Neo サイドチェーンの解析：dBFT+ を用いて悪意のある MEV に対抗する密封取引
「ユーザー取引が挟まれる」問題をより分散化された方法で解決する。2024年の始まりから2ヶ月が経ち、暗号通貨市場は上昇傾向を示しています。ビットコインやイーサリアムをはじめとする多くの主流暗号通貨の価格が連続して上昇し、ビットコインは春節期間中に52000ドルに達し、イーサリアムも一時3000ドルの大台を突破し、歴史的最高値にますます近づいています。
数日前、Uniswap財団は新しい提案を発表し、プロトコル手数料をステーキングされたUNIトークン保有者に分配することを提案し、DeFi市場を活性化させました。DeFiのリーダーが一斉に上昇するだけでなく、Frax Financeなどの他のDeFiプロジェクトもUniswapのようなトークンステーキング報酬メカニズムの導入を検討していると述べています。
データ提供者DeFi Llamaのデータによると、昨年11月以来、DeFiに特化したブロックチェーンの総価値（TVL）は約40％増加し、約600億ドルに達し、2022年8月以来の最高水準を記録しました。2024年の夏、DeFi市場の展望は期待できます。DeFi市場が繁栄する中で、ユーザーに公平で安全な環境を提供することが重要になっています。
DeFiの個人投資家はMEVに苦しんでいる
オンチェーンユーザー、特にDeFiの個人投資家にとって、MEVはすでに広く知られた概念です。MEVは最大抽出可能価値（Maximal Extractable Value）の略で、マイナーやバリデーターがメモリプール内の同じブロック内の取引を再配置することによって得られる最大の利益を指します。
MEVにはいくつかのタイプがあり、最も一般的なものには先行取引、フォロートレード、サンドイッチ攻撃があります。先行取引は、MEVアービトラージャーが価格変動を予測し、メモリプール内で他の取引に先んじて買いまたは売りを行い、価格変動から利益を得ることを指します。フォロートレードはその逆で、MEVアービトラージャーが他の既知の取引の後に自分の取引を配置して利益を得るものです。サンドイッチ攻撃は、MEVアービトラージャーが大きな取引が発生する前後にそれぞれ買いと売りの活動を行い、価格変動を利用して利益を得ることを指します。
MEVには多くの目的がありますが、その一部は中立的な取引です。例えば、DEXのアービトラージはロングテール市場により良い流動性を提供したり、貸付プロトコルの清算効率を向上させたりします。しかし、大多数の先行取引攻撃やサンドイッチ攻撃は、MEVロボットのSearcherによって引き起こされ、ユーザーの取引内容を審査し、付加価値を監視し、その後取引を再配置し、バリデーターに高額な手数料を支払うことでブロックを確保し、価値を得るという悪意のあるMEV攻撃に該当します。
中立的に言えば、MEVは効果的な利益獲得メカニズムであり、中立的なMEV行為はDeFiエコシステムにおける価格差を利用した利益獲得の既定の市場メカニズムを構成し、相当な市場活動を形成しています。しかし、悪質なMEV利益は、一般ユーザーの利益やネットワーク性能を犠牲にすることが多く、全体のDeFiエコシステムに重大な影響を与えています。
推定によれば、イーサリアムの1つのチェーンだけで、悪意のあるMEVは2022年の1年間で約4億ドルの総収入に達しました。これに基づいて、2022年9月のイーサリアムの合併までに、歴史的に累積された悪意のあるMEVの収入は約9億ドルから10億ドルに達することが合理的に推定できます。
MEVロボットによる高頻度で集中したオンチェーン活動は、GAS料金を引き上げ、ネットワークの混雑を引き起こします。
MEV活動は一般的にごく少数のマイナーやバリデーターによって引き起こされ、大多数のユーザーは参加できず、ネットワークに大きな中央集権リスクをもたらします。これはブロックチェーンネットワークの去中心化、公平性、参加の敷居が低いという初志を損なうものです。
MEV対策はしばしばコストと効率を犠牲にする
見ての通り、中立的なMEVを促進し、悪意のあるMEVを防ぐことは、現在のMEV行動に対する最適な戦略です。現在、悪意のあるMEVを防ぐための主なアプローチは2つあります。
1. アービトラージャーのためのMEV専用チャネルを構築する
Flashbotsは常にアービトラージャーにイーサリアムのMEV関連ツールを提供しています。現在、最も議論されているのは、PoSメカニズム向けに導入されたMEV Boostです。実際、この種のツールはアービトラージャーにバリデーターとの独立した情報通信チャネルを提供し、アービトラージャーがMEVを獲得することが一般ユーザーやネットワーク性能に与える影響を減少させます。
2. 一般ユーザーにMEV保護を提供する
ユーザーが自分のインタラクションがしばしば挟まれていることに気づくにつれ、悪意のあるMEVの損害を防ぐことも、ユーザーがdAppを選択する際の考慮事項の一つとなりました。ますます多くのDeFiプロジェクトや開発者がMEV対策の改善に取り組んでいます。ユーザー向けのMEV対策機能は一般的に2つの方法で実現されます。
オフチェーンの注文マッチング。1inch、Matcha、Cowswapを含む多くのDEXは、アービトラージャーがMEVを獲得する機会を減らすために、何らかのオフチェーンの注文マッチングメカニズムを導入しています。しかし、このメカニズムは流動性が低い環境ではより大きなスリッページや取引遅延を引き起こす可能性があり、中央集権リスクをもたらします。
専用取引チャネル。Flashbotsが提供するMEV Protectや一部のDEXの専用取引サービスは、実際にはユーザーが専有の取引チャネルを構築するのを助けており、プライベートRPCに似ています。ユーザーはより高いGASを支払うことで、自分の取引をメモリプールを経由せずにバリデーターに直接送信できます。
現在、イーサリアムネットワークには、基盤となるネイティブなMEV解決策が組み込まれていないことは明らかです。一般ユーザーが先行取引やサンドイッチ攻撃の影響を受けないようにするためには、第三者のツールやサービスに依存する必要があります。まず、適切な製品を見つけるために調査を行うか、プラグインをインストールする必要があります。一方で、これらのサービスを使用することは、しばしば高い手数料と低い取引効率を意味します。これは、DeFiを時折利用する大多数の人々にとって、敷居が高く、コストパフォーマンスが低いものです。
最近、NeoはネイティブなMEV対策のサイドチェーンを発表しました。もしNeoのサイドチェーンが本当にネイティブなMEV対策の特性を持つなら、DeFiプロジェクトや大多数の一般ユーザーにとって、ブロックチェーンの公平性や去中心化の精神により合致した選択肢となるかもしれません。
Neoサイドチェーン：dBFT+密封取引で悪意のあるMEVに抵抗
NeoのサイドチェーンはEVMチェーンでもありますが、イーサリアムや他のEVMチェーンとは大きな違いがあります。それはPoSではなく、dBFTであることです。Neoは誕生以来、dBFTコンセンサスメカニズムを使用し続けており、以前の発表でも新しいサイドチェーンもdBFTを引き続き使用することが確認されています。この基盤の上に、Neoサイドチェーンは新しい取引の種類である密封取引を追加しました。新しいブロックが提案されるまで、これらの取引は常に暗号化された状態を保ちます。これは、取引が実行される前に誰もこれらの取引を見ることができず、事前に取引の意図を知ることができないため、誰もアービトラージを行うことができないことを意味します。
これらの2つの重要な基本特性により、Neoサイドチェーンはプロトコルレベルで悪意のあるMEVに対抗する能力を持っています。開発者はdAppにこのネイティブ機能を直接統合でき、これは他のチェーンでは現在提供されていないものです。ユーザーにとっても、異なるツールや製品に対して複雑な読み取り理解やコスト見積もりを行う必要がなく、一般ユーザーは無意識の状態で悪意のあるMEVからの保護を受けることができます。
NeoサイドチェーンはどのようにネイティブなMEV対策を実現するのか
NeoサイドチェーンのMEV対策の技術的特性に興味がある方のために、筆者は現在公式発表やメディア報道から得た情報を整理しました。TLDR：
1. dBFTコンセンサスメカニズム
NeoサイドチェーンはdBFT（Delegated Byzantine Fault Tolerance）コンセンサスメカニズムを引き続き採用し、PoSチェーンに対して時間泥棒やブロックの削除などのMEV攻撃を防ぐ天然の利点を持っています。
ブロック生成後、Neoサイドチェーンは即座にブロック確認を完了し、攻撃者が提出された取引シーケンスを再配置するのを防ぎます。
コンセンサスノードの行動はコミュニティによって監視され、ブロック時間を長く保持すると罰せられ、システムの公正性と安全性が保証されます。
2. 密封取引
Neoサイドチェーンは密封取引を導入し、取引が新しいブロックが提案されるまで暗号化された状態を保つことができます。
誰も取引が実行される前に取引内容を見ることができず、事前の取引意図の漏洩を防ぎ、アービトラージ行為を効果的に防ぎます。
ユーザーは代理を通じて取引を送信し、取引発起者が実行前に匿名性を保持することができます。
3. 門限解読と分散型鍵生成（DKG, Distributed Key Generation）
密封取引の際、Neoサイドチェーンは「門限解読」ツールを使用し、「分散型鍵生成」を通じて門限解読の鍵を設定します。
コンセンサスノードは部分的な秘密鍵のみを保持し、すべてのノードが共通の公開鍵を持ちます。
このメカニズムは取引のプライバシーを保証し、十分な数のノードが協力しなければ（dbFTコンセンサスには2/3のノードが合意する必要があります）完全な取引データを安全に再構築することができません。
4. MEV対策取引と通常取引の分離
Neoサイドチェーンには、MEV対策取引を保存するための専用メモリプールが設けられ、通常取引と分けられ、MEV対策取引が正常な取引に影響を与えないようにしています。
各ブロック内では、通常取引は常に悪意のあるMEV対策取引の後に配置され、暗号化された取引発起者は一定の優先手数料を設定することができ、他の人に取引を置き換えられる心配はありません。
メモリプールには追加のチェックが設定されており、潜在的な問題が全体のチェーン取引に与える影響を最小限に抑えます（例えば、DoS攻撃や古いMEV対策取引の解読失敗など）。
全体的に見て、Neoメインチェーンはすでに第3世代に更新され、エコシステムはずっと平穏を保っています。EVMとの互換性を通じて、Neoはサイドチェーン上でより多くのEVMエコシステムアプリケーションやユーザーを引き付けることを望んでいるようです。老舗のパブリックチェーンとして、牛市や熊市の浮き沈みを経てもなお立ち続けており、一定の呼びかけ力と影響力を持っています。一方で、独特のdBFTと密封取引の恩恵により、ユーザーは比較的低コストで安全でプライバシーのある取引環境を得ることができ、常に取引が挟まれることを心配する必要がなくなります。
これらの設計が期待通りに実現すれば、Neoサイドチェーンはより公平で個人投資家に優しいEVMエコシステムとなり、全体のエコシステムやコミュニティに新たな血液をもたらすことになるでしょう。また、テストネットの立ち上げに伴うインタラクティブエアドロップも期待されます。
