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

1. ポイント

• 取引の順序は、第二層(L2)の分野で深刻な問題となりつつあります。L2ロールアップは主にユーザーに低コストの取引場所を提供し、その後取引データをイーサリアムなどの第一層(L1)に提出します。

• ソーターはトランザクションをグループにソートする役割を担っています。ユーザーの無秩序なトランザクションを受け取り、オフチェーンでグループ化し、圧縮された順序付きトランザクションを生成してからL1に送信します。

• ロールアップは実際にはオーダラーを必要としない; これはユーザーにより良い体験を提供するための設計上の選択です。しかし、現在すべての主要なL2ロールアッププロジェクトは、中央集権的なオーダラーを運営する方が便利でコストが低いことを発見しています。

• ソートツールは取引の順序を制御し、したがって取引を審査する権限を持っています。また、最大抽出可能価値(MEV)を抽出することもでき、ユーザーに経済的損失をもたらす可能性があります。さらに、唯一の中央集権的ソーターがダウンすると、全体のロールアップに影響を与えます。

• 解決策は、共有された分散化ソート器です。これは、検閲、MEV抽出、および可用性の問題を解決するだけでなく、クロスロールアップ機能を実現することもできます。Espresso、Astria、Radiusなどのプロジェクトが革新的な共有ソート解決策を開発しています。

2. 簡単な紹介

イーサリアムL2ロールアップエコシステムの普及に伴い、しばしば無視されがちな要素であるソーターの重要性が高まっています。ソーターは取引の順序付けを担当し、より良いユーザーエクスペリエンス、より低い手数料、より迅速な取引確認を提供することができます。しかし、現在の主要なイーサリアムL2プロジェクトのすべてが中央集権的なソーターを採用しており、これは暗号通貨の精神に反するものと見なされるかもしれません。

ほとんどの企業がソートエンジンの分散化をロードマップに含めているものの、実現方法については実際の合意が得られていない。特に、ArbitrumとOptimismは2021年下半期以降、分散化されたソートエンジンに関して実質的な進展を遂げていないことに注目すべきである。

本報告では、ソートエンジン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深く研究し、分散化された共有ソートネットワークという解決策を開発しているプロジェクトについて探討します。これらのプロジェクトとその解決策の独自性について詳しく紹介し、これがイーサリアムL2ロールアップ分野の将来の発展に何を意味するかを考察します。

3. ソーターとは何ですか?

ブロックチェーンは本質的に、時間スタンプ付きのトランザクションデータをブロック順に並べた分散型台帳から成り立っています。これらのトランザクションデータは元々無秩序であり、並べ替えられることで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が作成されます。イーサリアムなどのL1ブロックチェーンでは、トランザクションの並べ替えは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L2ロールアップにおいて、取引の順序付けは深刻な問題となっています。L2ロールアップはユーザーに実行層を提供し、その後取引データをL1に送信します。L1に送信される単一バッチの取引は通常、数百または数千の圧縮されたL2取引を含んでおり、これによりL1にデータを送信するコストが削減されます。

L2ロールアップでは、ソートラーがトランザクションをグループにソートする役割を担っています。彼はユーザーの無秩序なトランザクションを受け取り、オフチェーンでグループ化して圧縮された順序付きトランザクションを生成し、それをブロックに追加してL1に送信することができます。ソートラーはまた、ユーザーに"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"はトランザクションがL1に送信された後に受け取ります。

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なぜRollupはソーティングツールを使用する必要があり、それがなぜ問題なのか?

ソーターの根本的な目標は、ユーザーエクスペリエンスを改善することです。ソーターを使用したL2取引は「ファストレーン」と似ており、より低い手数料とより迅速な取引確認を意味します。ソーターは数百から数千のL2取引を単一のL1取引に圧縮することができ、ガス代を節約します。さらに、ソーターが提供するソフト確認により、ロールアップ取引が迅速に確認されることが可能になります。

重要なのは、ロールアップはソーターを必要としないことです。これは、より良いユーザーエクスペリエンスのためのデザインの選択です。例えば、ロールアップはイーサリアムL1を使用してソートすることもできます。しかし、イーサリアムの基盤層は比較的非効率的で高価である可能性があり、特にL2の取引量が多いことを考慮すると。これは、これまでのところ、各主要なL2プロジェクトが中央集権的なソーターを運用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。

ソートチェイナーは取引の順序を制御しているため、理論的にはユーザーの取引をその中に含めない権利を持っています。ソートチェイナー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。もし一つのソートチェイナーしか存在しない場合、中央集権的なリスクはさらに大きくなります。この場合、唯一のソートチェイナーが故障すると、全体のロールアップに影響を及ぼすことになります。

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、ユーザーが追加のガス代を支払うことになり、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

MEVとは、ブロック生成から得られる価値を指し、通常のブロック報酬やガス費を超えます。これは、ブロック内の取引順序を操作することで抽出される価値です。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ソートの役割を考慮すると、それらはオフチェーンのすべてのユーザー取引を把握することができます。これらのソーターは通常、プロジェクト自体または関連チームによって運営されているため、多くのユーザーは潜在的なMEVの抽出を見ることができないことを懸念しています。これらの懸念がなくても、中央集権的なソーターはプロトコルの信頼性と分散化の程度に影響を与えます。

ソート市場の現状

現在、すべての主要なイーサリアムL2プロジェクト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に移行する中で、イーサリアムのバリデーターセットは分散化されているものの、大量の取引は唯一のオーダラーという形の中央集権的な力の影響を受けているようです。

予想通り、これらの企業のほとんどは、ソート機能の分散化をロードマップに組み込んでいます。しかし、私たちは、ArbitrumとOptimismが2021年末から自身のソリューションを導入しているものの、分散化ソート機能に関しては実質的な進展を遂げていないことに注意する必要があります。

ほとんどのトップ企業は、分散化に集中するのではなく、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。これはある程度理解できます。競争が激しい環境では、競争力のある製品を持つ前に分散化に集中することは、どの企業にとっても最善の利益にはなりません。しかし、ネットワーク企業が成熟するにつれて、この見方は変わりつつあり、議論は急速にソートエンジンの分散化や信頼性の向上に移行しています。

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その他の問題

中央集権型ソート器に依存することによるリスクの程度についていくつかの議論があります。

ソートエンジンは取引のソートを制御し、ユーザーの取引を除外しMEVを抽出することができますが、最終的にはユーザーをロールアップ取引から完全に排除することはできません。ユーザーはソートエンジンを回避し、L1に取引(を直接提出することができ、追加のガスコスト)を支払う意志があれば可能です。不適切なソートエンジンの行動は取引の遅延やユーザーに追加費用を負担させる可能性がありますが、最終的には完全に検閲することはできません。これがいくつかの大手L2企業が分散化ソートエンジンにあまり焦点を当てていない理由の一つかもしれません。

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集中型ソートを実行しているため、これらのソートに問題が発生すれば、全体のロールアッププログラムに悪影響を及ぼすことになります。ユーザーはL1に直接アクセスして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。

4. ソリューション:分散化共有ソーター

###概要

上記の問題を解決する新しいアプローチは、分散化された共有ソートエンジンです。異なるプロジェクトのソリューションはさまざまですが、基本的な理念は同じです。「共有」とは、複数の異なるロールアップが同じネットワークを使用できることを指します。「分散化」とは、リーダーのローテーションの概念を指し、すべての取引を常に単一の行為者がソートするのではなく、分散された行為者のグループからリーダーを選出することを意味します。これにより、検閲を防ぎ、効力保証を提供するのに役立ちます。

共有ソート器は、MEV抽出の問題を緩和し、検閲耐性を提供し、ロールアップの有効性保証を向上させることを目的としています。さらに、注意すべき2点があります:

1. 分散化即サービス:共有ソート器ソリューションは任意の数のロールアップに対してソート器の分散化サービスを提供します。これらすべてのロールアップは、分散化ネットワークが提供できる検閲耐性とリアルタイム性の恩恵を受けることができ、このネットワークを自ら構築する必要はありません。

2. クロスロールアップの相互運用性: これらの共有オーダラーソリューションは、複数のロールアップのトランザクションの順序を処理することを目的としているため、現在提供されていない独自の相互運用性保証を提供できる。例えば、ユーザーは、ロールアップ2の異なるトランザクションが同じブロックに含まれている場合にのみ、ロールアップ1のトランザクションがそのブロックに含まれるべきであると指定できるべきである。

多くのプロジェクトが共有ソートソリューションを研究しています。以下でいくつかとその戦略を重点的に紹介します。

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エスプレッソ

Espresso Systemsは、Web3を主流に持ち込むためのツールを構築することに専念しており、特にL2ロールアップとイーサリアムエコシステムに注目しています。

Espressoソートエンジンは、分散化された共有ソートネットワークであり、分散化されたロールアップを目的とし、安全、高スループット、低遅延の取引注文およびデータの可用性を提供します。これは、仮想マシンとは無関係に設計されており、非イーサリアム仮想マシンでも使用でき、zk仮想マシンやオプティミスティック仮想マシンでも使用できます。

ソート機のコアはコンセンサスプロトコルHotShotです。HotShotはHotStuffコンセンサスプロトコルに基づき、さまざまな分野の最新の成果を組み合わせています。HotShotはオープンで権限のないもので、ソートネットワークの権力を分散化し、高いスループットと迅速な最終結果を提供しながら、安全性と有効性も保証します。

Espresso Systemsは、イーサリアムの既存のバリデーターセットを使用することで、彼らのオーダーラーにイーサリアムレベルのセキュリティを実現しようとしています。この設定には2つの重要な理由があります:

1. 安全性: イーサリアムと同じバリデーターを使用することで、ソートチェンが自身では達成しづらい安全性、有効性、および分散化のレベルに達することができます。

2. インセンティブの一致: 概念的に言えば、イーサリアムL1のバリデーターがイーサリアムL2ロールアップが動作するプロトコルに参加することは合理的です。

Espressoは、特にEigenLayerとのこの協力関係を確立することで、契約をリセットすることを目指します。EigenLayerによる再価格設定を通じて、ユーザーは複数のプロトコルで彼らのエーテルとエーテル流動性ステーキングトークンをステーキングすることで、経済的セキュリティをエーテル本体を超えて拡張することができます。

Espressoは、高効率のTiramisuデータ可用性ソリューションを使用して、ブロックスペースの不足と高い取引手数料の問題を解決しています。Tiramisuは、Savoiardi、Mascarpone、Cocoaの3つのレイヤーを持ち、データを必要とするすべての当事者にデータを提供することを共同で保証します。

Espresso Systemsは、そのプロトコルを設計する際に柔軟性とモジュール性を考慮し、順序付けデバイスを使用するrollupがTiramisuを使用したくない場合、他のデータ可用性ソリューションを使用することもできます。

Espressoは、EigenLayer、Polygon zkEVM、Injective、AltLayer、Caldera、Spireなど、いくつかのパートナーシップをすでに発表しています。

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) アストリア

Astriaは共有ソートネットワークを構築しており、分散化ソートを先駆けて排除する主要企業の一つでもあります。同時に、彼らはAstria EVMを開発しており、これは彼らの共有ソートネットワークによってサポートされる最初のロールアップになります。

Astriaの共有ソートネットワークは、複数の異なる