MegaETHホワイトペーパーの解読：インフラは決して眠らず、Vitalikが投資した巨額の資金調達L2の優れた点とは？

深潮TechFlow

2024-06-28 10:07:15

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市場のすべての参加者がパブリックチェーンの性能に関する物語に疲れを感じている今、MegaETHは何をもって突出するのか？

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著者：深潮 TechFlow

基盤は決して眠らず、チェーンはアプリケーションよりも多い。

市場がさまざまな天王プロジェクトのエアドロップによって苦しんでいるとき、一級市場は「天王」を作る道を狂奔している。

昨夜、別の驚異的なL1が登場した --- MegaETH、シードラウンドで2000万ドルの資金調達、Dragonflyがリードインベスター、Figment Capital、Robot Ventures、Big Brain Holdingsなどの機関が参加、エンジェル投資家にはVitalik、Cobie、Joseph Lubin、Sreeram Kannan、Kartik Talwarなどが含まれている。

トップVCがリードし、Vitalikなどの業界の神々がエンジェル投資家として名を連ね、プロジェクト名には直接ETHが含まれている… 限られた注意を持つ暗号市場において、これらのラベルはすべてプロジェクトに「正統性」を与えている。

公式プロジェクトの説明から見ると、MegaETHは一言で言えば---速い。

初のリアルタイムブロックチェーン（Real-Time Blockchain）、稲妻のような速度で取引を伝送し、マイクロ秒レベルの遅延と毎秒10万件以上の取引…

市場のすべての参加者がパブリックチェーンの性能についての物語に疲れている今、MegaETHは何をもって突出するのか？

私たちはMegaETHのホワイトペーパーを調べ、その答えを見つけようとした。

チェーンは多いが「リアルタイム化」はできない

仮に物語や炒作を除外した場合、なぜ市場にはMegaETHというブロックチェーンが必要なのか？

MegaETH自身が示す答えは、単により多くのチェーンを作成することではブロックチェーンのスケーラビリティ問題は解決できないということだ。現在のL1/L2は共通の問題に直面している：

すべてのEVMチェーンは低い取引スループットを示している；
次に、計算能力が不足しているため、複雑なアプリケーションはチェーンに載せることができない；
最後に、高い更新率や迅速なフィードバックループを必要とするアプリケーションは、長いブロック生成時間の中では実行不可能である。

つまり、現行のすべてのブロックチェーンは実際には以下を実現できない：

リアルタイム決済：取引がブロックチェーンに到達した時点で即座に処理され、結果がほぼ即時に公開される。
リアルタイム処理：ブロックチェーンシステムが極めて短い時間内に大量の取引を処理し、検証できる。

このリアルタイム化は、実際のアプリケーションシーンでは何を意味するのか？

例えば、高頻度取引では、ミリ秒内に注文の発注とキャンセルを完了する必要がある。または、リアルタイムバトルや物理シミュレーションのゲームでは、ブロックチェーンが非常に高い頻度で状態を更新できる必要がある。明らかに、現在のチェーンではこれが実現できていない。

ノードの専門化、性能のリアルタイム化

では、上記の「リアルタイム化」を実現するために、MegaETHの大まかな考え方は何か？要点をまとめると：

ノードの専門化：取引実行タスクと完全ノードの責任を分離することで、コンセンサスのオーバーヘッドを削減する。

具体的に言うと、MegaETHには3つの主要な役割がある：シーケンサー、プロバー、フルノード。

具体的には、MegaETHでは任意の時点で1つのアクティブなシーケンサー（順序付けノード）が取引を実行し、他のノードはp2pネットワークを通じて状態の差異を受信し、ローカル状態を更新するが、取引を再実行する必要はない。

シーケンサーはユーザーの取引を順序付けて実行する役割を担っている。しかし、MegaETHでは任意の時点でアクティブなシーケンサーは1つだけであり、通常の実行中のコンセンサスオーバーヘッドを排除している。

プロバーは無状態検証スキームを使用して、非同期かつ無秩序な方法でブロックを検証する。

MegaETHの簡易的なワークフローは以下の通り：

取引処理と順序付け：ユーザーが提出した取引はまずシーケンサーに送信され、シーケンサーはこれらの取引を順に処理し、新しいブロックと証明データを生成する。
データ公開：シーケンサーは生成したブロック、証明データ、状態の差異をEigenDA（データ可用性層）に公開し、これらのデータがネットワーク内で利用可能であることを保証する。
ブロック検証：プロバーネットワークはシーケンサーからブロックと証明データを取得し、専用ハードウェアを使用して検証し、証明を生成してシーケンサーに返す。
状態更新：フルノードネットワークはシーケンサーから状態の差異を受信し、ローカル状態を更新し、同時にプロバーネットワークを通じてブロックの有効性を検証し、ブロックチェーンの整合性と安全性を確保する。

先に測定し、次に実行

ホワイトペーパーの他の内容から見ると、MegaETH自身もこの「ノードの専門化」の考え方は良いが、非常に簡単に実行に移せるわけではないことを認識している。

具体的にチェーンを構築する際、MegaETHには良い考え方がある：先に測定し、次に実行。つまり、既存のブロックチェーンシステムの真の問題を特定するために、まず深く性能を測定し、その後このノードの専門化の考え方を現行システムにどう適用して問題を解決するかを考える。

では、MegaETHはどのような問題を測定したのか？

以下の部分は実際には投資家たちにはあまり関係がないため、忍耐がない場合は次の章に直接飛んでください。

取引実行：彼らの実験によると、512GBのメモリを搭載した強力なサーバーを使用しても、既存のEthereum実行クライアントRethはリアルタイム同期設定で約1000 TPS（毎秒取引数）しか達成できず、これは既存システムが取引の実行と更新において著しい性能ボトルネックを抱えていることを示している。
並行実行：人気の並行EVMの概念に来ると、実際にはいくつかの性能問題が解決されていない。実際の生産における並行EVMの加速効果は、ワークロードの並行度に制限される。MegaETHの測定によると、最近のEthereumブロックでは中央値の並行度が2未満であり、複数のブロックを統合しても中央値の並行度は2.75にしか増加しない。

（並行度が2未満であることは、ほとんどのケースで各ブロック内に同時に実行できる取引が2未満であることを示している。これは、現在のブロックチェーンシステム内の取引がほとんど相互依存しており、大規模な並行処理ができないことを示している。）

インタープリターのオーバーヘッド：たとえ速いEVMインタープリターであっても、revmのようなものは、ネイティブ実行よりも1-2桁遅い。
状態同期：毎秒10万回のERC-20転送を同期するには、152.6 Mbpsの帯域幅が必要であり、より複雑な取引ではさらに多くの帯域幅が必要である。Rethで状態ルートを更新するのは、取引を実行するよりも10倍の計算リソースを消費する。要するに、現在のブロックチェーンはリソース消費が大きすぎる。

これらの問題を測定した後、MegaETHはようやく対策を講じ始め、上記の解決策の論理をより明確にすることができた：

高性能シーケンサー：

ノードの専門化：MegaETHは、タスクを専門のノードに割り当てることで効率を向上させる。シーケンサーは取引の順序付けと実行を専門に行い、フルノードは状態の更新と検証を担当し、プローブノードは専用ハードウェアを使用してブロックを検証する。

高性能ハードウェア：シーケンサーは高性能サーバー（例：100コア、1TBメモリ、10Gbpsネットワーク）を使用して大量の取引を処理し、迅速にブロックを生成する。

状態アクセスの最適化：

メモリストレージ：シーケンサーは大量のRAMを搭載し、ブロックチェーン全体の状態をメモリに保存できるため、SSDの読み取り遅延を排除し、状態アクセスの速度を向上させる。

並行実行：並行EVMが既存のワークロードでの加速効果が限られているにもかかわらず、MegaETHは並行実行エンジンを最適化し、取引の優先度管理をサポートすることで、重要な取引がピーク時にも迅速に処理されることを保証する。

インタープリターの最適化：

AOT/JITコンパイル：MegaETHはAOT/JITコンパイル技術を導入し、計算集約型コントラクトの実行を加速する。生産環境ではほとんどのコントラクトの性能向上は限られているが、特定の高計算需要のシーンでは、これらの技術が性能を大幅に向上させる。

状態同期の最適化：

効率的なデータ伝送：MegaETHは効率的な状態差異のエンコーディングと伝送方法を設計し、帯域幅が限られている状況でも大量の状態更新を同期できる。

圧縮技術：高度な圧縮技術を採用することで、MegaETHは帯域幅の制限内で複雑な取引（例：Uniswapの交換）の状態更新を同期できる。

状態ルート更新の最適化：

最適化されたMPT設計：MegaETHは最適化されたMerkle Patricia Trie（例：NOMT）を採用し、読み書き操作を減少させ、状態ルート更新の効率を向上させる。

バッチ処理技術：状態更新をバッチ処理することで、MegaETHはランダムディスクIO操作を減少させ、全体の性能を向上させる。

上記の内容は技術的なものであるが、これらの技術的詳細を超えて、実際にはMegaETHが技術的に優れたものであることがわかり、明らかに一つの動機を感じる：

詳細な技術データとテスト結果を公開することで、プロジェクトの 透明性 と信頼性を高め、技術コミュニティや潜在的なユーザーにそのシステムの性能についてより深い理解と信頼を与えようとしている。

名門校のチーム、再び注目を浴びる？

ホワイトペーパーを解読する過程で、MegaETHは名前こそ派手だが、文書や説明には技術的なNerdの厳密さと過度な詳細がしばしば感じられる。

公開された資料によると、MegaETHのチームは華人の背景を持ち、CEOのLi Yilongはスタンフォード出身で、コンピュータサイエンスの博士である。一方、CTOのYang Leiはマサチューセッツ工科大学の博士で、CBO（ビジネスオフィサー）のKong ShuyaoはハーバードビジネススクールのMBA出身で、複数の業界機関での勤務経験（ConsenSysなど）がある。成長責任者はCBOのいくつかの履歴と重なり、名門ニューヨーク大学出身でもある。