著者：鑑叔

現在Layer2の主な収入源は、ユーザーがRollup上で取引を行う際に支払うGas費用です。Layer2がLayer1にデータを提出する際に支払うGas費用を差し引けば、残りはほぼ純利益となります。以下の図のように、今年8月のOP Mainnetの利益は約85万ドル、Arbitrumの利益は約100万ドル、zkSync Eraは約380万ドルの利益を実現しました。

このような巨額の利益を実現する背後には何があるのでしょうか？実は、彼らが唯一運営しているSequencerに大きく関係しています。

では、Sequencerとは何か、Layer2ではどのように機能しているのでしょうか？中央集権的なSequencerが直面する問題は何でしょうか？また、Sequencerは今後どのように発展するのでしょうか？この記事では、これらの問題を深く探求します。

Sequencerの原理

SequencerはLayer2において非常に重要な役割を果たします。その主な機能は、Layer2ユーザーからの取引を受け取り、それを実行し、最終的に取引を順序付けて圧縮したバッチ（Batch）をLayer1に提出することです。

この説明は少し抽象的かもしれませんので、具体的な例で比喩を用いて説明します。以前、ユーザーがイーサリアムで取引を行う際、私たちは自分の車で街（イーサリアム）に行くことに例えることができます。取引のピーク時には渋滞が発生することが自然に起こります。この時、ユーザーは待つしかなく、外部の助け（つまり、検証者）にお金を多く払って迎えに来てもらうしかありません。

渋滞を解決するための現実の多くの解決策があります。例えば、公共交通機関の発展、車線の拡張、道路の増設、時間帯による制限などです。そしてLayer2はイーサリアムの公共交通機関の解決策であり、Sequencerはバスの運転手です。バスの運転手は皆に、自分で車を運転して街に入る必要はなく、私に少しサービス料（自分で運転するよりも安い）を支払えば、目的地まで確実に送ってあげると言います。これにより、コストと労力を節約できます。また、バスの運転手はバスの空間を最大限に活用するため、できるだけ多くの人を乗せてから出発し、乗客を指示して再配置します。例えば、二人の太った人の間に一人の痩せた人を挟むことで、車内の乗客を「ぴったりと」配置します。

このプロセスを理解した上で、皆が関心を持ついくつかの質問に答えましょう。

誰がSequencerを運営できるのか？

いくつかの一般的な選択肢があります：

• 中央集権的なSequencer

この選択肢はLayer2チームが自らまたは特定の組織にSequencerを唯一運営させるもので、効率が非常に高くコストも低いため、Layer2チームが最も好む選択肢です。

もちろん、Sequencerを運営する方法には他の選択肢もあり、筆者は「分散型Sequencer」のセクションで詳しく説明します。

• 完全無許可のSequencer

これは誰でも取引を順序付けてLayer1に提出できることを意味します。しかし、この選択肢は一見シンプルで公平に見えますが、明らかな欠点もあります。結局、SequencerはLayer1のマイナーや検証者とは異なり、最終的な安全性を向上させるわけではなく、単にメインチェーンにバッチを提出するだけです。複数の参加者が同時にバッチを提出しても、最終的には一つだけが記録されるため、他のSequencerの計算リソースとGasが大量に無駄になります。

Sequencerはどのような基準で順序を付けるのか？

通常、順序付けには二つの方法があります。一つは先着順で、バスに先に乗った人が座ることができるように、先に出された取引が先に順序付けられます。もう一つの方法はGas費用による順序付けです。もしあるユーザーが自分の取引を急いでいる場合、Sequencerに多くのお金を支払うことで、Sequencerはその取引を優先的にパッケージ化します。

主流のLayer2は多くの場合、最初の方法を採用していますが、どちらの方法も本質的には常識に従ったものであり、Layer2には順序付けに関する厳格な規定はありません。Sequencerは自由に順序を付けることができ、バスの運転手が特定の人の乗車を拒否したり、自分の親戚や友人のために席を確保したりすることができるのと同じです。

Sequencerは悪事を働くことができるのか？また、どのように防ぐべきか？

理論的には、Sequencerは悪事を働くことができます。

Sequencerの権限は非常に大きく、特定の取引を意図的に取り消し、その取引が成功したと偽って報告することができます。また、多くの取引の中に悪意のある取引（例えば、ユーザーのLayer2の資産を自分のアドレスに移転する）を混ぜ込むことで、自分の利益を得ることも可能です。

しかし、Sequencerの悪事を防ぐために、異なるLayer2は異なる制約手段を持っています。Optimistic Rollupは詐欺証明の方式を採用しており、まずSequencerが誠実であると楽観的に考え、争議期間（通常は1週間）内に検証者がSequencerがLayer1に提出したデータが誤っていることを証明しなければ、その提出されたデータは永遠に変更できません。ZK Rollupは有効性証明を採用しており、Sequencerが発表したバッチは即座に検証され、検証が通れば取引はLayer1で最終確認され、争議期間はありません。
Starknet Sequencerの運用図

現状：中央集権的Sequencerが引き起こす問題

現在、主流のLayer2（OP Mainnet、Arbitrum One、Starknet、zkSync Era）は中央集権的Sequencerの方式を採用しており、公式または関連組織がSequencerを運営しています。例えば、Optimism財団がOP MainnetのSequencerを運営し、Offchain LabsがArbitrum OneのSequencerを運営しています。

中央集権的SequencerはLayer2プロジェクトに多くの利点をもたらします。管理が容易で、効率を高め、一定の収入を得ることができます。彼らはほぼすべて、ユーザーの利益を守り、悪事を働かないと約束しています（現段階では厳密に先着順の順序付け基準に従っています）が、中央集権的Sequencerは依然として多くのユーザーの懸念を引き起こしています。

検閲耐性が弱い

Sequencerは単一の中央集権的な実体によって運営されているため、その検閲耐性はLayer1の何千もの検証者やマイナーと比較することはできません。チームは法規制の要求により、一部の取引を排除したり、特定の理由で取引をブラックリストに載せたりする可能性があります。現在、多くのLayer2はユーザーがSequencerを介さずに直接Layer1に取引を提出できるメカニズムを設計していますが、ユーザーは依然として追加のコストを支払う必要があります。
ユーザーが自ら取引を提出する方案（出典：L2BEAT）

活性が弱い

弱い活性は単一障害点として理解できます。1秒間に何千もの取引リクエストがある中で、中央集権的なSequencerはハードウェアなどの理由で同時にこれほど多くのリクエストを処理できません。Sequencerが過負荷になり、他のバックアップSequencerがない場合、システム全体がダウンすることになります。例えば、Arbitrumがエアドロップを行った際に、一時的にダウンしたことがありました。

不当なMEV収益を得る

MEVはMaximal Extractable Valueの略で、最大可提取価値を指します。これは、マイナーや検証者が取引を操作（追加、削除、順序変更）することで得られる追加の利益です。通常、彼らはGas費用に基づいて高いものから低いものへと取引を順序付けてブロックに含める順序を決定しますが、重大な利益が発生するのを監視した場合、マイナーはブロックに取引を追加したり、取引を削除したり、取引の順序を変更することで、ブロック報酬以外の利益を得ることができます。簡単に言えば、「選手であり審判でもある」ということです。

Layer2において、SequencerはLayer1のマイナーや検証者と同様に取引の順序を操作する権限を持っています。SequencerはLayer2チームによって運営されていますが、本質的には彼らを完全に信頼することはできません。特にOP Mainnetではプライベートメモリプール（ユーザーの取引を一時的に保存し、Sequencerが処理するのを待つ場所）が使用されており、これはブラックボックス操作を行っているのと同じです。彼らはこのようにする理由が他の人が取引を監視して不当なMEV収益を得るのを防ぐためだと主張しています。

未来

主流のLayer2（OP Mainnet、Arbitrum One、Starknet、zkSync Era）は、中央集権的Sequencerがもたらす問題に気づいていないわけではありません。したがって、彼らはそれぞれの分散型Sequencerの提案を行っています。

しかし、現在のところ、これは公式文書やホワイトペーパーにのみ反映されており、彼らは自らの権力や利益を分散させることよりも、ネットワークの性能やエコシステムの構築に焦点を当てているようです。

分散型Sequencer

以下に、いくつかの分散型Sequencerの提案を簡単に紹介します：

• 地理的分散

これは単純明快な方法で、いくつかのSequencerを世界の異なる地理的位置に配置し、評判の良い利益関係者の企業や組織によって運営されます。彼らはローテーション方式で、一定期間内に誰が取引を順序付けるかを決定できます。まだ問題はありますが、単一の中央集権的Sequencerよりも、より良い検閲耐性と活性を持っています。

• Sequencerオークション

Rollupはスマートコントラクトを通じてSequencerオークションを直接行うことができます。誰でもSequencerの運営権を入札できます。このようなオークションは各ブロックごとに行われることも、特定の期間に対して行われることもあります。もちろん、最終的に勝者となった者は、悪事を働いた場合に罰するために一定の保証金を担保する必要があります。また、オークションで得られた資金はRollupによって効果的に配分されることができます。

• リーダー選挙

この提案では、誰でもトークン（ETHまたはLayer2のネイティブトークン）をLayer2のスマートコントラクトにステーキングできます。各バッチを提出するSequencerは、これらのステーキング者の中からランダムに選ばれます（抽選確率はステーキング額に比例することも可能です）。

• Based Rollup

これは最近イーサリアムコミュニティで生まれた提案で、イーサリアムの検証者がLayer2の取引の順序付けを主導し、Layer2独自のSequencerを完全に置き換えるものです。もちろん、この提案は前のいくつかの方法よりも操作が難しく、現在も多くの技術的問題が解決されていません。

共有Sequencer

分散型Sequencerの提案は本質的にLayer2がSequencerの運営権をどのように配分するかを探求していますが、このプロセスにおいてLayer2チームは依然として主導者です。一方、共有Sequencerは単一のLayer2専用のSequencerを廃止し、複数のLayer2が同じ第三者Sequencerネットワークを共有することを指します。

これにより、多くの利点があります。例えば、Layer2間の原子的な相互運用性（異なるLayer2の取引が同じメモリプール内に存在すること）、MEVの抽出を防ぐことなどです。現在、多くのプロジェクトが共有Sequencerネットワークを構築しています。例えば、Astria、Radius、Espressoなどです。

まとめと考察

単一障害点を排除し、システムリスクを軽減することは暗号の精神の一つであり、Sequencerを分散化する考え方はある意味でこの精神の延長でもあります。しかし、実際の観点から考えると、分散型Sequencerや共有Sequencerは現在、中央集権的Sequencerが引き起こす問題を完璧に緩和できるのでしょうか？筆者はそうは思いません。

MEVの観点から見ると、イーサリアムを例に挙げると、Flashbotsのデータによれば、イーサリアムのThe Merge以降、彼らが統計したブロック提案者（Proposer）は288829ETHのREVを抽出しています。（注：REVはすでに抽出されたMEV）

これはFlashbotsが統計した不完全なデータに過ぎず、MEV市場が無許可のイーサリアムでどれほど巨大であるかがわかります。

健全で適切なアービトラージ操作によって生じるMEVは市場の安定に寄与しますが、巨大なMEV利益の誘惑の下で行われる悪意のある操作（例えば、サンドイッチ攻撃）は、ネットワーク全体に悪影響を及ぼします。たとえマイナー自身が悪事を働かなくても、オフチェーンでの共謀や贈収賄市場が生まれることになります。これは明らかにイーサリアムの理念の初志に反し、一般ユーザーの利益を深刻に損なうことになります。現在、イーサリアムも解決策を模索しています（例えば、Sequencerと提案者を分離するなど）が、短期的にはこのような状況が続くでしょう。

イーサリアムの現在のMEVの状況は市場が自発的に形成したものであり、RollupのSequencerも同様に開放され、分散化されると、長い目で見て同様の市場構造が形成されるのでしょうか？Rollupチームを信頼することによって生じる単一障害点と、市場の無秩序な競争によって引き起こされる混乱や別の形の中央集権が同様に恐ろしいものです。

また、共有Sequencerは異なるRollupがSequencerレベルで相互運用性を持つことを可能にしますが、将来的にこのような第三者の共有Sequencerがますます使用されるようになると、本質的にはそれらが複数のRollupを制御するネットワークとなり、その権限はますます大きくなるでしょう。果たしてその時、再び同様の中央集権の問題が引き起こされるのでしょうか？私たちは共有Sequencerを分散化するための何らかの提案が必要なのでしょうか？これらの問題はさらなる考察を要します。

ブロックチェーンの発展と分散化は長く困難なプロセスであり、Sequencerが注目される理由は、彼がRollup全体で非常に重要な役割を果たしているからです。未来において、不断の探求と努力を経て、今日直面している問題が適切に解決されることを信じています。