原文标题：Beyond a core blockchain property:「Strong Chain Quality」

原文作者：ittaia、PGarimidi、jneu_net，a16z

原文编译：AididiaoJP，Foresight News

チェーン品質（Chain Quality, CQ）はブロックチェーンの核心的特性です。簡単に言うと、その意味は：

あなたが3%のステークを持っているなら、平均的な時間範囲内で、3%のブロックスペースを制御できるということです。

スループットが低い初期のブロックチェーンには、チェーン品質が十分に適用されてきました。しかし、現代のブロックチェーンははるかに大きな帯域幅を持ち、単一のブロック内に大量のトランザクションを含むことができます。

これにより、より強力で、より精緻な概念が生まれました。それは、時間の平均的なブロックスペース比率だけでなく、各ブロック内のブロックスペースの配分にも焦点を当てています。これを「強チェーン品質」（Strong Chain Quality, SCQ）と呼びます：

あなたが3%のステークを持っているなら、各ブロック内で3%のブロックスペースを制御できるのです。

本質的に、この特性は利害関係者が高スループットのブロックチェーン内で「仮想レーン」を持つことを可能にし、自分のトランザクションが含まれることを保証します。

ブロックチェーンにおける「チェーン品質」

ビットコインの重要な革新の一つ—現在ほぼすべてのブロックチェーンが備えているもの—は、プロトコル内にブロック提案者のための報酬メカニズムを導入したことです：状態機械にブロックを追加することに成功した者は、新たに鋳造されたトークンとトランザクション手数料を得ることができます。これらの報酬は状態遷移関数によって規定され、最終的にはシステムの状態に反映されます。

従来の分散コンピューティングモデルでは、参加者は誠実な者と悪意のある者に分類されます。ここでは、誠実な者に報酬を与える必要はありません。なぜなら、誠実な行動はモデル内のデフォルトの仮定だからです。

一方、暗号経済モデルでは、参加者は合理的な行動者と見なされ、その効用関数は未知の可能性があります。目的は、これらの参加者が自身の利益最大化を追求する過程で、自然にプロトコルの成功した運営と一致するようなインセンティブを設計することです。プロトコル内の報酬メカニズムを結びつけると、次のような理想化されたチェーン品質の定義が得られます：

**チェーン品質（CQ）：**総ステークX%を持つアライアンスは、全体的安定時間（GST）後に、各ブロックがチェーンに入る提案者になる確率がX%です。

もしチェーンがチェーン品質の要求から逸脱すると、特定のアライアンスが通常の比率を超えた報酬シェアを得る可能性があり、誠実な行動の動機を弱め、プロトコルの安全性を脅かすことがあります。

多くのブロックチェーンは「ステーク重み付けに基づくランダムなリーダー交代メカニズム」を通じて、この特性を満たそうとしています。

現在直面している典型的な課題には、ビットコインの「自己中心的マイニング」問題；Monadの尾部分岐耐性問題；およびイーサリアムLMD GHOSTプロトコルの問題が含まれます。

「強チェーン品質」の由来

ブロックスペースが十分に豊富である場合、全体のブロック内容を単一の提案者が独占する必要はありません。むしろ、同じブロックのブロックスペースは複数の参加者によって共同で分配されることができます。強チェーン品質という暗号経済の定義が表現しているのは、まさにこの考え方です：

**強チェーン品質（SCQ）：**総ステークX%を持つアライアンスは、全体的安定時間（GST）後に、各ブロック内でX%のブロックスペースを制御できるのです。

この理想化された特性は、暗黙的に「仮想レーン」という抽象概念を引き出します。つまり、アライアンスは実際に各ブロック内で一定の割合の専用ブロックスペースを制御できるのです。

経済的な観点から見ると、仮想レーンを持つことは、収益を生み出す生産的資産を保有することに相当します。これらの収益は取引手数料から来ることもあれば、MEV（最大可抽出価値）から来ることもあります。外部の実体は、これらのレーンを獲得し維持するためにステークの権利を巡って競争し、これが基盤となるL1トークンに持続的な需要を生み出します。レーンが生み出す経済的価値が大きいほど、各方面がステーク権を競争する動機が強くなり、これらのブロックスペースアクセス権を制御するL1ステークが蓄積できる価値も高くなります。この抽象を通じて、より強力な検閲耐性をプロトコル内のSCQ有効性属性に変換することができます。

強チェーン品質と検閲耐性

最近の研究は、検閲耐性プロトコルが非常に重要であることを示しています。この種のプロトコルは、誠実な者の入力が最終的に含まれることを保証するだけでなく、それらが即座に含まれることを保証する必要があります。強チェーン品質（SCQ）は、この属性がブロック容量が限られている場合の拡張として見ることができます。

実際のシナリオでは、含まれるべき取引量が利用可能なブロックスペースを超える場合、理想的な意味での検閲耐性を満たすことができるプロトコルは存在しません。SCQはこの制限に対処するために、より実用的なアプローチを取ります：すべての誠実な取引が常に含まれることを求めるのではなく、各ステークノードに「予算」を割り当て、その予算の範囲内で取引が含まれることを保証します。

MCPプロトコルは、既存の実用的なビザンチン耐障害（PBFT）型コンセンサスプロトコルの上に提案されたコンポーネントであり、これらのプロトコルに検閲耐性を持たせることを目的としています。このプロトコルは同時にSCQの要件を満たしています—それはステーク権の割合に基づいて提案者に相応しいブロックスペースを割り当てます。既存の有向非循環グラフ（DAG）ベースのBFTプロトコルは、マルチライターのメモリプールを実現する方法を提供し、一定の検閲耐性を持っています。

**これらのプロトコルの標準実装は、通常、リーダーが特定の取引サブセットを選択的に遅延させることを許可するため、SCQを厳密には満たしていません。**しかし、これらのプロトコルを少し修正することで、SCQを再実現することが可能です。これに関連する方向性は「強制的取引包含」であり、検閲行為を減少させるために使用されます。

**MCPはまた、より強力な隠蔽属性を実現する方法を示しています。**この属性を利用することで、利害関係者は仮想のプライベートレーンを作成できます。これらのレーンの内容は、全ブロックが外部に公開されるまで明らかにされません。この点については、今後の記事でさらに詳しく説明します。

強チェーン品質を実現する方法

全体的安定時間（GST）後に強チェーン品質を得るための鍵は、提案者が利害関係者の入力を自由に検閲できないことを保証することです。これは二段階プロトコルを通じて実現できます。ほとんどすべての視点に基づくBFTプロトコルの基礎の上で、2箇所の小さな変更を加えるだけです：

**第一段階：**各参加者はその認証済みの入力を他のすべての参加者に送信します。

**第二段階：**各参加者は、参加者iからの認証入力を受け取った場合、iを自分の包含リストに追加します。その後、その参加者はその包含リストをリーダーに送信します。この操作は、リーダーがそのリストに含まれるすべての入力を含むブロックのみを受け入れることを約束することに相当します。

**BFT提案：**リーダーはこれらのメッセージを受け取った後、受け取った包含リストの和集合をブロックに収録します。

**BFT投票：**特定のブロックがその参加者自身の包含リスト内のすべての入力を含む場合、その参加者は賛成票を投じます。

このプロトコルの概要に従えば、完全なプロトコルを構築することが可能であることは明らかです。このプロトコルは、全体的安定時間（GST）後に強チェーン品質を満たし、検閲耐性を提供し、リーダーが誠実な者である場合にアクティビティを維持します。GST以前にSCQを実現する必要がある場合、各回で十分な数（法定人数）の値やリストを待つ必要があります。このプロトコルとその拡張形式については、今後の記事で詳しく説明します。

最近の研究は、強チェーン品質と検閲耐性を実現するには、通常のBFTプロトコルの投票ラウンドに加えて、さらに2回のラウンドが必要であることを示しています（上記のプロトコル概要に示すように）。この結果についても、今後の記事で詳しく説明します。

強チェーン品質（SCQ）は、アライアンスが制御できるブロックスペースの割合を規定していますが、ブロック内のトランザクションの順序を完全に制限するものではありません。SCQは、各ステークノードのためにスペースを予約することを理解できますが、これらのスペース内のトランザクションの順序については何の保証もしていません。

これにより、トランザクション順序メカニズムの設計に豊富な研究スペースが開かれます。優れた順序付けメカニズムは、ブロックチェーンエコシステム内での公平性と効率をさらに向上させる可能性があります。注目すべき方向性は、優先手数料に基づいてトランザクションを順序付けることです。

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