散化の程度はユーザーに影響を与えるでしょう。これらのプロトコルの信頼性と分散化は疑問視されることは間違いありません。

ソート市場の現状

本稿執筆時、すべての主要なイーサリアム L2 のバージョンは、中央集権的なオーダラーに依存しています。ますます多くのイーサリアム取引が L2 ソリューションに移行する中で、イーサリアムのバリデーターセット自体は分散化されていますが、大量の取引(、特に L2 上の取引)は、一つのオーダラーによる中央集権的な力の影響を受けるようです。

予想通り、これらの企業の大多数は、それぞれのオーダラーの分散化の問題を解決し、それをロードマップの一部としています。これは、分散化がL2のビジョンの一部であることを示す前向きな兆候ですが、ArbitrumとOptimismは2021年末から独自のソリューションを展開しており、分散化オーダラーに関しては実質的な進展を遂げていないと言えるでしょう。

ほとんどのトップ企業は、権力分散に焦点を当てるのではなく、コア製品や機能の改善にリソースを投入しているようです。これは完全に批判というわけではなく、競争の激しい環境において、競争力のある製品を持つ前に分散化に焦点を当てることは、どの企業にとっても最善の利益にかなうものではないため、ある程度理解できます。しかし、ネットワーク企業の成熟に伴い、この見方は変わりつつあり、人々の議論は急速にソートエンジンの分散化と信頼性の向上に移っています。

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その他の問題

中心化されたソートエンジンに依存することによってもたらされるリスクの程度については、いくつかの議論があることを強調することが重要です。

上記のように、ソートラーが取引の順序を制御しているため、ユーザーの取引を排除したり、MEVを抽出したりすることができます。しかし、最終的にソートラーはユーザーを完全にロールアップ取引から排除することはできません。ユーザーはソートラーを回避し、L1に直接取引(を提出することができ、彼らが望む限り、追加のガスコスト)を支払う意志があれば可能です。不適切な行動をとるソートラーは取引の遅延やユーザーに追加の費用を負わせる可能性がありますが、完全に検閲することはできません。それ以前には、大手L2企業がソートラーの分散化に極めて専念していることはありませんでしたが、これがその理由の一つである可能性が高いです。それにもかかわらず、ソートラーがMEVを抽出するために取引を再整理することは問題であり、特にOPメインネットのようなプライベートメモリプールではなおさらです。

おそらく、より大きな問題はリアルタイム性にあります。主要なロールアッププログラムが唯一の中央集権型オーダーラーを運営しているため、これらのオーダーラーに問題が発生した場合、全体のロールアッププログラムに悪影響を及ぼします。ユーザーはL1に直接アクセスすることで取引を行うことができますが、これは特に持続的な方法ではなく、ほとんどの取引に対して機能する可能性は低いです。L2ロールアップを使用する目的は、節約することにあることを忘れないでください。