パート1：ここに至るまでの経緯

イーサリアムは、最初は1つの当事者がブロックの作成プロセス全体を処理するという考えで設計されていました。これには、メンプールからトランザクションを集約し、ブロックヘッダーを作成し、プルーフ・オブ・ワークでゴールデンナンスを見つけるか、プルーフ・オブ・ステークで単にブロックヘッダーに署名するかが含まれます。最初の数年間、ブロックの構築は簡単でした。マイニングノードは、メンプールからトランザクションを取得し、ガス価格に基づいてそれらを順序付けました。ガス価格は、各トランザクションの計算作業を示します。また、ブロックごとのガス制限内に留まりました。しかし、分散型金融（DeFi）の台頭に伴い、このブロック構築手法は大きな変化を遂げました。

MEVの中央集権化の脅威

DeFiにおいて、取引の順序が大きな違いを生むことがあります。たとえば、UniSwap上で1 ETHをBITCOINに交換しようとする取引がmempoolで待機しているとします（もちろんHarryPotterObamaSonic10Inuについて話しています）。受け取るBITCOINの量は、UniSwapプール内の現在のETHからBITCOINへの比率に基づいています。ある他の人の取引、2 ETHをBITCOINに交換する取引があなたの取引よりも先に処理されると、ETHからBITCOINの比率が変わるため、より少ないBITCOINが手に入ります。取引の順序の重要性を考えると、マイナーがこの順序を制御しているため、MEV（鉱夫/最大抽出可能価値）と呼ばれるものが生まれました。MEVは、マイナーが含める、除外する、または並べ替える取引を選択することによって得られる潜在的な利益を表しています。

MEVは一見無害に見えるかもしれません。ネットワークセキュリティのブースターとして、マイニングや検証のインセンティブが高まる可能性さえありますよね?通常のブロック報酬と取引手数料に加えて、MEVが手に入ります。しかし、現実は無害とはほど遠い。このまま放置すれば、MEVは強力な中央集権化勢力になりかねない。例えば、このMEVゲームを見たばかりで、バリデーターが10%以上のAPRを稼いでいると聞いたとします。魅力的ですよね?これで完了です。そこで、32ETHをステーキングコントラクトに送り、バリデータノードをキックオフします。でも、ちょっと待ってください...リターンはわずか4%です。ブロックを提案する順番が回ってきたら、取引はガス価格で並んでいます。MEVの魔法はありません。MEVの金塊を採掘するための複雑なアルゴリズムや戦術で武装しているわけではありません。ノウハウがなければ、ガス価格で取引を注文するというデフォルトにとらわれてしまいます。

ここで、中央集権化のプルが始まります。たとえあなたがクオンツであっても、あなたのシンプルなコンピューター、おそらくラズベリーパイは、次のレベルのMEV抽出再生を実行するスーパーコンピューターにろうそくを立てることはありません。ここでの明らかな最終目標は、バリデーターをオフにして、代わりにMEVパイのシェアを約束するこれらの超強力なセットアップにETHを送ることです。早送りすると、一握りの巨大企業が本質的にネットワークを運営しているのを目にするかもしれません。これが物事が向かう方向であるならば、イーサリアムの基本的な目標は失敗しています。選ばれた少数の人々によって支配されているネットワークは、その時点では中央集権的なデータベースである可能性があります。

フラッシュボッツの誕生

Cornell大学のPh.D.学生であり、スマートコントラクトセキュリティを専門とするPhil Daianは、MEVの問題を早期に発見した人の一人でした。2017年8月、彼は「0xとEtherDeltaにおける分散化のコスト」と題したブログを公開しました。このブログは、0x ICO中に特定したフロントランニングの脆弱性に触発されたものです。

フロントランニングは、メンプールでトークンAをトークンBと交換しようとする取引を見つけることを含みます。フロントランナーは、その後、より高いガス価格を提供する類似の取引をプログラムで開始します。この戦略により、フロントランナーの取引が元の取引よりも先に処理されることが保証されます。最初の取引が処理された後、フロントランナーはすぐにトークンBをトークンAに戻して取引し、最初よりも多くのトークンAを手に入れます。この戦術は、ユーザーの取引がフロントランナーによって開始された2つの取引の間に挟まれるため、サンドイッチ攻撃と呼ばれることがあります。その結果、フロントランナーが利益を上げる一方で、元の取引の背後にいる個人はトークンBの量が少なくなります。サンドイッチ攻撃は一般的ですが、個人がMEVを効果的に抽出するために使用できるさまざまな戦略があります。

サンドイッチ攻撃の可視化：フロントランナーが他者の犠牲に利益を得る方法

ICOブームの間、フィルとチームは年間約100万ドルを稼ぐボットを導入しました。前述のブログ記事で方法論を共有した後、いくつかの同様のボットが出現し、ボットが取引の優先順位を達成するために互いのガソリン価格を上回って入札する競争環境を作り出しました。これにより、Phil はノードをグローバルに展開し、リアルタイムのトランザクション データを取得するようになりました。この研究は、彼の有名な「フラッシュ・ボーイズ 2.0」論文、分散取引所が引き起こすMEVの課題に深く踏み込んだ。

こちらは、Phil がゲスト出演した際に共有した面白い関連ストーリーです切り捨てブロックHayden Adams氏、UniSwapの創設者は、現在最も人気のある分散型取引所の設計をethresear.chで共有したとき、PhilはすぐにVitalikとHaydenの両方に懸念を伝えました。 PhilはUniSwapの設計がMEVの大きな量を引き起こし、それにより悪用の標的となり、ユーザーが取引の並べ替えやサンドイッチ攻撃のリスクにさらされると信じていました。 Vitalikは、これらは単なる追加の手数料メカニズムとしてブロックチェーンを使用することができると述べて応答しました。 Philはこの回答に激怒し、ゴールドマン・サックスのような強力な金融機関が現行の金融システムと同様に小売業者の食事を取りに来ると考えました。 しかし、時間の経過とともに、PhilはVitalikの視点を受け入れるようになりました（賞賛すべきVitalik様）。

MEV分野の重要性と課題を認識したPhilは、MEV分野の研究とソリューションに焦点を当てた会社であるFlashbotsを共同設立しました。FlashbotsはMEVが存在することを認識しており、Flashbotsの使命は、MEVの存在が、悪い人であったり、負の外部性を生み出したりすることが、良い俳優であるよりも個人にとって良いことであり、利益をもたらすシステムにつながらないようにすることです。その一例がTradFiで、最も収益性の高い戦略は、多くの場合、システムのエッジを利用することです。また、Flashbotsは、MEVのエネルギーをユーザーのために利用し、ネットワークを保護する人々に助成金を支給し、ネットワーク上の取引を助成して人々により良い価格を提供し、人々がこれらのシステムで望む実行を提供する方法があるかもしれないと考えました。正しく設計されれば、MEVは暗号資産を従来のシステムを凌駕する要因の一部となる可能性があります。

MEVの活用：オークションとプロポーザ-ビルダーの分離の役割

Flashbotsは、トランザクションの順序付けに対するマイナーの独占が貴重なリソースであることを認識していました。MEVを民主化するための最初のステップは、取引注文権のオークションシステムを構築することでした。これがMEV GETHの創設につながり、提案者と構築者の分離(PBS)の概念を初めて導入しました。イーサリアム財団のBarnabé Monnot氏は、PBSを「プロトコル参加者がコンセンサス業務中にサードパーティのサービスを使用する可能性のある設計哲学」と表現しています。この時点までは、マイナーはトランザクションの順序を決定し、ハッシュ化を行い、ブロックを追加するという完全なコントロールを持っていました。しかし、MEV GETHは状況を変えました。これにより、サーチャーと呼ばれる外部のアクターが登場し、トランザクションのバンドルをマイナーブロックに含める権利にお金を払っていました。

MEV GETHにより、マイナーは新しいエンドポイントを手に入れました。MEVに最適化されたトランザクションバンドルを検索者から受け取ることができます。各バンドルには、マイナーに手数料を提供するトランザクションも含まれており、マイナーがこの特定のバンドルを選択するようにインセンティブを与えます。当然のことながら、マイナーは最も高い手数料を提供するバンドルを選択しました。検索者が公開mempoolでMEVの機会を競う場合、この競争のために入札額は自然にエスカレートします。このコンペティションにより、マイナーはMEVの恩恵の大部分を受け取ることができます。

これを例で分解してみましょう:アリスがサーチャーであり、2つの分散型取引所間の裁定取引の機会を見つけたと想像してみてください。彼女はUniSwapでToken Xを購入し、すぐにSushiSwapでより高い価格で売却することで、0.07ETHの利益を得ることができました。そこで、彼女は0.07 ETH MEVの機会に最適化されたトランザクションバンドルを作成し、マイナーに0.05 ETHを支払って、次のブロックのトランザクションに優先順位を付けたいと考えています。もう一人のサーチャーである Bob も同じ商談を特定します。彼は同様のバンドルを構築しますが、同じ特権でマイナーに0.06ETHの支払いを提供します。アリスとボブはどちらも、MEVに最適化されたトランザクションバンドルをマイナーに送信します。一方、マイナーはこれらのバンドルを受け取り、次のブロックにどれを含めるかを決定する必要があります。当然のことながら、マイナーは提供される料金が高いため、ボブのバンドルを選択し、マイナーが最大の利益を享受できるようにします。これは双方にメリットのある状況です。

マイナーはMEVの機会の大半を捉え、0.07 ETHの機会のうち0.06 ETHを受け取ります。一方、サーチャーは0.01 ETHの純利益を確保し、それ以外には手に入れることができませんでした。MEV GETHメカニズムの本質はこの競争入札です。アリスとボブはお互いに競い合い、マイナーにインセンティブを提供することで、マイナーがMEVの利益の大部分を捉えることを確実にします。

しかし、誰かがマイナーにバンドルを送信できるエンドポイントを開いただけでは、悪意のあるアクターがこの開放性を悪用してシステムに過負荷をかけ、DOS攻撃を仕掛ける可能性があります。この脆弱性に対処するために、FlashbotsはFlashbots Relayを導入しました。このリレーは、マイナーにとっての潜在的な収益性、トランザクションの有効性、および提示された手数料に基づいて、受信トランザクションバンドルを評価するという重要なフィルタリングの役割を果たします。その後、最適なバンドルのみがマイナーに転送されます。この方法では、プロセスがFlashbots Relayに依存して望ましくないトラフィックや潜在的に有害なトラフィックを選別するため、ある程度の集中化が導入されます。興味深いことに、マイニングプールの運営者とその労働者の間には、すでにPBSのレベルが存在していました。通常、オペレーターは、リレーから送信されたバンドルを含むブロック本体を構築し、ブロックヘッダーを一度ハッシュし、それをワーカーにディスパッチしてハッシュを続行し、ゴールデンナンスを見つけます。

MEV GETHの概要：探索から取引バンドルのマイナーのブロックへの含有までの経路

パート2：現在の景色

イーサリアムがプルーフ・オブ・ワーク（PoW）からプルーフ・オブ・ステーク（PoS）に移行したとき、トランザクションの検証とブロックの提案の状況は大きく変わりました。PoWはマイナーや計算能力（ハッシュレート）に頼って新しいブロックをブロックチェーンに追加するのに対し、PoSではこの責任がETHをステークするバリデーターに移りました。

MEV GETHはほぼすべてのマイニングプールで使用されていましたが、EthereumがPoSに移行するに伴い、システムに変更が必要でした。 PoSは、Raspberry Piのようなリソースの少ないデバイスで動作する個々のバリデーターであるソロステーカーを収容するように設計されていました。 PoSは、ソロステーカーであるか、かなりのステーキングプールの一部であるかに関係なく、参加者には検証プロセスで固有の優位性がないように設計されていました。 PoS移行の前に、いくつかのマイニングプールがハッシュレートを支配していました。 これにより、これらのプールとFlashbots Relayとの信頼関係が生まれました。 マイニングプールがサーチャーからMEVを盗むなどの不正行為があれば、この関係が危機にさらされる可能性がありました。 マイナーがサーチャーからサンドイッチ攻撃を受けた場合、マイナーが自分自身の取引でサーチャーをさらにサンドイッチにすると、短期的な利益をもたらすかもしれませんが、将来のMEV収益に影響を与え、Flashbots Relayへのアクセスを失うため、Flashbotsとの関係が断たれる可能性があります。

MEV Boostのご紹介

ソロステーカーは、大規模なマイニングプールとは異なり、信頼を維持する長期的な動機を持っていないかもしれません。特定のシナリオでは、ビルダーからMEVを搾取し、その後ネットワークから消えることがより利益を得られると考えるかもしれません。この行動により、彼らは完全にスラッシュされ、32 ETH全てを失いますが、場合によっては、MEVを盗むことで得られる潜在的な利益がこの損失を上回ることがあります。これは、4月に、ローグバリデータがサンドイッチボットから2000万ドルを奪い、その後自分のバリデータをシャットダウンしたときに実際に起こったことです。この事件に関する参考資料.

この新しい攻撃ベクトルに対応するために、FlashbotsはMEV Boostを導入しました。これはソロステーカー向けに設計されたシステムです。

MEVブーストの仕組み:

• リレー：以前のシステムではFlashbotsのみがリレーとして機能していましたが、MEV Boostはこれを民主化します。今では誰もがリレーとして役立つことができ、参加とセキュリティが広がります。Flashbotsはまた、リレーコードをオープンソース化しています。
• ビルダー: 新しい役割が現れます - ビルダー。これらのエンティティは、サーチャーからトランザクションのバンドルを集め、完全なブロックに組み合わせます。
• オークションシステム:ビルダーは、ブロック全体を含めるために入札を行い、リレーに提出します。リレーは、ブロックの有効性を確認するための重要な検証ステップを実行します。
• バリデーターの相互作用：リレーは、競合するビルダーから受け取った最高入札額とそれに対応するブロックヘッダーを、イーサリアムネットワークにブロックを提案するバリデーターに転じるターンの者に転送します。
• ブロックコミットメント：指定された検証者がブロックヘッダーに署名し、これがコミットメントとなります。一度署名されると、そのブロックに拘束されます。別のブロックに署名しようとすると、これは悪意のある行為と見なされ、罰せられます。
• 最終提案: コミットメントが確定すると、リレーは完全なブロックの詳細を検証者に送信し、これがネットワークに正式に提案されます。

MEV Boostプロセス

このセットアップは信頼の問題を導入します:

• ビルダー-リレー信頼：ビルダーは、リレーが彼らのMEVを盗まないことを信頼する必要があります。ビルダーからブロックを受け取った後、リレーがサンドイッチ取引でビルダーのアドレスを自分のものに入れ替えるシナリオを考えてみてください。その後、操作されたヘッダをプロポーザーに渡します。
• 提案者-リレーの信頼: 一方、提案者は、署名したブロックヘッダーが有効であることを信頼する必要があります。無効なブロックを提案すると、ネットワークがそのようなブロックを拒否するため、ブロック報酬が没収されます。

PBSの設計では、提案者とトランザクション順序付けアクターの間の相互作用は当然のことですが、次のようなメカニズムが必要であることは明らかです。

• 提案者は、その内容を知らずにビルダーのブロックにコミットすることができますが、ブロックの正当性を確信しています。
• ビルダーは、彼らのブロックを提案者に安全に送信でき、自分のMEVが盗まれることを心配する必要はありません。

MEVブースト信頼前提

MEV Boostについて詳しく調査する前に、MEV Boostを使用せずにEthereumがブロックを作成するデフォルト方法を理解することが重要です。このセットアップは、バリデータの実行クライアントとコンセンサスクライアントの協力に依存しています。トランザクションが実行クライアントに受信されると、その形式を確認し、メンプールに追加しますが処理は行いません。同時に、コンセンサスクライアントはPoSコンセンサスを処理し、次のブロックを作成するためのバリデータを選択します。選択されたバリデータの実行クライアントは、ガス価格によってトランザクションを新しいブロックに配置し、それをコンセンサスクライアントに転送してネットワークに提出します。他のバリデータはブロックの正確性を証明し、検証された後、それはチェーンの最新リンクとなります。

バリデーターがMEV Boostの使用を選択した場合、このプロセスは変更されます。MEV Boostを統合するバリデーターは、コンセンサスクライアントで統合します。ブロックを提案すると、実行クライアントに依存せず、代わりにリレーのネットワークに接続します。バリデーターは、接続するリレーを選択できます。

MEV Boostはオプションですが、バリデーターの95%がそれを利用しています。基本的に、Vitalikが運営するものを除いて、ほとんどのバリデーターがブロックの構築を第三者に委任しています。この委任は、イーサリアムプロトコルの中核機能であるブロックの構築が、現在主にイーサリアムシステム外で行われていることを示しています。このセットアップの中で重要な役割を果たしているのがリレーで、彼らの役割はある意味でイーサリアムの基本原則とは対照的です。現在、約9つのアクティブなリレーがありますが、そのうちの6つだけがリレーされたブロックの>9%を占有しています。

過去7日間のトップリレーとビルダーの市場シェアの内訳。出典:https://www.relayscan.io/

リレーとビルダー、リレーとバリデーターの間の関係が信頼できないため、信頼は問題になります。また、検閲耐性についても懸念があります。オークション中にリレーはブロックの妥当性を決定する裁量権を持っています。この裁量権により、制裁対象アドレスに関連する取引が含まれるブロックを除外することができます。OFAC Tornado Cashの制裁が発生した際、一部のリレーがこの権限を行使しました。最近のデータによると、過去1週間の38%のブロックが、このようなリレーによる検閲の結果OFACガイドラインに準拠していることが示されています。

第三部: 今後の展望

イーサリアムは、現在コアプロトコルの外部で運用されているプロセスを再組み込むための戦略を考案しています。その目的は、提案者がビルダーからブロックを取得することを義務付け、基本的にプロトコルにリレーの現在の義務を処理させることです。現状のリレーシステムには脆弱性があります。たとえば、リレーがブロックを適切に検証しなかったり、提案者への支払いに関連してビルダーの入札を誤って検証したり、ブロックの配信を遅らせたり失敗したりする可能性があります。その上、リレーを走らせるのは安くはありません。今のところ、彼らにとって持続可能な資金調達モデルが不足しています。最も利用されているリレーである超音波リレーは、その運用コストは年間70k〜80kユーロと推定されており、ソフトウェアのメンテナンスなどの他の費用は含まれていないと述べています。リレーは現在、公益事業として運営されています。

また、MEV Boostは企業(Flashbots)によって開発された外部ソフトウェアであるため、プロトコル内のソフトウェアほど厳密にテストされていないことも注目に値します。これは、Shapellaのアップグレード後のPrismクライアントで明らかでした:MEV Boostとの統合バグにより、提案者の署名に問題が発生し、スロットの欠落やスラッシングが発生しました。このプロセスをイーサリアムプロトコルに統合する目的は、これらの課題に対処し、提案者とビルダーの間の合意が破綻した場合でも、提案者が払い戻しを受けられるようにすることです。したがって、ビルダーが欠陥のあるブロックを提供した場合でも、提案者は完全な入札を取得し、ビルダーが結果を負担することになります。ePBS(enshrined proposer-builder separation)と呼ばれるこの統合の詳細はまだ研究中であり、実現には数年かかる可能性がありますが、それがどのように見えるかについては、すでにさまざまなアイデアがあります。

提案者とビルダーの分離を奉納する方法

潜在的なePBSの実装を理解するには、まずイーサリアムのPoSアルゴリズムのいくつかの基本的なコンポーネントを理解することが不可欠です。イーサリアムでは、時間はスロットと呼ばれる12秒間隔に分割されます。これらのスロットのうち32個が集まってエポックを形成します。各スロットでは、バリデーターがランダムに選択され、ブロックを提案します。同時に、イーサリアムのPoSフォーク選択ルールに準拠していると判断したブロックの有効性を証明する委員会が任命され、理想的には、ブロックチェーンのヘッドとして最近提案されたブロックが証明されます。ブロックが指定されたスロットで提案されない場合、4秒後に、証明バリデーターは前のブロックを証明します。

さて、ePBSデザインに移りましょう。 最も好まれているモデルは2つのスロットをまたぐ。まず、入札フェーズがあり、ビルダーが自分の入札をバリデータに送信します。その後、スロット1が始まり、プロポーザが入札を選び、そのビルダーの入札にコミットすることでそれを公開するブロックを発行します。一群のアテスターがそのブロックに賛成の投票を行い、それをチェーン上で確実なものとします。スロット2では、ビルダーはプロポーザがコミットしたブロックとその証明を見ることができます。プロポーザの不可逆的なコミットを認識し、選択された入札のビルダーは自分のブロックをリリースし、MEVが盗まれることはないと保証されます。最後に、アテスターがこの新しいブロックを検証します。

「Two-slot」ePBSデザイン

新しくリリースされたモデルは、2つのスロットアプローチに類似していますが、ペイロードタイムリネス委員会を導入しています。まず、ビルダーの入札が選択され、提案者によって確約され、その後、検証者委員会が証明を行います。その後、ビルダーがブロックのペイロード（取引）を公開し、ペイロードタイムリネス委員会がペイロードが時間通りに提供され、その妥当性を確認します。これら2つの方法の他の違いは、イーサリアムのプルーフオブステークの操作の詳細にありますが、これはこの投稿の範囲を超えています。

ペイロードタイムリネス委員会を備えたePBSデザイン

別のデザインは、スロットオークションのコンセプトを中心に展開しています。ここでは、ビルダーは入札中に、ブロックを指定せずにエポック内のスロットにコミットします。彼らは実質的に、割り当てられたスロットでブロックを作成することを約束し、そのために一定の価格を提示します。これにより、リアルタイムのアクションが必要なクロスドメインMEV向けに特に適応性が提供されます。

これまでのすべてのePBSデザインは、ブロックのトランザクションに対してビルダーに完全な制御権を与えています。潜在的な回避策は、インクルージョンリストの使用です。このリストは、提案者からビルダーに送信され、理想的には現在のメンプールにあるすべてのトランザクションまたは含まれていなくても、ビルダーのブロックに含まれる必要があるトランザクションが含まれています。ビルダーのブロックがいっぱいの場合、それを示す必要があり、リストを認識したことを確認する必要があります。このような方法は、ネットワークの検閲耐性を強化します。ビルダーがトランザクションを検閲したい場合、時間の経過とともにそれを行うことは困難でコストがかかります。EIP 1559により、連続して埋められたブロックは基本料金を指数関数的に上昇させます。したがって、ビルダーがダミートランザクションでブロックを埋めることによってトランザクションを継続的に検閲する場合、急増するコストにより、それは時間の経過とともに実現不可能になります。

提案者がブロックの作成に一定の影響を与えたいと考える場合があるかもしれません。別の ePBS 機能には、提案者がブロックの一部（開始部または終了部のいずれか）を作成し、残りをビルダーに委任することが含まれるかもしれません。これらの設計や機能は相互に排他的ではなく、むしろそれぞれの利点と欠点のバランスが重要です。

楽観的中継アプローチ

ePBSに関する別のアプローチは、既存の信頼できる中継を活用します。そのアイデアは、中継の責任を段階的に削減し、中継が主に最適化機能を果たすようにすることです。最初の段階では、中継のブロックの妥当性検証の責任を削減します。これにより、中継の運用コストが大幅に削減されます。ブロックの妥当性を確認するためのブロックシミュレーションが不要になるためです。さらに、中継の役割を合理化し、提案者やビルダーとの通信におけるレイテンシを約100〜200ミリ秒削減します。それでは、ブロックが無効であった場合に提案者が支払いを受け取る方法はどうなるのでしょうか？ブロッカーは、入札時に入札額と同額の担保を投稿するよう義務付けられます。ブロックが無効であれば、担保が提案者が受け取るべき支払いをカバーします。この概念は、楽観的中継V1と呼ばれています。

オプティミスティックリレーV1

楽観的リレーをさらにV2に押し進めることで、リレーがブロックをダウンロードする必要がなくなり、さらに50から100ミリ秒の遅延が解消されます。同じ保証が適用されます：ブロックがダウンロードされない場合、ビルダーの担保が支払われます。

楽観的な中継V2

最終的に、オプティミスティックリレーの最終目標は、以前に触れたペイロードタイムリネス委員会モデルと非常に似ています。以下は、シーケンスです：ビルダーはピアツーピアレイヤーに入札を提出します。提案者は入札を受け入れ、署名付きヘッダーを追加します。その後、ビルダーがブロックを展開します。この段階では、リレーの唯一の役割は、基本的に異なるアクティビティが発生するタイミングを記録するピアツーピアレイヤーのメモリープールの監視です。リレーの役割は非常に軽量化され、メモリープールを監視するだけです。これにより、リレーはペイロードタイムリネス委員会のように非常に多くの操作を行います。すべてのこれらのステップは、リレーがペイロードタイムリネス委員会に置き換えられ、プロトコル全体が効率化される将来に向けて構築されています。

追加のプロトコル強化のためのビルダーを活用する

PBSは、FlashbotsによるMEVの中央集権化の影響への対応として登場し、MEVを肯定的な結果につなげようとする試みを目指しています。ブロック構築に特化したEthereumの新しい役割を考えると、これらのエンティティがスーパーコンピュータのように振る舞う機会があり、軽量なバリデータとは対照的です。これらの強力なビルダーを活用するプロトコル設計が浮上しています。その考え方は、バリデータを簡素でわかりやすく保つことです（一部の人はさらに言うかもしれませんcucks)、一方、制限がないビルダーは、はるかに高い計算レベルで機能することができます。これらの強化されたビルダーの主要な用途はスケーリングです。

イーサリアムの研究者であるDankrad Feist氏のDankshardingの設計は、これらのリソースを大量に消費するビルダーが、すべてのデータを含む1つの大きなブロックを構築できることを示唆しています。その後、そのデータはセグメント化され、複数のKZGコミットメントによってコミットされます。このブロックの構築にはかなりのリソースが必要ですが、検証は比較的安価です。軽量バリデーターは、データ可用性サンプリングを適用してブロックの小さなセクションを検査し、データセット全体のアクセシビリティをほぼ確実に確認できるため、Proto-Dankshardingによるデータスループットがさらに~16倍向上します。Dankshardingの複雑さは複雑であり、ここでは説明しませんが、重要な点は、これらの高度なビルダーに追加の役割を委任して、ネットワークをさらに強化できることです。

ビルダーを活用する別のアイデアは、ベースロールアップの可能性を実現することです。数年前、Vitalikはロールアップのシーケンスモデルについて議論し、そのうちの1つをTotal Anarchyと名付けました。このモデルでは、誰もがロールアップブロックを公開でき、最初にチェーンに達するシーケンスが公式ブロックとなります。このアプローチにはオンチェーンスパムや優勝シーケンスに関する曖昧さなど、多くの欠点がありました。しかし、最近のJustin Drakeの記事では、ベースのロールアップビルダーを活用した効率的な戦略を強調しました。このモデルでは、レイヤー1のビルダーがロールアップシーケンサーとして機能し、オンチェーンに含める最適なシーケンスを選択します。これにより、最適なシーケンスのみが組み込まれることが保証されます。

ロールアップを超えて、強力なビルダーの導入により、ステートレスクライアントのような革新的な構造が促進される可能性があります。これらはノードが通常通りに動作するが、古い状態を保持する必要がないという利点を持っています。これにより、ノードはより軽量になり、ビルダーが特定の暗号証明を生成する能力に依存することができます。

PEPC: プロトコルによる提案者のコミットメントの強制

プロトコルによって強制された提案者のコミットメント（PEPC、ペプシと発音）は、2022年10月にイーサリアム財団の研究者であるバルナベ・モノが紹介した概念です。バルナベの元の投稿にさらに深く突っ込むことができます。ここ. 核心的に、PEPCは、提案者が専門のビルダーに全ての作業を売却して失ったブロック構築における意見をより大きなものにすることを目指しています。PEPCでは、提案者は通常のEthereumの要件に加えて、ブロックが有効と見なされるための追加条件を追加することができます。ブロックがこれらの追加条件のいずれかを満たさない場合、無効と見なされ、承認者はそれを拒否する必要があります。これは、EigenLayerのコミットメントとは異なり、追加のコミットメントを持つ検証者は非遵守の場合には一部のステークETHを失ったり、それらを達成した場合に報酬を得たりします。ただし、これらのコミットメントに関係なく、ブロックは有効のままです。

アリスがイーサリアムネットワークの提案者であると想像してみてください。PEPC を使用すると、Alice は次のブロックに対して特定のコミットメントを柔軟に行うことができます。彼女は、自分のブロックに特定のスマートコントラクトに関連するトランザクションを少なくとも3つ含むことを約束し、ブロックのガスの70%をこれらに割り当てることをいとわない。彼女はこのコミットメントを伝え、それは彼女のブロックの有効条件の一部になります。今、ビルダーのボブはアリスのコミットメントを見ています。彼はアリスの条件に合うトランザクションの束をまとめてパッケージ化し、アリスに送ります。アリスのブロックが構築された後、彼女のコミットメントと一致する場合(つまり、指定されたガスを消費する特定のトランザクションが含まれている場合)、ブロックは有効と見なされ、ブロックチェーンに追加できます。そうでない場合、アリスのブロックは受け入れられず、アリスは宣言されたコミットメントを順守します。

ePBSとPEPCの主な違いは、コミットメントの性質にあります。ePBSでは、提案者とビルダーが一定の統一手順に従います。一つのサイズがすべてに適合するというアプローチです。提案者は特定のブロックハッシュにコミットし、ビルダーはそれに一致するペイロードを生成します。一方、PEPCは多様性を導入しています。各提案者は独自の条件を設定でき、より柔軟性を提供します。重要なのは、PEPCの存在はePBSに依存しており、お互いを補完しているということです。PEPCの具体的な動作はまだ議論と研究の対象となっています。

結論

PBSは特定の実装ではありません。それは設計哲学です。それは、労働の分業に対するインセンティブがあり、プロトコルのアクターはより専門化された外部エンティティに一部の責任を委任します。プロトコルの目標は、この委任がスムーズで公正で包括的であることを確実にするために、できるだけ信頼できるインターフェースを提供することです。これがないと、一部のアクターが優位に立ち、PBS時代以前にMEVで最初に観察された中央集権化の問題につながる可能性があります。PBSの核心は、公平さと分散化を強調しています。プロトコルに統合される正確な要素は、将来のEthereumのアップデートで見られるでしょうが、Ethereumの総合的な目標は明確です。軽量な検証者グループによって監視されるアクセス可能でオープンで信頼性のある状態保存型コンピューティング。

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