イーサリアムの Rollup には分散化の問題がある:深く探る分散化オーダラー

1. ポイント

• 取引の順序付けは、第二層(L2)領域においてますます深刻な問題となっています。L2ロールアップの主な役割は、ユーザーに低コストの取引の安全な場所を提供し、その後取引データを上層の第一層(L1)に提出することです。

• ソート装置は、トランザクションをグループに整列させる役割を担うエンティティです。これはユーザーの無秩序なトランザクションを受け取り、オフチェーンでグループ化して処理し、次に圧縮された順序付きトランザクションバッチを親L1に提出します。

• ロールアップは実際にはソートエンジンを必要としません;これはユーザーにより良い体験を提供するためのデザイン選択です。しかし、イーサリアムの基盤レイヤーを使用してソートすることは効率が低く、コストが高くなる可能性があります。したがって、現在の主要なL2ロールアッププロジェクトは、中央集権的なソートエンジンを運営することを選択しています。これにより、より便利でコストが低く、ユーザーにとってよりフレンドリーになります。

• ソートエンジンが取引の順序を制御するため、ユーザーの取引(を審査する権限がありますが、完全な審査はあまり可能ではありません)。ソートエンジンは、最大抽出可能価値(MEV)を抽出することもでき、ユーザーに経済的損失をもたらす可能性があります。さらに、唯一の中央集権的ソートエンジンがダウンすると、全体のロールアップに影響を及ぼし、有効性の問題が発生します。

• 解決策は共有された分散化されたオーダーラーです。検閲、MEV抽出、有効性などの問題を解決するだけでなく、共有オーダーラーはクロスロールアップ機能を導入し、さまざまな新しい可能性を開きます。Espresso、Astria、Radiusなどのプロジェクトが革新的な共有オーダー解決策を開発しています。

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2. 簡単な紹介

イーサリアム L2 rollup エコシステムの普及に伴い、しばしば無視されがちな側面であるソートワーカーの重要性が増しています。ソートワーカーは取引のソートを担当し、ソートワーカーを使用することで、rollup はより良いユーザー体験、低コスト、迅速な取引確認を提供できます。しかし、現在すべての主要なイーサリアム L2 プロジェクトは、自分の中央集権的なソートワーカーを運営することが最も便利で、ユーザーフレンドリーで、コストが低いと実感しています。取引のレビュー、MEV 抽出、単一障害点などにおけるソートワーカーの権限を考慮すると、これは暗号通貨の精神に反する理想的でない結果と見なされるかもしれません。

ほとんどの暗号プロジェクトがソートアーキテクチャの分散化をロードマップの一部としているにもかかわらず、分散化をどのように実現するかについての合意は得られていません。注目すべきは、Arbitrum と Optimism が2021年下半期以来解決策を導入しているものの、分散化されたソーティングアーキテクチャに関しては実質的な進展がないことです。

本レポートでは、ソーターの役割とイーサリアムのロールアップ分野の現状を深く研究し、特に分散化された共有ソーティングネットワークにおける開発中のソリューションを持つプロジェクトについて探討します。これらのプロジェクトとそのソリューションの独自性について詳述し、これがイーサリアムのL2ロールアップ分野の将来の発展に何を意味するかについて考察します。

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3. ソートリーダーとは?

ブロックチェーンは本質的に、ブロックの順に並べられたタイムスタンプ付きの取引データで構成される分散型台帳です。最初はこれらの取引データは無秩序で無組織でした。並べ替えた後、ブロックに整理され、実行されてブロックチェーンの新しい状態が作成されます。イーサリアムのようなL1ブロックチェーンでは、取引の並べ替えは基盤層自体で行われます。

イーサリアムで最も人気のあるスケーラビリティソリューション - L2ロールアップにおいて、取引の順序付けはますます深刻な問題となっています。L2ロールアップはユーザーに実行層を提供し、その後取引データを上層L1に提出します。L1に提出される単一バッチの取引は通常、数百または数千の圧縮されたL2取引を含み、L1にデータを送信するコストを削減します。

L2ロールアップでは、ソーターはトランザクションをグループ化する権限を持つエンティティです。ユーザーからの無秩序なトランザクションを受け取り、オフチェーンでグループ化してから、圧縮された秩序あるトランザクションバッチを生成します。これらのトランザクションはブロックに入れられ、親L1に送信されます。ソーターはユーザーのトランザクションを受け取った後、ほぼ即時のレシートを「ソフト確認」として提供します。一方、「ハード確認」はトランザクションがL1層に送信された後に受け取ります。

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なぜロールアップはソートを使用するのか、それがなぜ問題なのか?

ソートエンジンの根本的な目標は、ユーザーエクスペリエンスを改善することです。ソートエンジンを使用してL2取引を行うことは、"ファストレーン"を使用することに似ており、手数料が低く、取引確認が速いことを意味します。ソートエンジンは、数百から数千のL2取引を単一のL1取引に圧縮することで、ガス代を節約します。さらに、ソートエンジンが提供するソフト確認により、ロールアップ取引はユーザーに迅速なブロック確認を提供できます。

重要なことは、rollup はソーティングチェイナーを必要としないということです。それは、より良いユーザーエクスペリエンスのために行われた設計選択です。例えば、rollup はイーサリアム L1 を使用してソーティングを行うこともできます。しかし、イーサリアムの基盤層は相対的に非効率的で高価である可能性があり、特に L2 の取引量が非常に多いことを考慮すると。これは、現在の主要な L2 プロジェクトが、分散化されたソーティングチェイナーを運営する方が便利で安価であり、ユーザーにとって使いやすいことを発見したことを意味します。

ソートラーが取引の順序を制御しているため、ユーザーの取引を(に含めない権利があります。ユーザーは直接L1に取引を送信することができます)。ソートラーは取引からMEVを抽出することができ、ユーザーグループに経済的損失をもたらす可能性があります。もしソートラーが1つだけであれば、集中化のリスクはさらに大きくなります。唯一のソートラーが故障した場合、全体のロールアップに影響が及び、有効性の問題が存在します。

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MEVの相関関係

MEVは、ブロック生成から得られる基本的なマイニング(やステーキング)の報酬およびガス代を超える追加の価値を指します。それは、ブロック内の取引の順序を操作することによって抽出される価値であり、フロントランニングやサンドイッチ攻撃などがあります。

ソーティングツールは、チェーン外のすべてのユーザー取引を理解でき、通常はプロジェクト自体または関連チームによって運営されるため、多くのユーザーは潜在的なMEV抽出を懸念しています。これらの懸念がなくても、中央集権的ソーティングツールは、プロトコルの信頼性と分散化の程度に影響を与えます。

ソート市場の現状

現在、すべての主要なイーサリアム L2 は集中型オーダーラーに依存しています。ますます多くのイーサリアム取引が L2 に移行するにつれて、大量の取引が唯一のオーダーラーという形の集中化された力の影響を受けます。

ほとんどの L2 プロジェクトは、ソートエンジンの分散化をロードマップの一部としてきました。しかし、Arbitrum と Optimism は 2021 年末からソリューションを提供していますが、分散化されたソートエンジンに関しては実質的な進展を遂げていません。

大多数のトッププロジェクトは、分散化に焦点を当てるのではなく、コア製品や機能の改善にリソースを投入しているようです。これは競争が激しい環境では理解できますが、ネットワークが成熟するにつれて、人々の議論は迅速にソーターの分散化と信頼性の向上に移行しています。

その他の問題

集中化されたソート装置に依存することによるリスクの程度について、いくつかの議論があります。

ソートエンジンが取引の順序を制御しますが、最終的にはユーザーをロールアップ取引から完全に排除することはできません。ユーザーはソートエンジンを回避して、追加料金(を支払う意志があれば、直接L1に取引)を提出できます。ソートエンジンは取引の遅延を引き起こし、ユーザーに追加料金を負担させる可能性がありますが、完全に監視することはできません。これが大規模なL2プロジェクトが分散化ソートエンジンにあまり関心を持たない理由の一つかもしれません。

おそらく、より大きな問題は有効性にあります。唯一の中央集権的なソートが問題を起こすと、全体のロールアップに影響が出ます。ユーザーは依然としてL1に直接アクセスして取引を完了できますが、これは持続的ではなく、ほとんどの取引には適用されません。

暗号通貨の基本理念の一つは、唯一の中央集権的なプロバイダーに依存しないことです。ソーターの中央集権化は明らかに解決すべき重要な問題であり、共有ソーターがL2ロールアップ市場にもたらす重要な改善の一つです。

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4. ソリューション:分散化共有ソーター

)概要

上述の問題を解決する新しいソリューションは、分散化された共有ソート装置です。異なるプロジェクトのソリューションはそれぞれ異なりますが、基本的な理念は同じです。"共有"は、複数のロールアップが同じネットワークを使用できることを指し、複数のロールアップからの取引はソートされる前にメモリプールに集約されます。"分散化"は、分散化された行動者のグループからリーダーを選出してソートを行うリーダー交代メカニズムを採用することを指します。これにより、検閲を防ぎ、有効性の保証を提供するのに役立ちます。

共有ソーターは、MEV抽出の問題を軽減し、検閲耐性を提供し、ロールアップの有効性保証を向上させることを目的としています。さらに、注目すべき2つの点があります:

• 分散化即サービス:共有ソートソリューションは複数のロールアップに分散化サービスを提供し、ネットワークを独自に構築する必要がありません。これは主要な利点であり、現在までにソートに対して分散化を行っているプロジェクトは存在せず、これは簡単なことではないことを示しています。

• クロスロールアップの相互運用性: 複数のロールアップの取引順序を処理することで、共有された順序付け機能は、条件付き取引の含有などのユニークな相互運用性を提供し、新たな可能性を開きます。

以下は主要な共有ソータープロジェクトです:

エスプレッソ

Espresso Systemsは、Web3を主流に導入するツールの構築に取り組んでおり、特にL2ロールアップおよびイーサリアムエコシステムに注力しています。

Espresso ソートエンジンは、分散化された共有ソートネットワークであり、分散化された rollup を目的とし、安全で高スループット、低遅延の取引ソートとデータ可用性を提供します。これは、rollup と基盤となる L1 の間でミドルウェアネットワークとして機能し、バーチャルマシンとは無関係に設計されています。

コアは HotShot コンセンサスプロトコルであり、HotStuff プロトコルに基づき、いくつかの最新の発展を組み合わせています。HotShot はオープンで、権限のない、PoS セキュリティモデルを採用しており、すべてのイーサリアムバリデーターを含むように拡張することを目的としています。

Espressoは、イーサリアムの既存のバリデーターセットを使用することで、イーサリアムレベルのセキュリティをそのオーダーラーに実現しようとしています。これには2つの重要な理由があります: 1### 安全性:利用イーサリアム検証者は自身が達成しにくい安全性と分散化レベルに到達することができます。 2) インセンティブの一致:イーサリアムのバリデーターがL2ロールアップの実行に参加するためのプロトコルは合理的です。

EspressoはEigenLayerとの協力を通じてこのパートナーシップを実現します。EigenLayerはユーザーが複数のプロトコルでエーテルをステーキングできるようにし、経済的安全性をエーテルの外に拡張します。

Espresso は、Tiramisu データ可用性ソリューションを使用して、高額な L1 データコスト問題を解決します。Tiramisu は、三つの層で構成されています: Savoiardi) 贈収賄防止層(、Mascarpone) 効率的なデータ復旧(、そして Cocoa) オプションのコンテンツ配信ネットワーク(。

Espressoは、Polygon zkEVM、Injective、AltLayer、Caldera、Spireとの統合を含む複数の提携を発表しました。彼らはAmericanoとDoppioのテストネットを立ち上げ、ホワイトペーパーとパフォーマンスベンチマークを公開しました。

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) アストリア

Astriaは共有ソーターネットワークを構築し、同時にAstria EVMを開発しています。彼らのネットワークは、複数のロールアップが1つの分散化ソーターを共有することを可能にします。