ヴィタリック・ブテリン：イーサリアム終局の戦い
拡張可能なブロックチェーンの現実には明るい未来が訪れることが、ますます明確になってきています。翻訳：Block unicorn
特に、Optimism と Flashbots の多くの人々に感謝し、この記事に関する議論やアイデア、Karl Floersch、Phil Daian、Alex Obadia のフィードバックとレビューに感謝します。
一般的な「大規模ブロックチェーン」を考えてみましょう------非常に高いブロック頻度、非常に大きなブロックサイズ、毎秒数千件の取引、しかし非常に集中化されています：ブロックが大きすぎるため、数十または数百のノードしか完全に参加するノードを運営できず、ブロックを作成したり既存のチェーンを検証したりすることができます。少なくとも私の基準では、どのようにしてそのようなチェーンを受け入れ可能にし、信頼を必要とせず、検閲に対抗できるようにすることができるのでしょうか？
これは合理的なロードマップです：
リソース要件が低いセカンドレイヤーの担保を追加し、分散型ブロック検証を行います。1つのブロック内の取引は100のバケツに分割され、各バケツにはMerkleまたはVerkleツリーの状態ルートがあります。各セカンドレイヤーの担保者は、ランダムにそのバケツの1つに割り当てられます。ブロックは、各バケツに割り当てられた少なくとも2/3の検証者が署名し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（かつ安価に）確認できるように、詐欺証明またはZK-SNARKを導入します。ZK-SNARKはブロックの有効性を直接証明することができます；詐欺証明はよりシンプルなスキームで、ブロックに無効なバケツがある場合、誰でもそのバケツの詐欺証明を放送できます。これはランダムに割り当てられた検証者の上に別のセキュリティレイヤーを提供します。
データ可用性サンプリングを導入し、ユーザーがブロックの可用性を確認できるようにします。DASチェックを使用することで、軽量クライアントはランダムに選択されたいくつかの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ているかどうかを検証できます。
検閲を防ぐためにセカンドレイヤーの取引チャネルを追加します。1つの方法は、セカンドレイヤーの担保者が次のメインブロックに含める必要がある取引リストを提出できるようにすることです。
これらすべてを行った後、私たちは何を得るのでしょうか？私たちはブロック生成が依然として集中しているチェーンを得ますが、ブロック検証は信頼を必要とせず、高度に分散されており、特別な検閲防止の魔法がブロック生成者による検閲を防ぎます。これは美的には少し醜いですが、私たちが探している基本的な保証を提供します：主要な利害関係者（ブロック生成者）が攻撃または検閲を意図していても、彼らができる最悪のことは完全にオフラインになることであり、その時点でチェーンは取引を受け入れなくなり、コミュニティが資源を集めて誠実な主要利害関係者ノードを構築するまで停止します。
さて、Rollupの可能な長期的未来を考えてみましょう……
特定のRollup------Arbitrum、Optimism、Zksync、または全く新しいもの------が、ノード実装の設計において非常に優れており、十分に強力なハードウェアを提供すれば、実際に毎秒10,000件の取引を処理できると想像してみてください。この技術は原則として知られており、数年前にDan Larimerや他の人々によって実現されました：実行を1つのCPUスレッドに分割し、無比でありながら安価なビジネスロジックを実行し、他の多くのスレッドが高価なビジネスロジックを実行します。しかし、高度に並列化された暗号学です。また、Ethereumがデータ可用性サンプリングを通じてシャーディングを実現し、その64のシャードの間にこの集約のチェーン上のデータを保存するスペースがあると想像してください。その結果、全員がこの集約に移行します。その世界はどのようなものでしょうか？
再び、私たちはブロック生成が集中している世界を得ますが、ブロック検証は信頼を必要とせず、高度に分散されており、検閲制度は依然として阻止されています。集約ブロック生成者は大量の取引を処理しなければならないため、これは参入が難しい市場ですが、彼らは無効なブロックを押し進めることができません。ブロックの可用性は基盤となるチェーンによって保証され、ブロックの有効性は集約ロジックによって保証されます：ZK集約の場合、SNARKによって保証され、どこかに誠実な参加者が詐欺証明ノードを運営している限り、楽観的集約は安全です（彼らはGitcoinの助成金で補助することができます）。さらに、ユーザーは常にオンチェーンのセカンドレイヤーを通じて取引を提出することを選択できるため、集約ソーターも効果的に検閲することはできません。
さて、集約の別の可能な長期的未来を考えてみましょう……
どの集約も大多数のEthereum活動と成功裏に一致することはできません。むしろ、彼らは毎秒数百件の取引の速度で最高に達します。私たちはEthereumのマルチ集約の未来を得ました------Cosmosのマルチチェーンビジョンですが、データ可用性と共有セキュリティの基盤の上にあります。ユーザーはしばしばクロス集約ブリッジを利用して異なる集約間を移動し、メインチェーン上で高額な手数料を支払うことなく移動します。その世界はどのようなものでしょうか？
私たちはすべてを手に入れることができるようです：分散型検証、強力な検閲抵抗、さらには分散型ブロック生成、なぜなら集約は非常に小さく、ブロックを生成するのが容易だからです。しかし、ブロック生成の分散化は持続可能ではないかもしれません、なぜならクロスドメインMEVの可能性があるからです。複数のドメインで次のブロックを同時に構築できることには多くの利点があります：2つの集約間で取引を行うことに依存するアービトラージ機会を利用するブロックを作成したり、1つの集約とメインチェーン、さらにはより複雑な組み合わせを作成したりできます。
Western Gateが発見したクロスドメインMEVの機会
したがって、マルチドメインの世界では、すべてのドメインでブロック生成を制御する同じ人が巨大なプレッシャーに直面しています。それは起こらないかもしれませんが、起こる可能性が高く、その可能性に備えなければなりません。私たちはそれに対して何ができるのでしょうか？これまでのところ、私たちが知っている最良の方法は、2つの技術を組み合わせて使用することです：
集約は、各タイムスロットでブロックをオークションにかけるいくつかのメカニズムを実装するか、Ethereum基盤層が提案者/構築者分離（PBS）を実装します（またはその両方）。これにより、ブロック生成の集中化傾向が完全にエリートに捕らえられ、集中した権益プールがブロック検証を支配することはありません。
集約は検閲回避のバイパスチャネルを実装し、Ethereum基盤ツールPBSの検閲防止技術を持っています。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あります。
では、結果はどうなるのでしょうか？ブロック生成は集中しており、ブロック検証は信頼を必要とせず、高度に分散されており、依然として検閲を防ぐことができます。
同じ目的地への3つの道
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ブロックチェーンエコシステムを構築するための多くの方法がありますが、それらは非常に似た未来に向かって進んでいるようです。ブロック生成が最終的に集中化する可能性は非常に高いです：集約内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がそれぞれ異なる方法で私たちをこの方向に進めています。しかし、私たちができることは、委員会検証、データ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「規範化」し、勝者が権力を乱用できないようにすることです。
これはブロック生成者にとって何を意味するのでしょうか？ブロック生成はおそらく専門的な市場になり、ドメインの専門知識は異なるドメインを横断する可能性があります。優れたOptimismブロック生成者の90%は、優れたArbitrumブロック生成者、優れたPolygonブロック生成者、さらには優れたEthereum基盤層のブロック生成者にもなります。ドメインが多ければ、クロスドメインアービトラージも重要な収入源になる可能性があります。
これはEthereumにとって何を意味するのでしょうか？まず、固有の不確実性があるにもかかわらず、Ethereumはこの未来の世界に適応するのに非常に適しています。Ethereum集約を中心としたロードマップの深遠な利点は、Ethereumがすべての未来に対してオープンであり、どれが必然的に勝つかについて意見を述べる必要がないことを意味します。ユーザーは特定の集約に非常に期待するでしょうか？Ethereumはその既存のロードマップに従い、その基盤層として機能し、高容量ドメインが必要とする安全な反詐欺および反検閲の「鎧」を自動的に提供できます。大容量ドメインを作成することが技術的に過度に複雑であるか、ユーザーが多様性を非常に求めているだけか？Ethereumもその基盤層であり、非常に良い基盤層です。共通の信頼の根があるため、集約間で安全かつ安価に資産を移動することが容易になります。
さらに、Ethereumの研究者は、ブロック生成において実際に達成可能な分散化の程度を真剣に考慮すべきです。クロスドメインMEV（さらには1つの集約からのクロスシャードMEVが複数のシャードを占有する場合）が持続不可能にする場合、高度に分散されたブロック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ことは価値がないかもしれません。
これは大規模ブロックチェーンにとって何を意味するのでしょうか？彼らには信頼を必要とせず、検閲に対抗できるものに変わる道があります。私たちはすぐに彼らのコア開発者とコミュニティが本当に検閲と分散化を重視しているかどうかを発見するでしょう、彼らがそれを行うのに十分なほどに！
これには数年かかるかもしれません。シャーディングとデータ可用性サンプリングは実装が非常に複雑な技術です。人々は、完全なEVMを実行するZK-rollupに資産を安心して保管できるようになるまで、数年の改善と監査を必要とします。クロスドメインMEVの研究もまだ始まったばかりです。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現れる可能性があり、これはますます明確になってきています。
