Vitalik：ブロックチェーンのミニマリズムを維持し、イーサリアムのコンセンサスを過負荷にしないでください。

執筆：Vitalik Buterin

編訳：Web3 大航海

イーサリアムネットワークのコンセンサスメカニズムは、現在最も安全な暗号経済システムの一つです。価値1800万ETH（約340億ドル）の検証ノードは、6.4分ごとに1つのブロックを確認し、これらの検証ノードは冗長性を確保するためにさまざまなプロトコルを実行しています。暗号経済のコンセンサスに問題が発生した場合、バグや意図的な51%攻撃によるものであれ、数千人の開発者とそれ以上のユーザーからなる巨大なコミュニティが注意深く監視し、チェーンが正しく復元されることを保証します。一度チェーンが復元されると、プロトコルのルールにより攻撃者は重大な罰を受ける可能性があります。

これまでの数年間、イーサリアムの検証ノードの集合体や、さらにはイーサリアムの社会的コンセンサスを利用して他の目的を達成しようとする多くのアイデア（通常は思考実験の段階で）が提案されてきました：

最終的なオラクル：ユーザーがETHを送信することで事実の真実を示すために投票できる提案を提起し、SchellingCoinメカニズムを採用します：多数の回答に投票した人は、少数の回答に投票したETHの割合を受け取ることができます。

この説明は続けて述べています：「したがって、原則としてこれは対称的なゲームです。対称性を破るのはa) 真実が調整された自然点であること、そしてb) 真実に賭ける人々は、彼らが負けた場合にイーサリアムをフォークする脅威を持つことです。」

再ステーキング：多くのプロトコル（EigenLayerを含む）が使用する一連の技術に基づき、イーサリアムの保有者は同時に彼らの持分を他のプロトコルの預金として使用できます。特定の状況では、他のプロトコルのルールに違反した場合、彼らの預金も罰せられます。他の状況では、プロトコル内のインセンティブがなく、持分は投票のみに使用されます。

L1駆動のL2プロジェクトの復元：L2にバグがある場合、L1がフォークしてそれを復元できるという提案が何度もなされてきました。最近の例は、この設計で、L1のソフトフォークを使用してL2の失敗を復元します。

この記事の目的は、なぜこれらの技術の一部がエコシステムに高度なシステムリスクをもたらすと考えるのかを詳しく説明することです。これらの提案は通常、良い意図で提起されるため、目標は個人やプロジェクトに焦点を当てるのではなく、技術に焦点を当てることです。この記事で試みる一般的な防御原則は次のとおりです：検証者がステークしたETHの二重使用にはいくつかのリスクがあるが、基本的には受け入れられる。しかし、イーサリアムの社会的コンセンサスを「募集」してあなたのアプリケーションの目的にサービスさせようとすることは望ましくない。

再利用可能な検証者（低リスク）と社会的コンセンサスの過負荷（高リスク）の違いの例

• アリスはweb3ソーシャルネットワークを作成し、活発なイーサリアム検証者の鍵を制御していることを暗号的に証明できれば、自動的に「検証」ステータスを取得します。低リスク。
• ボブは、暗号的に十人の活発なイーサリアム検証者の鍵を制御していることを証明し、特定の法的要件を満たすのに十分な富を持っていることを示します。低リスク。
• チャーリーは、双子素数予想を反証したと主張し、pとp+2の両方が素数である最大のpを知っていると主張します。彼はそのステークの引き出しアドレスをスマートコントラクトに変更し、誰でもq > pという主張の反例を提出でき、SNARK証明を伴ってqとq+2が両方とも素数であることを証明します。有効な主張が提出された場合、ボブの検証者は強制的に退出させられ、提出者はボブの残りのETHを受け取ります。低リスク。
• ドージコインはプルーフ・オブ・ステークに移行し、そのセキュリティプールの規模を増やすために、イーサリアムの保有者が「二重ステーキング」を行い、同時にその検証者の集合に参加できるようにします。これを実現するために、イーサリアムの保有者は、彼らのステークの引き出しアドレスをスマートコントラクトに変更する必要があります。誰でも、ドージコインのステーキングルールに違反したことを証明することができます。このような証明が提出された場合、保有者の検証者は強制的に退出させられ、残りのETHはDOGEの購入と焼却に使用されます。低リスク。
• eCashはドージコインと同様のことを行いましたが、プロジェクトのリーダーはさらに次のように発表しました：もし参加しているETH検証者の大多数が共謀してeCashの取引を検閲するなら、イーサリアムコミュニティはハードフォークを通じてこれらの検証者を削除することを期待しています。彼らは、これらの検証者が悪意があり信頼できないことが証明されたため、イーサリアムがそうすることに興味があると考えています。高リスク。
• フレッドはETH/USD価格オラクルを作成し、イーサリアム検証者が参加して投票することで機能しますが、インセンティブはありません。低リスク。
• ジョージはETH/USD価格オラクルを作成し、ETH保有者が参加して投票することで機能します。怠惰や潜在的な賄賂を防ぐために、彼らはインセンティブメカニズムを追加し、中央値の回答の1%の範囲内にある参加者が中央値を超える1%の回答を持つ参加者の1%のETHを取得します。「もし誰かがすべての参加者に賄賂を提供して、みんなが間違った回答を提出し始めたら、正直な人々は1000万ETHを奪われることになるのか？」と尋ねられたとき、ジョージは答えました：その場合、イーサリアムは悪質な参加者の資金を剥奪しなければならないでしょう。高リスク。
• ジョージは中高リスクの質問を明らかに避けました（なぜなら、このプロジェクトはそのようなフォークを試みるインセンティブを生み出す可能性があるため、正式な奨励がなくてもフォークを試みる可能性があるからです）
• ジョージは答えました：「その場合、攻撃者が勝ち、私たちはこのオラクルの使用を放棄します。」中低リスク（完全に「低リスク」ではなく、このメカニズムが実際に51%攻撃から保護するために独立してフォークを提唱する行動者を刺激する可能性があるため）
• ハーマイオニーは成功したレイヤー2を作成し、彼女のレイヤーが最大であるため、最も安全であると主張します。なぜなら、もしエラーが発生して資金が盗まれた場合、損失は非常に大きく、コミュニティはユーザーの資金を復元するためにフォークする以外の選択肢がないからです。高リスク。

あなたがプロトコルを設計している場合、すべてが完全に崩壊しても、損失があなたのプロトコルに参加し使用する検証者とユーザーに制限されるなら、それは低リスクです。一方で、あなたが意図的により広範なイーサリアムエコシステムの社会的コンセンサスを導入して、フォークや再編成を通じて問題を解決しようとするなら、それは高リスクであり、私たちはそのような期待を作り出そうとするすべての試みを強く抵抗すべきだと考えています。

中間の状況は、低リスクのカテゴリーから始まりますが、参加者に高リスクのカテゴリーに滑り込む動機を与える状況です。SchellingCoinスタイルの技術、特に多数派からの逸脱に対して重大な罰則があるメカニズムは、主要な例です。

では、イーサリアムのコンセンサスを過度に利用することの問題は何ですか？

仮に今が2025年で、既存の選択肢に不満を持つ人々が、新しいETH/USD価格オラクルを作成することを決定したとします。このオラクルは、検証者が毎時投票することを許可して価格を決定します。もし検証者が投票すれば、彼らは無条件にシステムから手数料の一部を報酬として得ます。しかし、まもなく参加者は怠惰になり始めます：彼らは中央集権的なAPIに接続し、これらのAPIがネットワーク攻撃を受けたとき、彼らは退出するか、間違った値を報告し始めます。この問題を解決するために、彼らはインセンティブメカニズムを導入します：オラクルは一週間前の価格にも投票し、あなたの（リアルタイムまたは回顧的な）投票が中央値の投票と1%を超えて異なる場合、あなたは厳しい罰を受け、罰金は「正しい」投票をした人々に与えられます。

1年以内に、90%以上の検証者が参加しました。誰かが尋ねます：もしLidoが他のいくつかの大きなステーキング者と共謀して投票に対して51%の攻撃を行い、虚偽のETH/USD価格値を強制的に通過させ、攻撃に参加しない人々から重罰を抽出したらどうなるでしょうか？この時点で、オラクルの支持者たちはこの計画に深く投資しており、彼らは答えます：もし本当にそのようなことが起こった場合、イーサリアムは確実にフォークして悪者を排除するでしょう。

最初、この計画はETH/USDに限られており、非常に安定しているように見えました。しかし、時間が経つにつれて、他の指数も追加されました：ETH/EUR、ETH/CNY、最後にはG20のすべての国の為替レート。

しかし、2034年に事態は悪化し始めます。ブラジルで予期しない深刻な政治危機が発生し、選挙に争いが生じました。一つの政党が首都と75%の国土を支配していますが、別の政党は北部の一部を支配しています。主要な西洋メディアは、北部の政党が明らかに合法的な勝者であると考えていますが、その行動は合法であり、南部の政党の行動は違法である（そして彼らはファシストである）としています。しかし、インドや中国の公式な情報源、そしてElon Muskは、南部の政党が実際には大部分の国土を支配していると考え、国際社会は世界の警察の役割を果たすべきではなく、この結果を受け入れるべきだとしています。

この時点で、ブラジルにはCBDCが存在し、二つのフォークに分裂します：（北部の）BRL-Nと（南部の）BRL-S。オラクルの投票時、60%のイーサリアムステーキング者がETH/BRL-Sの為替レートを提供します。コミュニティのリーダーや企業の大部分は、ステーキング者がファシストに卑屈に屈服したことを非難し、ETH/BRL-Nの為替レートを提供する「良い検証者」のみを含むようにチェーンをハードフォークすることを提案します。他の検証者の残高はほぼゼロに減少します。彼らのソーシャルメディアの泡の中で、彼らは明らかに勝利すると考えています。しかし、一旦フォークが発生すると、BRL-S側の力は予想外に強力です。彼らが期待した圧倒的な勝利は、実際にはほぼ50-50のコミュニティ分裂でした。

この時点で、両者はそれぞれ独立した宇宙の中で、二つのチェーンを持ち、実際には再び一緒になることができません。イーサリアムは、国家や地政学の影響から解放されるために作られたグローバルな無許可プラットフォームでありながら、G20のメンバー国のいずれかで予期しない深刻な内部問題が発生したために二分されてしまいました。

これは素晴らしいSFストーリーであり、良い映画にもなるかもしれません。しかし、私たちは実際に何を学ぶことができるのでしょうか？

ブロックチェーンの「純粋性」は、純粋な数学的構造であり、純粋な数学的事象に関する合意を達成しようとする意味で、巨大な利点です。ブロックチェーンが外部の世界を「フック」しようとすると、外部の世界の対立がブロックチェーンに影響を及ぼし始めます。十分に極端な政治的事件が発生した場合、実際には、上記のストーリーが過去10年間における主要な（>2500万人の人口を持つ）国々で実際に発生した事件の模倣であることを考慮すると、たとえそれが通貨オラクルであっても、コミュニティを引き裂く可能性があります。

以下はいくつかの可能なシナリオです：

オラクルが追跡する通貨（場合によってはドル）が単純にハイパーインフレを起こし、市場が特定の時点で明確な市場価格を持たないまで崩壊します。

イーサリアムが価格オラクルを別の暗号通貨に追加する場合、上記のストーリーのような論争的な分裂は仮定ではありません：これはすでに発生しており、ビットコインやイーサリアム自体の歴史を含みます。

厳格な資本規制が実施される場合、どちらの通貨の価格を合法的な市場価格として報告するかは政治的問題になります。

しかし、より重要なのは、Schellingのフェンスが存在すると思います：一度ブロックチェーンが現実世界の価格指数をプロトコルの特性として導入し始めると、現実世界の情報を解釈することに屈するのが容易になります。価格指数の層を導入することは、ブロックチェーンの法的攻撃面を拡大します：それは単なる中立的な技術プラットフォームではなく、より明らかに金融ツールになります。

価格指数以外のリスクは？

イーサリアムのコンセンサスの「責任」の拡張は、検証者を運営するコスト、複雑さ、リスクを増加させます。検証者は、人力を投入して注意を払い、追加のソフトウェアを運営および更新し、導入された他のプロトコルに基づいて正しく行動することを確保する必要があります。他のコミュニティは、彼らの紛争解決のニーズをイーサリアムコミュニティに外部化する能力を持っています。検証者とイーサリアムコミュニティ全体は、より多くの決定を下すことを余儀なくされ、各決定にはコミュニティ分裂のリスクがあります。分裂がなくても、この圧力を避けたいという願望は、意思決定を中央集権的な実体に外部化する追加のインセンティブを生み出します。

分裂の可能性は、不良の「大きすぎて倒せない」メカニズムを大幅に強化します。イーサリアムには非常に多くのレイヤー2およびアプリケーションレイヤープロジェクトがあるため、イーサリアムの社会的コンセンサスがこれらすべての問題を解決するためにフォークすることは非現実的です。したがって、より大きなプロジェクトは避けられないことに、より大きな救済の機会を得ることになります。これは、より大きなプロジェクトが壕を得ることにつながります：あなたは、ArbitrumやOptimismにコインを置く方が良いですか？何か問題が発生した場合、イーサリアムがフォークして状況を救う可能性が高いのか、それともTaikoに置く方が良いですか？それは規模が小さく（そして非西洋で、コア開発者のサークルでの社会的なつながりが少ないため）、L1のサポートによる救済の可能性が低いですか？

しかし、バグはリスクであり、より良いオラクルが必要です。では、私たちはどうすればよいのでしょうか？

これらの問題を解決するための最良のアプローチは、状況によって異なると思います。さまざまな問題が本質的に非常に異なるためです。一部の解決策には以下が含まれます：

価格オラクル：完全に暗号経済ではない分散型オラクル、または検証者の投票に基づくオラクルで、彼らの緊急回復戦略がL1コンセンサスに頼ることなく他の方法であることを明示的に約束します（またはその両方の組み合わせ）。たとえば、価格オラクルは、投票参加者の腐敗速度が遅いという信頼仮定に依存することができます。したがって、ユーザーは攻撃を事前に警告し、オラクルに依存するシステムから退出できます。このようなオラクルは、プロトコルのインスタンスが使用を停止した場合（たとえば、オラクルが失敗し、コミュニティが別のバージョンにフォークした場合）、参加者が報酬を受け取らないように、意図的に長時間の遅延の後に報酬を与えることができます。

価格よりも主観的な事実に関するより複雑な真実のオラクル：完全に暗号経済のDAOに基づく何らかの分散型裁判所システム。

レイヤー2 プロトコル：

短期的には、一部のトレーニングホイールに依存（この投稿では第一段階と呼ばれます）

中期的には、複数の証明システムに依存します。信頼できるハードウェア（たとえばSGX）を含めることができます；私はSGXのようなシステムを唯一の安全な保証として使用することに強く反対しますが、3対2のシステムの一部としては価値があるかもしれません。

長期的には、「EVM検証」のような複雑な機能が最終的にプロトコルに組み込まれることを期待しています。

クロスチェーンブリッジ：オラクルと同様の論理ですが、ブリッジに依存する程度を最小限に抑えます：それらのソースチェーン上に資産を保持し、異なるチェーン間で価値を移転するために原子交換プロトコルを使用します。

他のチェーンを保護するためにイーサリアム検証者の集合を使用する：上記の例リストの（より安全な）ドージコインの方法が不十分である理由の一つは、51%の終結的な逆転攻撃を防ぐことは確かにできますが、51%の検閲攻撃を防ぐことはできないからです。しかし、すでにイーサリアムの検証者に依存している場合、可能な方向性は、独立したチェーンを管理しようとするのをやめ、イーサリアムをアンカーとした有効な検証システムになることです。チェーンがそのような変更を行った場合、終結的な逆転攻撃に対する保護はイーサリアムと同じ強さを持ち、99%の検閲攻撃を防ぐことができます（以前は49%でした）。

結論

ブロックチェーンコミュニティの社会的コンセンサスは脆弱なものです。アップグレードの必要性、バグの存在、そして51%の攻撃が常に発生する可能性があるため、社会的コンセンサスは必要ですが、それがチェーン分裂を引き起こすリスクが非常に高いため、成熟したコミュニティでは慎重に使用すべきです。ブロックチェーンのコア機能を拡張したいという自然な衝動がありますが、ブロックチェーンのコアは最大の経済的重みと最大のコミュニティの観察者を持っているため、こうした拡張はコア自体をより脆弱にします。

私たちは、アプリケーションレイヤープロジェクトがブロックチェーンのコンセンサスの「範囲」を増加させる可能性のある行動を取ることに警戒すべきです。これらの行動がコアのイーサリアムプロトコルルールを検証するものでない限り。アプリケーションレイヤープロジェクトがこのような戦略を試みるのは自然なことであり、そのような考えは通常リスクを認識せずに生まれますが、その結果はコミュニティ全体の目標と大きな不一致を生むことが容易です。このようなプロセスには制限原則がなく、ブロックチェーンコミュニティが時間の経過とともに「責任」を持つようになり、高リスクの分裂と何らかの事実上の官僚機関がチェーンに最終的な権限を持つという不快な選択肢に押し込まれる可能性があります。

私たちはチェーンのミニマリズムを維持し、滑り坂のように見えない再ステーキングの用途を支持し、イーサリアムのコンセンサスの役割を拡大し、開発者が彼らの安全目標を達成するための他の戦略を見つける手助けをすべきです。